Question

一物体由静止开始运动，其加速度随时间变化如图所示，设正东方向为正方向，则
（1）物体的运动情况是______．
（2）4S末物体的速度是______，0-4S内物体的平均速度是______．
（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图象（要有适当的计算过程）．
（4）求该物块在这4s内的位移为多少？

Answer

（1）分析物体的运动情况：0-1s内，物体向东做匀加速运动；1-2s内，物体向东做匀减速运动；2-3s内，物体向东做匀加速运动；3-4s内，物体向东做匀减速运动．（2）根据对称性确定4s末的速度．
（3）根据速度公式求解每一秒末的速度，作v-t图象．
（4）根据位移等于v-t图象的面积，可求得物块在这4s内的位移．
【解析】
（1）由图分析可知，物体在第1s内向东做匀加速直线运动；第2s内，物体继续向东做匀减速直线运动，2s末速度减为零；第3s内，物体向东做匀加速直线运动；第4s内，物体向东做匀减速直线运动；所以物体一直向东做直线运动，先匀加速直线运动，再做匀减速直线运动．
故答案为：始终向东的直线运动．先匀加速直线运动，再做匀减速直线运动．
（2）由于加速度大小保持不变，相邻加速与减速时间相等，根据对称性可知，4s末物体的速度为零．
根据第（4）问的v-t图象可知，位移等于面积，所以物块在这4s内的位移为：．
根据平均速度的定义，得0-4s内的平均速度：．
故答案为：0，1m/s．
（3）由，得：
物块第1s末的速度为v1=a1t1=2m/s
物块第2s末的速度为v2=v1+a2t2=0
以后物块做周期的运动，则其速度-时间图象如右图：
（4）根据位移等于v-t图象的面积，所以物块在这4s内的位移为：．
答：物块在这4s内的位移为4m．