运动学中会碰到各种类型求运动最短时间问题的题目,总结这种类型题目,可以用“图象法”和“公式法”两种方法求解,在求解时主要注意哪些物理量是相同的.

例题:甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标,从此时开始甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下个路标时速度又相同。则()

A.甲车先通过下一个路标

B.乙车先通过下一个路标

C.丙车先通过下一个路标

D.条件不足,无法判断

解析:作出三辆汽车的速度一时间图像如图所示,

运动学试题(运动学中求最短时间)(1)

甲、乙、丙三辆汽车的位移相同,即速度图线与t轴所围的面积相等,则由图像分析可知B正确。

例题:一个小球一次沿ADC槽无摩擦滑下,另一次沿ABC槽无摩擦,如图所示,

运动学试题(运动学中求最短时间)(2)

槽的AD段和BC段是竖直的,而∠ABC,∠ADC成圆角形,试对这两种情况作出球的速度v与时间t的关系图,如果AB=BC=AD DC =h,球在A点处速度为零,问球沿哪段槽(ABC还是ADC),能够较快地从A点落到C点?

运动学试题(运动学中求最短时间)(3)

例题:火车自甲站出发,先以大小为a₁的加速度匀加速直线运动,接着再匀速直线运动,然后以大小为a₂的加速度匀减速直线运动,刚好到乙站停止,如果甲乙两站相距为s,求火车到乙站的最短时间。

☞用v-t图可以证明,先匀加速后匀减速,时间最短;再结合公式可求得最短时间。

运动学试题(运动学中求最短时间)(4)

例题:有一部电梯,启动时匀加速上升的加速度大小为2m/s²,制动时匀减速上升的加速度大小为1m/s²,中间阶段电梯可匀速运行,电梯运行上升的高度为48m.问:

(1)若电梯运行时最大限速为9m/s,电梯升到最高处的最短时间是多少?

(2)如果电梯先加速上升,然后匀速上升,最后减速上升,全程共用时间为15s,上升的最大速度是多少?

运动学试题(运动学中求最短时间)(5)

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