在物理学中,匀变速直线运动是一种基本的运动形式,其特点是物体沿直线运动且加速度保持不变。为了更好地理解和掌握这种运动规律,我们可以通过一系列习题来巩固知识。
首先,让我们来看一个基础问题:一辆汽车以初速度v₀=10 m/s开始做匀加速直线运动,经过t=5秒后速度增加到v=30 m/s。求这辆汽车的加速度a以及在这段时间内行驶的距离s。
根据匀变速直线运动的基本公式:
\[ v = v_0 + at \]
我们可以先求出加速度a:
\[ a = \frac{v - v_0}{t} = \frac{30 - 10}{5} = 4 \, \text{m/s}^2 \]
接下来,利用位移公式:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2 \]
代入已知数值:
\[ s = 10 \times 5 + \frac{1}{2} \times 4 \times 5^2 = 50 + 50 = 100 \, \text{m} \]
因此,该汽车的加速度为4 m/s²,行驶的距离为100米。
再看一个稍微复杂一点的问题:一颗石子从静止状态自由下落,假设重力加速度g=9.8 m/s²,求它在第3秒末的速度v和前3秒内的总位移s。
对于自由落体运动,初速度v₀=0,因此:
\[ v = v_0 + gt = 0 + 9.8 \times 3 = 29.4 \, \text{m/s} \]
位移则由公式:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2}gt^2 = 0 + \frac{1}{2} \times 9.8 \times 3^2 = 44.1 \, \text{m} \]
通过以上两道例题,我们可以看到,解决匀变速直线运动的问题需要熟练运用相关的物理公式,并且要注意单位的一致性。希望这些练习能够帮助大家加深对这一知识点的理解!