一题四解,各显其妙!

高一同学已经学好第二章,有没有觉得公式太多了?同一道问题解法也多样起来!选讲一道匀变速直线运动的例题加以说明

(文本中的公式不支持编辑,因此文中的黑体“2”均表示“二次方”)

题目:t=0 时,第一颗子弹以 30m/s竖直向上射出,以后每隔1s开一枪,假定每颗子弹初速度相同且不相互撞击,空气阻力不计,求在哪些时刻第一颗子弹与以后射出的子弹相遇而过?( g=10m/s2)

分析:设第一颗子弹经 ts 后与第n颗子弹相遇,则后者飞行时间可为 (t-n)s ∵第一颗子弹空中运动时间 to=6s ∴所求的相遇时刻t ≤6s 即 n不大于5。

解法1:分段处理(如图1所示)

设第一颗子弹经时间 t1到最高点,

设 t 时刻在A点相遇相遇,则第一颗子弹从最高点 下落位移S1= 0.5g (t-3)2,第n颗子弹上升位移Sn=V0 (t-n) -0.5g(t-n)2

 令S 1+S n=H

即 0.5g (t-3)2+V0 (t-n)-0.5g(t-n)2=H

代入数据得 t=3+0.5n 其中n=1,2,3,4,5

解法2:根据同一位置处上升,下降的速度大小相等

    相遇时第一颗子弹速度V1=g(t-3),第 n 颗子弹速度Vn=V0-g(t-n)

   ∵V上=V下,即V1=Vn, 则有 g(t-3)=V0-g(t-n)

∴ 10(t-3)=30-10(t-n)

t=3+ 0.5n 其中n=1,2,3,4,5

解法3:根据通过同一段高度上下所需时间相等

如图2所示,设在A点相遇,则第一颗子弹由A到O与从O到A所经历

时间相等,均为 n/2秒,根据升降同一段高度的时间相等,

   则3-0.5n =t-n

   ∴t=3+0.5n 其中n=1,2,3,4,5

解法4:全过程整体处理

    物体在空中相遇,即对地位移相同,令S 1=S n

   则V0t-0.5g t2=V0 (t-n)- 0.5g (t-n)2

∴gt=V0+ 0.5gn

∴t=3+ 0.5 n 其中 n=1,2,3,4,5

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