匀变速运动重要推论的推导过程
匀变速直线运动公式 推论推导 及规律总结
匀变速直线运动公式推论推导及规律总
结
一、基本规律:
1.基本公式:
平均速度 v = s/t
加速度 a = (v - v0)/t
2.瞬时速度公式:
瞬时速度 v = v0 + at
初速度 v0 = 0
3.位移公式:
s = vt + 1/2at^2
二、匀变速直线运动的推论及推理
掌握运用匀变速直线运动公式的推论是解决特殊问题的重要手段。
1.推论1:
做匀变速直线运动的物体在中间时刻的即时速度等于这段时间的平均速度,即 v = S/t
2.推论2:
做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点的即时速度 v = (v0 + vt)/2
3.推论3:
做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间间隔 t 内的
位移分别为 S1、S2、S3……Sn,加速度为 a,则ΔS = S2 - S1 = S3 - S2 = ……= Sn - Sn-1 = at^2
推论6:对于初速度为零的匀变速直线运动,从开始运动
算起,物体经过连续相等的位移所用的时间之比为(a(2(n-
1)S)^(1/2))]×(n-n+1)/2=a(n-n+1)/(2(n-1)S),代入可得
推论7:对于初速度为零的匀加速直线运动,第一个s末、第二个s末、……第n个s末的速度之比为
自由落体运动和竖直上抛运动的公式和推论如下:
自由落体运动:
平均速度v=gt/2
瞬时速度vt=gt
位移公式s=1/2gt^2
重要推论2gs=vt^2
竖直上抛运动:
瞬时速度vt=v-gt
位移公式s=vt-1/2gt^2
重要推论-2gs=vt-v
作为匀变速直线运动应用的竖直上抛运动,其处理方法有两种:其一是分段法。将上升阶段看做末速度为零,加速度大小为g的匀减速直线运动;将下降阶段看做初速度为零,加速度大小为g的匀加速直线运动。其二是通过将竖直上抛运动的轨迹分解为水平和竖直两个方向运动的合成,分别处理水平和竖直两个方向的运动。
匀变速运动重要推论的推导过程
匀变速运动重要推论的推导过程
一、平均速度和瞬时速度的关系:
根据定义,匀变速运动物体在任意时间段内的平均速度等于该时间段内起点和终点速度的平均值。假设起点速度为v0,终点速度为v,时间间隔为Δt,则平均速度为v平均 = (v0 + v) / 2、另一方面,根据匀变速运动的定义,物体的瞬时速度在不同时间点处是不同的,用v表示。根据定义,v = ds/ dt,其中ds是位移,dt是时间。由于匀变速运动中速度是随时间变化的,所以在较小的时间间隔Δt内,速度可以近似看作匀速运动。因此,v可以近似看作匀速运动的瞬时速度。由此可得:v平均≈ v。
二、位移和速度的关系:
在匀变速运动中,物体的位移和速度之间存在以下关系:s = v0t + 1/2at^2、该关系可以通过以下推导得到。
由定义可知,v = ds/ dt。对上式两边同时求积分,得到∫v dt = ∫ds。由于匀变速运动中速度是随时间变化的,所以该积分是定积分。对左边的定积分得到∫v dt = ∫(v0 + at) dt = v0t + 1/2at^2、对右边的定积分得到∫ds = s。因此,v0t + 1/2at^2 = s。
三、速度和时间的关系:
在匀变速运动中,物体的速度和时间之间存在以下关系:v = v0 + at。该关系可以通过以下推导得到。
由定义可知,v = ds/ dt。根据位移和速度之间的关系s = v0t + 1/2at^2,我们对该式两边同时求导数得到ds/ dt = v = v0 + at。
综上所述,以上推导过程得到了匀变速运动中平均速度和瞬时速度的关系,位移和速度的关系,以及速度和时间的关系。这些推论对于分析匀变速运动中物体的运动状态和规律非常重要。
匀变速直线运动的两个重要推论
T
x1
v1 v0 aT
v2 v0 2aT
x2
x3
x1
v0T
1 2
aT
2
x2
v1T
1 2
aT
2
(v0
aT
)T
1 2
aT
2
v3 v0 3aT
x3
v2T
1 2
aT
2
(v0
2aT )T
1 2
aT
2
v4 v0 4aT
vn v0 naT
x4
v3T
1 2
aT
2
(v0
3aT )T
1 2
aT
2
xn
匀变速直线运动的两个常用推论:
推论1:在匀变速直线运动中,任意两个连 续相等的时间间隔T内的位移差为aT2
推论2:做匀变速直线运动的物体,在某段时 间t内的平均速度等于这段时间内中间时刻 的瞬时速度,还等于这段时间的初、末速 度矢量和的一半。
推论1: 在匀变速直线运动中,任意两个连续相等
的时间v0间隔T T内v1 的位T 移差v2 为a一T定是avT3 2
B
v =t 2
v0+
a
t
2
v t= 2
v-
a
t
2
vt = 2
v0+ v 2
匀变速直线运动公式推论推导及规律总结
匀变速直线运动公式推论推导及规律总结v = v0 + at
位移由速度的定义导出:
s = v0t + 1/2at²
在匀变速直线运动中,加速度是变化的,因此在不同的时间段内,可
以得到不同的位移和速度的关系。根据运动的规律,我们可以得到几个重
要的推论:
推论1:t=0时刻的速度为v0,t时刻的速度为v,则平均速度为
(v0+v)/2
根据速度的定义,可以得到:
v = v0 + at
从t=0到t时刻的时间段内,速度变化了v-v0,平均速度就是速度
变化量的一半。
推论2:匀变速直线运动的位移与时间的关系可以由位移公式得出。
s = v0t + 1/2at²
根据位移公式可以看出,位移与时间的平方成正比。这说明,在匀变
速直线运动中,物体的位移与时间的平方呈现出二次增长的规律。
推论3:匀变速直线运动的速度与时间的关系可以由加速度公式得出。
v = v0 + at
在匀变速直线运动中,可以通过加速度的大小和方向的不同来改变速度的大小和方向。加速度的大小和方向会影响速度的改变速率。
推论4:匀变速直线运动中,速度与位移的关系可以由速度公式和位移公式得出。
将速度公式和位移公式联立,并将速度v表示为位移s和时间t的函数,可以得到:
v=(2/t)*(s-v0t)
从上式中可以看出,速度与位移的关系呈现线性关系。即速度与位移成正比,并且速度与时间的倒数成正比。
以上是对匀变速直线运动公式进行推论推导的过程,可以得出一些规律总结如下:
1.在匀变速直线运动中,速度和位移与时间有关,速度与时间成一次函数关系,位移与时间成二次函数关系。
匀变速直线运动公式推论推导及规律总结
一.大体规律:
v =
t
s 1.大体公式a =
t v v t 0-a =t
v
t
v =
2
0t v v + v =t v 21
at v v t +=0 at v t =
021at t v s +
=22
1at s = t v v s t 20
+= t v
s t 2
= 2
022v v as t -= 22t v as =
注意:大体公式中(1)式适用于一切变速运动,其余各式只适用于匀变速直线运动。
二.匀变速直线运动的推论及推理
对匀变速直线运动公式作进一步的推论,是把握基础知识、训练思维、提高能力的一个重要途径,把握运用的这些推论是解决一些特殊问题的重要手腕。
推论1 做匀变速直线运动的物体在中间时刻的即时速度等于这段时刻的平均速度,即202
t
t v v t S v +==
推导:设时刻为t ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,依照匀变速直线运动的速度公式at v v +=0
得: ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧
⨯+=⨯+=22202t a v v t a v v t t t ⇒ 202t t v v v += 推论2 做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点的即时速度2
22
02
t s v v v +=
推导:设位移为S ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,依照匀变速直线运动的
速度和位移关系公式as v v t 2202+=得:⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧⨯
+=⨯+=22222222
022S a v v S a v v s t s
⇒ 2
2
2
02t s v v v +=
推论3 做匀变速直线运动的物体,若是在持续相等的时刻距离t 内的位移别离为1S 、2S 、 3S ……n S ,加速度为a ,那么=-=-=∆2312S S S S S
第二章小专题匀变速直线运动推论课件高一上学期物理人教版
练习3 .做匀加速直线运动的物体,从开始计时起连续两个4 s的
时间间隔内通过的位移分别是48m和80m,则求 (1)物体的加速度 (2)4S末的速度 (3)中间位置的速度
【匀变速直线运动推论小结】
1.中间时刻的瞬时速度
2.中间位置的瞬时速度 v x
匀变速直线运动推论
回顾知识
匀变速直线运动的三个基本公式:
v v0 at
x
v0t
1 2
at
2
v 2 v02 2ax
不涉及位移
不涉及末速度 五个量知道了三个量,就能 求出其余两个量。
不涉及时间
匀变速直线运动的重要推论
重要推论一:匀变速直线运动的平均速度公式(中间时刻的速度)
(1)公式:
(2)含义:匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于这段时间中间 时刻的瞬时速度,并等于这段时间内初速度和末速度矢量和的一半.
匀变速直线运动的重要推论
重要推论三:逐差相等
(1)含义:做匀变速直线运动的物体在任意两个连续相等的时间T 内,位移之差为一恒量,即:
(2)表达式:
Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2 (恒量)
重要推论三:逐差相等
AB C
D
E
F
T
T
T
G T
第七讲匀变速直线运动的几个推论公式高中物理必修一
第七讲匀变速直线运动的几个推论公式高中物理必修一
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知识总结
一.基本规律:
注意:基本公式中(1)式适用于一切变速运动,其余各式只适用于匀变速直线运动。
二.匀变速直线运动的推论及推理
对匀变速直线运动公式作进一步的推论,是掌握基础知识、训练思维、提高能力的一个重要途径,掌握运用的这些推论是解决一些特殊问题的重要手段。
推论1 做匀变速直线运动的物体在中间时刻的即时速度等于这段时间的平均速度,即
推导:设时间为t,初速v0,末速为v t,加速度为a,根据匀变速直线运动的速度公式v =v0 + at
推论2 做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点的即时速度
推导:设位移为S,初速v0,末速为v t,加速度为a,根据匀变速直线运动的
速度和位移关系公式得:
推论3 做匀变速直线运动的物体,如果在连续相等的时间间隔t内的位移分别为S1、S2、S3……S n,加速度为a,则
点拨:只要是匀加速或匀减速运动,相邻的连续的相同的时间内的位移之差,是一个与加速度a与时间“有关的恒量”.这也提供了一种加速度的测量的方法:
即,只要测出相邻的相同时间内的位移之差△S和t,就容易测出加速度a。
推论4 初速度为零的匀变速直线运动的位移与所用时间的平方成正比,即t秒内、2t秒内、3t秒内……nt秒内物体的位移之比S1:S2:S3:…:S n=1:4:9…:n2
从以上推导可知解决这些问题主要要理解:连续的时间内、连续
相等的时间内、连续相等的位移的含义、要克服存在的思维障碍。
匀变速直线运动规律常见推论及推理过程
匀变速直线运动规律常见推论及推理过程
本文对匀变速直线运动的常见推论、以及相关推理过程进行归纳总结,结合相关示意图将推理过程详细呈现给读者,适合高一学生学习参考。
匀变速直线运动基本公式如下: at v v +=0
2021
at t v x +=
()t v v x +=02
1
ax v v 22
02=-
常用推论: 一.
适用于任意匀变速直线运动的推论
1. 某段匀变速直线运动中间时刻瞬时速度与该过程的平均速度相等,且都等于初、末速度和的一半,即:
()v v t x v v t +==
=02
2
1
2. 任意匀变速直线运动相邻相等时间间隔内的位移之差都相等,都等于2aT ,即:
212312aT x x x x x x x n n =-==-=-=∆-
拓展结论:x m −x n =(m −n)aT 2
3. 某段匀变速直线运动中间位置的瞬时速度:2
2
202
v v v x +=
二. 仅适用于初速度为零的匀加速直线运动的推论
1. 从开始运动起,前1个T 末、前2个T 末、前3个T 末……前n 个T 末的瞬时速度之比为:n v v v v n ::3:2:1::::321 =;
2. 从开始运动起,前1个T 内、前2个T 内、前3个T 内……前n 个T 内的位移之比
为:2
222321::3:2:1::::n x x x x n =;
3. 从开始运动起,第1个T 内、第2个T 内、第3个T 内……第n 个T 内的位移之比
为:x Ⅰ:x Ⅱ:x Ⅲ: … :x N =1:3:5: … : (2n-1);
4. 从开始运动起,前1个x 末、前2个x 末、前3个x 末……前n 个x 末的瞬时速度
人教版高一物理必修1第二章匀变速直线运动重要公式及推导
一、常用公式及推论
1、匀变速直线运动
1)定义:沿一条直线运动,且加速度不变的运动
2)分类:匀加速直线运动,a 与
0v 方向相同;匀减速直线运动,a 与0v 方向相反。 2、匀变速直线运动的规律
1)速度公式:0v v at =+
2)位移公式:2
012s v t at =+
推导过程见课本!
3)速度位移关系式:2202t v v as -=
推导过程:把1)式:
0v v at =+变形得:0v v t a -=代入2012s v t at =+
得: 2000
22200002
2201()22122t v v v v s v a a a
vv v v vv v a a a v v a +--=+--=+-= 则:2202t v v as -=
注:解题时候,有涉及到时间,优先考虑:2012s v t at =+;有涉及到末速度t v ,优先考虑:2202t v v as -=
3、匀变速直线运动几个重要推论及其推导过程:
1)中间时刻速度:022t t v v v v +==
2
)中间位移速度:2s v =推导过程: 一式:2202
122s v v a s -=,二式:222122t s v v a s -= 一式减去二式得:22220220s t s v v v v --+=
则:222
02
22202222
s t t s
s v v v v v v v =++==注:可以证明无论是匀加速还是匀减速,都有22t s
v v <。把上面两个式子相减就可以得出结论!
3)任意相邻相等时间内的位移之差:2x aT ∆=,且2
匀变速直线运动6个推论
匀变速直线运动6个推论
1. 对于匀变速直线运动,速度的变化率是常数,即加速度是恒定的。
2. 加速度为正时,速度随时间的增加而增加;加速度为负时,速度随时间的增加而减小。
3. 速度的变化率等于加速度,即速度的增量等于加速度乘以时间。
4. 位移随时间的变化率等于速度,即位移的增量等于速度乘以时间。
5. 位移随时间的变化率等于速度的平均值,即平均速度等于位移除以时间。
6. 位移随时间的变化率等于速度与时间的乘积的一半,即位移等于初速度乘以时间加上加速度乘以时间的平方的一半。
匀变速滚动运动公式推论推导及规律总结
匀变速滚动运动公式推论推导及规律总结
1. 引言
匀变速滚动运动是指物体在运动过程中速度不断变化,且在任意相邻时间段内移动的距离相等的运动形式。本文将推导匀变速滚动运动的公式,并总结其规律。
2. 公式推论推导
2.1 匀变速运动的位移公式
设物体初始时刻的位置为S0,初始时刻的速度为v0,加速度为a,经过时间t后的位移为S。根据匀变速运动的定义可知,在任意一段时间内,物体的平均速度等于两时刻速度之和的一半。根据这一特性,可以推导出匀变速运动的位移公式:
S = S0 + v0t + (1/2)at^2
2.2 匀变速滚动运动的速度公式
在匀变速滚动运动中,物体的速度随时间发生变化。根据匀变速运动的定义可知,物体的平均速度等于两时刻速度之和的一半。根据这一特性,可以推导出匀变速滚动运动的速度公式:v = v0 + at
2.3 匀变速滚动运动的加速度公式
匀变速滚动运动的加速度是指速度随时间的变化率。根据匀变速运动的定义可知,加速度等于速度的变化量与时间的比值。根据这一特性,可以推导出匀变速滚动运动的加速度公式:
a = (v - v0)/t
3. 规律总结
根据上述推导的公式,可以总结出匀变速滚动运动的规律:
- 位移与初始位置、初始速度、时间和加速度的乘积成正比。
- 速度与初始速度、加速度和时间的乘积成正比。
- 加速度与速度的变化量与时间的比值成正比。
以上就是匀变速滚动运动公式推论推导及规律总结的内容。匀变速滚动运动是物体运动中常见的一种形式,通过推导公式和总结规律,我们可以更好地理解和分析这种运动形式。
匀变速圆周运动公式推论推导及规律总结
匀变速圆周运动公式推论推导及规律总结
1. 引言
匀变速圆周运动是物理学中非常重要且常见的运动形式。在此文档中,将推论推导不同情况下的匀变速圆周运动公式,并总结其规律。
2. 匀速圆周运动推论推导
考虑一个物体以匀速运动沿着圆周运动。定义以下参数:
- $v$:物体运动的线速度(单位:m/s)
- $r$:运动的圆周半径(单位:m)
- $T$:物体运动的周期(单位:s)
- $ω$:物体运动的角速度(单位:rad/s)
通过观察发现,匀速圆周运动的线速度与半径之间存在以下关系:
$$v=\frac{2πr}{T}$$
推导过程如下:
- 因为匀速圆周运动的速度是恒定的,所以物体沿圆周运动一周所需要的时间等于周期$T$。
- 运动一周的距离等于圆周的周长$2πr$。
- 根据速度的定义,速度等于运动距离除以运动所需的时间。
综上所述,匀速圆周运动的线速度公式推导如上所示。
3. 变速圆周运动推论推导
考虑一个物体以变速度运动沿着圆周运动。定义以下参数:
- $a$:物体运动的线加速度(单位:m/s^2)
- $ω_0$:物体运动的初始角速度(单位:rad/s)
- $ω$:物体运动的角速度(单位:rad/s)
在变速圆周运动中,角速度与时间之间的关系可以由以下公式计算得到:
$$ω=ω_0+at$$
其中,$t$为运动的时间。
推论推导过程如下:
- 通过与线速度公式的推导过程类似,可得到链式法则:
$v=rω$,其中$v$为线速度,$r$为半径,$ω$为角速度。
- 将上述公式代入变速圆周运动中,可得到:$v=r(ω_0+at)$。
匀变速直线运动的几个重要的推论
三、刹车类问题分析
例3 以10 m/s的速度匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速
直线运动.若汽车刹车后第2 s内的位移为6.25 m(刹车时间超
过2 s),则刹车后6 s内汽车的位移是多大? 解析 先求出汽车刹车过程中的加速度,再求出汽车刹车 所用的时间t,把此时间与题给时间比较,若小于题给时间, 则在汽车减速为零以后的时间内汽车保持静止. 设汽车刹车时的加速度为a,则有:
二、灵活应用匀变速直线运动公式
例2 火车沿平直铁轨匀加速前进,通过一路标时的速度 为10.8 km/h 1 min后变成54 km/h,又需经一段时间,火车的速度才 能达到64.8 km/h.求所述过程中火车的位移是多少.
解析 火车一直做匀加速运动,其位移可由x= v2-v2 0 -t、x=v t+1at2或x= v 三种不同方法求解. 0 2 2a 解法一 整个过程的平均速度为: -=v1+v3=3+18 m/s=21 m/s v 2 2 2
2.任意两个连续相等时间间隔T内,位移之差 是常量. (1)公式:Δx=x2-x1=aT2 1 2 (2)推导x1=v0T+ aT 2 1 x1+x2=v0· 2T+ a(2T)2 2 3 2 联立可得:x2=v0T+ aT 2 所以得:x2-x1=aT2.
方法指导
一、匀变速直线运动位移公式的应用 例1 由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s内通过 0.4 m的位移,问: (1)汽车在第1 s末的速度为多大? (2)汽车在第2 s内通过的位移为多大? 解析 先求出汽车运动的加速度,再利用位移公式求出第 2 s内的位移,利用速度公式求出第1 s末的速度.
_匀变速直线运动规律的几个重要推论
_匀变速直线运动规律的⼏个重要推论
匀变速直线运动规律的⼏个重要推论
重难点解析:
1. 匀变速直线运动的三个重要推论的推导过程:
(1)在连续相等的时间(t)内的位移之差为⼀恒定值,即(⼜称匀变速直线运动的判别式)。推证:设物体以初速、加速度a做匀加速直线运动,⾃计时起时间t内的位移
①
在第2个t内的位移
②
由①②两式得连续相等时间内的位移差为
即。
进⼀步推证可得
(2)某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
即
推证:由①
知经的瞬时速度②
由①得,代⼊②中,得
即
(3)某段位移内中间位置的瞬时速度V S/2与这段位移的初、末速度与的关系为
推证:由速度位移公式①
知②
由①得,代⼊②得
得
说明:匀变速直线运动中某段位移中点的瞬时速度⼤于该段时间中点的瞬时速度。
【典型例题】
问题1、平均速度公式推论的应⽤:
[考题1]有⼀做匀加速直线运动的质点,它在连续相等的时间间隔内,所通过的位移分别是24m和64m,每⼀个时间间隔为4s,求质点的初速度和加速度。
[解析]解法⼀:⽤常规⽅法来解。据题意知,物体在AB段的位移为,在BC段的位移为(如图所⽰),从A到B和从B到C质点运动时间均为4s,要求a和,由位移公式有:
将代⼊以上两式,可得:
解法⼆:⽤平均速度求解,先求出在AB、CD两段位移内的平均速度:
物体运动到B点时是中间时刻,由于匀变速直线运动在⼀段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,则
⼜有:,所以,
故
解法三:利⽤匀变速直线运动的规律,,由题意得:
再由匀变速直线运动的位移公式:可求出
变式1:做匀加速直线运动的质点,连续经过A、B、C三点,
匀变速直线运动公式推论推导及规律总结
一.基本规律:
v =
t
s 1.基本公式a =
t v v t 0- a =t
v
t
v =
20t v v + v =t v 2
1
at v v t +=0 at v t =
021at t v s +=22
1
at s =
t v v s t 2
0+= t v
s t 2
=
2022v v as t -= 22t v as =
注意:基本公式中(1)式适用于一切变速运动,其余各式只适用于匀变速直线运动。 二.匀变速直线运动的推论及推理
对匀变速直线运动公式作进一步的推论,是掌握基础知识、训练思维、提高能力的一个重要途径,掌握运用的这些推论是解决一些特殊问题的重要手段。
推论1 做匀变速直线运动的物体在中间时刻的即时速度等于这段时间的平均速度,即20
2
t t v v t S v +==
推导:设时间为t ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,根据匀变速直线运动的速度公式at v v +=0
得: ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧
⨯+=⨯+=22202t
a v v t a v v t t t ⇒ 202t t v v v +=
推论2 做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点的即时速度2
22
02
t s v v v +=
推导:设位移为S ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,根据匀变速直线运动的
速度和位移关系公式as v v t 22
02+=得:⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧⨯+=⨯+=2
2222222022S a v v S
a v v s t s ⇒ 2
2
202t s v v v +=
推论3 做匀变速直线运动的物体,如果在连续相等的时间间隔t 内的位移分别为1S 、2S 、 3S ……n S ,加速度为a ,则=-=-=∆2312S S S S S
匀变速直线运动重要推论
匀变速直线运动重要推论
匀变速直线运动是物体在直线上做匀速运动和变速运动的总称,它在物理学中具有重要的意义。通过研究匀变速直线运动,我们可以得出一些重要的推论,帮助我们更好地理解和应用这一运动规律。
匀变速直线运动的重要推论之一是位移与时间的关系。根据匀变速直线运动的定义,物体的位移与时间的关系可以用一条直线来表示。当物体做匀速运动时,位移与时间成正比,即位移随时间线性增加;当物体做变速运动时,位移与时间的关系则不再是直线,而是呈现出曲线的形式。通过观察位移与时间的关系,我们可以推断出物体的运动状态,进而预测物体在未来某个时间点的位置。
匀变速直线运动的另一个重要推论是速度与时间的关系。在匀变速直线运动中,物体的速度可以通过位移与时间的比值来计算。当物体的运动是匀速的时候,速度保持恒定,即位移与时间的比值始终不变;而当物体的运动是变速的时候,速度则会随着时间的推移而发生变化。通过观察速度与时间的关系,我们可以推断出物体在不同时间点的运动状态,例如加速度的大小和方向。
第三,匀变速直线运动的第三个重要推论是加速度与时间的关系。根据匀变速直线运动的定义,物体的加速度可以通过速度与时间的比值来计算。当物体的运动是匀速的时候,加速度为零;而当物体的运动是变速的时候,加速度则不为零。通过观察加速度与时间的
关系,我们可以推断出物体的运动状态,例如加速度的大小和方向。此外,加速度的变化率还可以帮助我们判断物体在不同时间点的运动状态,例如加速度的增加或减小。
匀变速直线运动的最后一个重要推论是位移、速度和加速度的关系。根据匀变速直线运动的定义,位移的变化率就是速度,速度的变化率就是加速度。通过观察位移、速度和加速度之间的关系,我们可以推断出物体的运动状态。例如,当物体的位移增加时,速度也会增加;当物体的速度增加时,加速度也会增加。通过研究这种关系,我们可以更好地理解物体在匀变速直线运动中的运动规律,进而应用于实际问题的解决。
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重要推论的推导过程
推论1 做匀变速直线运动的物体在中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即02
2
t
t x v v v t +=
= 推导:设时间为t ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,根据匀变速直线运动的速度公式at v v +=0得:
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧
⨯+=⨯+=22202
t a v v t a v v t t t
⇒202
t t v v v +=
推论2 做匀变速直线运动的物体在一段位移的中点(即中间位置)的瞬时速度2
2202
t
s v
v v +=
推导:设位移为x ,初速0v ,末速为t v ,加速度为a ,根据匀变
速直线运动的速度和位移关系公式22
02t v v ax =+得:
22
02
22
2
2222s
t s x v v a x v v a ⎧=+⨯⎪⎪⎨
⎪=+⨯⎪⎩ ⇒ 2
2202t
s v
v v +=
推论3 做匀变速直线运动的物体,如果在连续相等的时间间隔t 内的位移分别为1x 、2x 、 3x ……n x ,加速度为a ,则
2132x x x x x ∆=-=-=……21n n x x aT -=-=
推导:设开始的速度是0v
经过第一个时间t 后的速度为at v v +=01,这一段时间内的位移为
2101
2
x v t at =+,
经过第二个时间t 后的速度为at v v +=022,这段时间内的位移为
2221013
22
x v t at v t at =+
=+ 经过第三个时间t 后的速度为at v v +=023,这段时间内的位移为
2232015
22
x v t at v t at =+=+
…………………
经过第n 个时间t 后的速度为0n v nv at =+,这段时间内的位移为
22
1012122
n n n x v t a t v t a t --=+⋅=+⋅
则2132x x x x x ∆=
-=-= (2)
1n n x x aT
-=-=
推论 4 初速度为零的匀变速直线运动的位移与所用时间的平方成正比,即t 秒内、2t 秒内、3t 秒内……n t 秒内物体的位移之比:
1x :2x :3x :... :n x =1 :4 :9 (2)
推导:已知初速度00=v ,设加速度为a ,根据位移的公式
2
12
x at =
在t 秒内、2t 秒内、3t 秒内……n t 秒内物体的位移分别为:
2112x at =、221(2)2x a t =、231(3)2x a t = (2)
1()2n x a nt =
则代入得 1x :2x :3x :… :n x =1 :4 :9… :2
n
推论5 初速度为零的匀变速直线运动,从开始运动算起,在连续相等的时间间隔内的位移之比是从1开始的连续奇数比,即:
1x :2x :3x :… :n x =1 :3 :5…… :(2n-1)(即奇数比)
推导:连续相同的时间间隔是指运动开始后第1个t 、第2个t 、第3个t ……第n 个t ,设对应的位移分别为123x x x 、、、……n x ,则根据位移公式得
第1个t 的位移为2112x at =
第2个t 的位移为2
222113(2)222x a t at at =-=
第3个t 的位移为22
23115(3)(2)222
x a t a t at =-=
……
第n 个t 的位移为2221121()[(1)]222
n n x a nt a n t at -=
--= 代入可得: 123:::
:1:3:5:
(21)n x x x x n =-
推论6 初速度为零的匀变速直线运动,从开始运动算起,物体经过连续相等的位移所用的时间之比为:
1t :2t :3t …:n t =1 :(12-) :(23-)…… :(1--n n )
推导:通过连续相同的位移是指运动开始后,第一个位移S 、第二个S 、第三个S ……第n 个S ,设对应所有的时间分别为
321t t t 、、n t , (注意:将本题中的S 全部改为x )
根据公式2
2
1at S =
: 第一段位移所用的时间为a
S
t 21=
第二段位移所用的时间为运动了两段位移的时间减去第一段位
移所用的时间
a
S
a S a S
t 2)
12(242-=-=
同理可得:运动通过第三段位移所用的时间为
a
S
a
S
a
S
t 2)
23(463-=-=
以此类推得到a
S
n n a S n a nS
t n 2)
1()1(22--=--=
代入可得:
)1(:)23(:)12(:1::321----=n n t t t t n