匀变速直线运动公式集锦

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沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动[1]。匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线。如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。

其中a为加速度,为初速度,

为t秒时的速度, 为t秒时的位移速度公式:位移公式

位移---速度公式:

物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:

⑴受恒外力作用

⑵合外力与初速度在同一直线上。

规律

瞬时速度与时间的关系:

位移与时间的关系:

瞬时速度与加速度、位移的关系:

位移公式

(匀速直线运动)

位移公式推导:

⑴由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度

而匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故

利用速度公式,得

⑵利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是

, 于是, 就是初速度,可以是任意的常数

进而有,(对于匀变速直线运动显然t=0

时,s=0,故这个任意常数C=0,于是有这就是位移公式。

推论平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度

(代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)X为位移,V为末速度,为初速度

在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动

速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;若速度为0,则运动状态为静止。1)匀变速直线运动

1.平均速度V平=s/t(定义式)

2.有用推论Vt2-V o2=2as

3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2

4.末速度Vt=V o+at

5.中间位置速度Vs/22=(V o2+Vt2)/2

6.位移S=V平t=V o t+at2/2=Vt/2 t

7.加速度a=(Vt-V o)/t {以Vo为正方向,a与V o同向(加速)a>0;反向则a<0}

8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}

9.主要物理量及单位:初速度(V o):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s = 3.6km/h

注:

(1)平均速度是矢量;

(2)物体速度大,加速度不一定大;

(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;

(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s—t图、v—t 图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。

2)自由落体运动

1.初速度V o=0

2.末速度Vt=gt

3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)

4.推论Vt2=2gh

注:

(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;

(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。

3)竖直上抛运动

1.位移s=Vot-gt2/2

2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)

3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs

4.上升最大高度Hm=V o2/2g(抛出点算起)

5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)

注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;

(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;

(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

速度公式:v t=v0+at 位移公式:平均速度公式:

1、速度位移关系式:v t2-v02=2as根据匀变速直线运动的速度公式v t=v0+at和位

移公式,两式联立消去t即可得到速度位移关系式.在有些问题中,没有给出或者不涉及时间t,应用速度位移关系式解题比较方便。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:。证明:由v t=v0+

at可知,经后的瞬时速度为:

3、某段位移内中间位置的瞬时速度v中与这段位移的初、末速度的关系为:

。证明:

(二)匀变速直线运动规律的两个推论:

1、任意两个连续相等的时间间隔(T)内位移之差为一恒量,即

2、对于初速为零的匀加速直线运动,有如下特殊规律:

(3)第一个T内,第二个T内,第三个T内,…,位移的比为

SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶…∶S N=1∶3∶5∶…∶(2n-1)

关注:对物体作匀减速运动至末速为零,常逆向视为初速为零的同加速度大小的匀加速运动。解题相当方便实用。

(三)关于追及和相遇问题

追及、相遇问题是运动学规律的典型应用.两物体在同一直线上的追及、相遇或避免碰撞中的关键问题是:两物体能否同时到达空间同一位置.因此应分别研究两物体的运动,列方程,然后利用时间关系、速度关系、位移关系求解.

1、关键是分析两物体的速度关系,追和被追两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件.做匀减速运动的物体追赶同向作匀速直线运动的物体时,两者速度相等了,追者位移仍小于被追着位移,则永远追不上,此时两者间距离最小;若两者速度相等时,两物体到达同一位置,则恰能追上,也是二者避免碰撞的临界条件;若二者速度相等时追者速度仍大于被追者速度,则被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时二者的距离有一个较大值.

再如初速度为零的匀加速直线运动的物体追同向匀速运动的物体时,当二者速度相等时,二者有最大距离,位移相等即追上.

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