【高中物理】勻變速直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)歸納

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。也可定義為:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動(dòng),叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

一、【概念及公式】

沿著一條直線,且加速度方向與速度方向平行的運(yùn)動(dòng),叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小,這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。如果物體的速度隨著時(shí)間均勻增加,這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

s(t)=1/2?at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t

v(t)=v(0)+at

其中a為加速度,v(0)為初速度,v(t)為t秒時(shí)的速度 s(t)為t秒時(shí)的位移

速度公式:v=v0+at

位移公式:x=v0t+1/2at2;

位移---速度公式:2ax=v2;-v02;

條件:物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)須同時(shí)符合下述兩條:

受恒外力作用

合外力與初速度在同一直線上。

二、【規(guī)律】

瞬時(shí)速度與時(shí)間的關(guān)系:V1=V0+at

位移與時(shí)間的關(guān)系:s=V0t+1/2?at^2

瞬時(shí)速度與加速度、位移的關(guān)系:V^2-V0^2=2as

位移公式 X=Vot+1/2?at ^2=Vo?t(勻速直線運(yùn)動(dòng))

位移公式推導(dǎo):

⑴由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度是均勻變化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度

而勻變速直線運(yùn)動(dòng)的路程s=平均速度*時(shí)間,故s=[(v0+v)/2]?t

利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]?t=[v0+at/2]?t=v0?t+1/2?at^2

⑵利用微積分的基本定義可知,速度函數(shù)(關(guān)于時(shí)間)是位移函數(shù)的導(dǎo)數(shù),而加速度函數(shù)是關(guān)于速度函數(shù)的導(dǎo)數(shù),寫(xiě)成式子就是ds/dt=v,dv/dt=a,d2s/dt2=a

于是v=∫adt=at+v0,v0就是初速度,可以是任意的常數(shù)

進(jìn)而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0?t+C,(對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)),顯然t=0時(shí),s=0,故這個(gè)任意常數(shù)C=0,于是有

s=1/2?at^2+v0?t

這就是位移公式。

推論 V^2-Vo^2=2ax

平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度

△X=aT^2(△X代表相鄰相等時(shí)間段內(nèi)位移差,T代表相鄰相等時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)度)

X為位移。

V為末速度

Vo為初速度

三、【初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系】

⑴重要比例關(guān)系

由Vt=at,得Vt∝t.

由s=(at^2)/2,得s∝t^2,或t∝2√s.

由Vt^2=2as,得s∝Vt^2,或Vt∝√s.

⑵基本比例

①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比

V1:V2:V3……:Vn=1:2:3:……:n。

推導(dǎo):aT1 : aT2 : aT3 : ..... : aTn

②前1秒內(nèi)、前2秒內(nèi)、……、前n秒內(nèi)的位移之比

s1:s2:s3:……sn=1:4:9……:n^2。

推導(dǎo):1/2?a(T1)^2: 1/2?a(T2)^2: 1/2?a(T3)^2: ...... : 1/2?a(Tn)^2

③第1個(gè)t內(nèi)、第2個(gè)t內(nèi)、……、第n個(gè)t內(nèi)(相同時(shí)間內(nèi))的位移之比

xⅠ:xⅡ:xⅢ……:xn=1:3:5:……:(2n-1)。

推導(dǎo):1/2?a(t)^2:1/2?a(2t)^2-1/2?a(t)^2:1/2?a(3t)^2-1/2?a(2t)^2

④通過(guò)前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需時(shí)間之比

t1:t2:……:tn=1:√2:√3……:√n。

推導(dǎo):由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a

⑤通過(guò)第1個(gè)s、第2個(gè)s、第3個(gè)s、……、第n個(gè)s(通過(guò)連續(xù)相等的位移)所需時(shí)間之比

tⅠ:tⅡ:tⅢ……tN=1:(√2-1):(√3-√2)……:(√n-√n-1)

推導(dǎo):t1=√(2s/a)t2=√(2×2s/a)-√(2s/a)=√(2s/a)×(√2-1)t3=√(2×3s/a)-√(2×2s/a)=√(2s/a)×(√3-√2)…… 注⑵2=4⑶2=9

四、【分類(lèi)】

在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,如果物體的速度隨著時(shí)間均勻增加,這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻加速直線運(yùn)動(dòng);如果物體的速度隨著時(shí)間均勻減小,這個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。

若速度方向與加速度方向同向(即同號(hào)),則是加速運(yùn)動(dòng);若速度方向與加速度方向相反(即異號(hào)),則是減速運(yùn)動(dòng)

速度無(wú)變化(a=0時(shí)),若初速度等于瞬時(shí)速度,且速度不改變,不增加也不減少,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為,勻速直線運(yùn)動(dòng);若速度為0,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為靜止。



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