在處理較復雜的變化量問題時,常常先把整個區(qū)間化為若干極小的區(qū)間,認為每一小區(qū)間內研究的量不變,再求和。這是物理學中常用的一種方法,即微元法。
例如,在研究勻變速直線運動位移時,利用v-t圖象,把運動過程劃分成很多的小段,用所有這些小段的位移之和,近似代表物體在整個過程中的位移。小矩形越窄,多個小矩形的面積之和越接近物體的位移??梢韵胂螅绻颜麄€運動過程分割得非常非常細,很多很多小矩形的面積之和就能非常精確地代表物體的位移了。這時,很多很多小矩形頂端的“鋸齒形”就看不出來了,這些小矩形合在一起成了一個梯形OABC(圖1?。_@個梯形的面積就代表做勻變速直線運動的物體從開始(此時速度是v0)到t時刻(此時速度是v)這段時間間隔的位移。
?
(1)上述這種分析問題的方法具有一般意義,原則上對于處理任意形狀的v-t圖象都適用。某運動物體v-t圖象如圖2所示,已知圖中涂成黑色小方塊面積代表位移為x0,請結合題干介紹的方法,根據(jù)圖像估算物體在t時間內的位移。
(2)有一只螞蟻離開蟻巢沿直線爬行。它的速度v與它離開蟻巢的距離x之間滿足關系v=lv0l+x,其中常數(shù)l=2m,它離開蟻巢的初速度v0=0.02m/s。
①請你說明螞蟻的速度v隨x如何變化,并求出螞蟻離開蟻巢距離x=2m時瞬時速度大小。
②畫出螞蟻爬行速度的倒數(shù)1v與它離開蟻巢距離x的關系圖象,利用該圖象求出螞蟻離開蟻巢爬行x=2m所用的時間,并說明求解的依據(jù)。
v
=
l
v
0
l
+
x
1
v
【考點】復雜的運動學圖像問題.
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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