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高中物理 匀变直运动的研究:初速度为零的匀变速直线运动特点(一)

2023-05-04 17:51 作者:南宫很二  | 我要投稿

这节内容讲解初速度为零的匀变速直线运动的特点。前面我们学习了匀变速直线运动的基本知识,其中有几个公式:

速度与时间的关系式v_%7Bt%7D%3D%20v_%7B0%7D%2Bat%20

位移与时间的关系式x%3Dv_0t%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20

位移与速度的关系式v_%7Bt%7D%5E2-%20v_%7B0%7D%5E2%3D2ax%20

初速度为零的匀加速直线运动是一种特殊的匀加速直线运动,即初速度v_%7B0%7D%3D0%20;那么以上公式就变成

速度与时间关系式v_%7Bt%7D%3Dat%20

位移与时间的关系式x%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20

位移与速度的关系式v_%7Bt%7D%5E2%3D2ax%20v_%7Bt%7D%3D%5Csqrt%7B2ax%7D%20%20

通过以上式子就可以得到结论,在初速度为零的匀变速直线运动中,速度与时间成正比,图像是正比例函数图像;位移与时间的平方成正比,图像是二次函数图像;速度与位移的平方根成正比,图像是幂函数图像。

物体从静止开始做匀加速直线运动,经过每段位移所用时间均为t ,结合上面的公式看一下有哪些结论。

根据v_%7Bt%7D%3Dat%20,到达每一点的瞬时速度之比v_%7BA%7D%3A%20v_%7BB%7D%3A%20v_%7BC%7D%3A%20%E2%80%A6%3Av_%7BN%7D%3D1%3A2%3A3%3A%E2%80%A6%3An%20

根据x%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20,从O点到每一点的位移之比x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BOB%7D%3A%20x_%7BOC%7D%3A%E2%80%A6%EF%BC%9A%20x_%7BON%7D%3D1%5E2%3A2%5E2%3A3%5E2%3A%E2%80%A6%3An%5E2%20

由这条结论又可以得到新的结论,连续相同时间通过的位移之比为x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BAB%7D%3A%20x_%7BBC%7D%3A%E2%80%A6%3D1%5E2%3A(2%5E2-1%5E2)%3A(3%5E2-2%5E2)%3A%E2%80%A6%20%3A%5Bn%5E2-(n-1)%5E2%5D%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)

高中常见的例子,比如一滴水自由下落,就是初速度为零的匀加速直线运动。如果第1s内下落的距离是5m,那么第2s内下落的距离就是5×3m=15m,第3s内下落的距离就是5×5m=25m。每一秒内的位移之比就等于1:3:5:…

要得到以上的结论,前提条件一定要满足初速度为零匀变速直线运动,在相同的时间通过的位移之比才有这样的关系。

这个结论也可以反过来用,如果位移比不满足1:3:5:…:(2n-1),那么物体的运动就不满足全部的三个条件。比如一个匀变速直线运动,第1s内通过的位移是1m,第2s内通过的位移是2m,第3s内通过的位移是3m,那么能判断出这个运动的初速度不是零。

前面讲过物体做匀变速直线运动,连续相等时间通过的位移之差是一个定值,即%5CDelta%20x%3Dat%5E2。这个规律只要满足匀变速直线运动相同时间就可以了,不需要初速度为零。

总结

初速度为零的匀变速直线运动的特点(三条推论)

通过连续相等时间的速度之比为v_%7BA%7D%3A%20v_%7BB%7D%3A%20v_%7BC%7D%3A%E2%80%A6%3A%20v_%7BN%7D%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)%20

连续时间通过的位移之比为x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BOB%7D%3A%20x_%7BOC%7D%3A%E2%80%A6%3A%20x_%7BON%7D%3D1%3A2%5E2%3A3%5E2%3A%E2%80%A6%3An%5E2%20

连续相同时间通过的位移之比为x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BAB%7D%3A%20x_%7BBC%7D%3A%E2%80%A6%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)%20


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