专题三:初速度为零的匀变速直线运动的比例式推导和应用
- 格式:ppt
- 大小:1.49 MB
- 文档页数:20
初速度为零的匀加速直线运动的比例式推导过程你有没有想过,当你站在地上,一辆车从你面前飞驰而过,它是怎么逐渐加速的?这其中的数学原理可能会让你觉得复杂,但其实它背后的故事并没有你想象的那么难。
今天,我们就一起来聊聊初速度为零的匀加速直线运动的比例式推导过程,保证让你轻松搞懂!1. 基础概念1.1 什么是匀加速直线运动?首先,匀加速直线运动,顾名思义,就是物体沿直线方向上以固定的加速度运动。
简单来说,就是物体每秒钟的速度增加量是一样的。
比如,你坐在一辆起步的电梯里,它开始时缓慢地加速,最终达到一个稳定的速度。
这种情况下,电梯的加速度就是恒定的。
1.2 初速度为零我们这里讨论的是初速度为零的情况。
就是说,物体在开始运动的那一刻,它的速度是零。
就像你站在滑板上,刚刚开始滑行时,你的速度是零,然后滑板慢慢加速。
2. 推导比例式2.1 速度与时间的关系在匀加速运动中,速度和时间之间的关系可以通过公式来描述。
假设加速度是(a),时间是 (t),速度就是 (v)。
因为我们从静止开始,所以初速度 (u) 是零。
公式就是:[ v = at ]也就是说,物体的速度等于加速度乘以时间。
比如,你的滑板每秒加速 (2 ,text{m/s}^2),经过3秒,你的速度就会是 (2 times 3 = 6 , text{m/s})。
2.2 位移与时间的关系接着,我们来看看位移(物体走的路程)和时间的关系。
位移 (s) 可以通过下面的公式来计算:[ s = frac{1}{2}at^2 ]。
这个公式的意思是,位移等于加速度和时间平方的乘积再除以二。
你可以想象一下,刚开始你滑板的速度很慢,但随着时间的推移,你的速度逐渐增加,这样你走的路程也越来越长。
3. 比例式的应用3.1 实际应用举例好啦,讲了这么多公式,是时候看看这些公式如何应用到实际生活中了。
比如你想知道一辆车从静止开始加速5秒钟,假如车的加速度是 (3 , text{m/s}^2),那么车的最终速度会是多少呢?我们用公式 (v = at) 来计算:[ v = 3 times 5 = 15 , text{m/s} ]。
物理复习:初速度为零的匀变速直线运动的几个比例式推导及应用1.初速度为0的匀加速直线运动,按时间等分(设相等的时间间隔为T )的比例式(1)T 末、2T 末、3T 末、…nT 末的瞬时速度之比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .T 末的速度: aT v =12T 末的速度: aT T a v 2)2(2==3T 末的速度: aT T a v 3)3(3==……nT 末的速度: naT nT a v n ==)(所以v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)T 内、2T 内、3T 内、…nT 内的位移之比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2.T 内(0-T)的位移: 2121aT x = 2T 内(0-2T)的位移: 22224)2(21aT T a x == 3T 内(0-3T)的位移: 22329)3(21aT T a x ==……nT 内(0-nT)的位移: 2222)(21aT n nT a x n == 所以x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…第n 个T 内的位移之比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).第一个T 内(0-T )的位移: 21I 21aT x x == 第二个T 内(T-2T )的位移: 22212II 2321)2(21aT aT T a x x x =-=-= 第三个T 内(2T-3T )的位移: 22223III 25)2(21)3(21aT T a T a x x x =-=-= ……第n 个T 内[]nT T n --)1(的位移: []2221III 212)1(21)(21aT n T n a nT a x x x n n -=--=-=- 所以x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).2.初速度为0的匀加速直线运动,按位移等分(设相等的位移为x )的比例式(1)通过位置x 、2x 位置、3x 位置…nx 位置时的瞬时速度之比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .当物体位移为x 时: ax v 221= ax v 21=当物体位移为2x 时: ax x a v 4)2(222== ax v 42=当物体位移为3x 时: ax x a v 6)3(223== ax v 63=……当物体位移为nx 时: nax nx a v n 2)(22== nax v n 2=所以v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)通过前x 、前2x 、前3x …前nx 的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶2∶3∶…∶n .当物体位移为x 时: ax v 221= ax v 21= aax a v t 2011=-= 当物体位移为2x 时: ax x a v 4)2(222== ax v 42= a ax av t 4022=-= 当物体位移为3x 时: ax x a v 6)3(223== ax v 63= a ax a v t 6033=-=……当物体位移为nx 时: nax nx a v n 2)(22== nax v n 2= anax a v t n n 20=-= 所以t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶2∶3∶…∶n .(3)通过连续相同的位移所用时间之比为:t 1′∶t 2′∶t 3′∶…∶t n ′=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).当物体通过第1个x 时: ax v 21= aax a v t 2011=-=' 当物体通过第2个x 时: ax v 42= ax v 21= a ax ax av v t 24122-=-=' 当物体通过第3个x 时:axv 63= ax v 42= a ax ax a v v t 46233-=-=' ……当物体通过第n 个x 时:nax v n 2= ax n v n )1(2-= aax n nax a v v t n n n )1(221--=-='- 所以t 1′∶t 2′∶t 3′∶…∶t n ′=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).注意 以上比例式成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动,对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化.对于一般的匀变速直线运动,连续相等的时间T 内的位移之差是个定值,即2aT x =∆。
初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式以初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式一、匀加速直线运动的概念匀加速直线运动是指物体在相等时间内速度的增量相等的运动。
在匀加速直线运动中,物体的初速度为零,即开始时物体的速度为零,随着时间的推移,速度逐渐增大。
二、匀加速直线运动的几个比例式1. 位移-时间关系在匀加速直线运动中,物体的位移与时间的关系可以用以下公式表示:位移 = 初速度× 时间+ 1/2 × 加速度× 时间的平方其中,位移指物体在运动过程中的位移,初速度为零,加速度为运动过程中的加速度,时间为运动的时间。
2. 速度-时间关系在匀加速直线运动中,物体的速度与时间的关系可以用以下公式表示:速度 = 初速度 + 加速度× 时间其中,速度指物体在运动过程中的速度,初速度为零,加速度为运动过程中的加速度,时间为运动的时间。
3. 位移-速度关系在匀加速直线运动中,物体的位移与速度的关系可以用以下公式表示:位移 = (初速度 + 速度) × 时间 / 2其中,位移指物体在运动过程中的位移,初速度为零,速度为运动过程中的速度,时间为运动的时间。
4. 速度-加速度关系在匀加速直线运动中,物体的速度与加速度的关系可以用以下公式表示:速度的平方 = 初速度的平方+ 2 × 加速度× 位移其中,速度指物体在运动过程中的速度,初速度为零,加速度为运动过程中的加速度,位移为运动的位移。
三、匀加速直线运动的应用匀加速直线运动的比例式在物理学中有着广泛的应用。
例如,在运动学中,可以通过已知的初速度、加速度和时间,求解物体的位移和速度。
在工程中,可以利用匀加速直线运动的比例式来计算机械的运动轨迹和速度变化。
在交通运输中,也可以利用匀加速直线运动的比例式来计算车辆的行驶距离和速度。
四、小结通过以上对匀加速直线运动的几个比例式的介绍,我们可以看到,匀加速直线运动的比例式在物理学和工程学中是非常重要的。
高一物理人教版必修一第二章专题:初速度为零的匀变速直线运动的几个比例式推导及应用学案编写:李春波 许万奎 时间:2021 10 091.初速度为0的匀减速直线运动,按时间等分(设相等的时间距离为T )的比例式 (1)T 末、2T 末、3T 末、…nT 末的瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . T 末的速度: aT v =12T 末的速度: aT T a v 2)2(2==3T 末的速度: aT T a v 3)3(3== nT 末的速度: naT nT a v n ==)( 所以v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)T 内、2T 内、3T 内、…nT 内的位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2. T 内〔0-T)的位移: 2121aT x =2T 内〔0-2T)的位移: 22224)2(21aT T a x ==3T 内〔0-3T)的位移: 22329)3(21aT T a x ==nT 内〔0-nT)的位移: 2222)(21aT n nT a x n == 所以x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…第n 个T 内的位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). 第一个T 内〔0-T 〕的位移: 21I 21aT x x == 第二个T 内〔T-2T 〕的位移: 22212II 2321)2(21aT aT T a x x x =-=-= 第三个T 内〔2T-3T 〕的位移: 22223III 25)2(21)3(21aT T a T a x x x =-=-= 第n 个T 内[]nT T n --)1(的位移: []2221III 212)1(21)(21aT n T n a nT a x x x n n -=--=-=- 所以x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).2.初速度为0的匀减速直线运动,按位移等分(设相等的位移为x )的比例式 (1)经过位置x 、2x 位置、3x 位置…nx 位置时的瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .当物体位移为x 时: ax v 221= ax v 21= 当物体位移为2x 时: ax x a v 4)2(222== ax v 42=当物体位移为3x 时: ax x a v 6)3(223== ax v 63= 当物体位移为nx 时: nax nx a v n 2)(22== nax v n 2= 所以v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)经过前x 、前2x 、前3x …前nx 的位移所用时间之比为: t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶2∶3∶…∶n .当物体位移为x 时: ax v 221= ax v 21= aaxa v t 2011=-=当物体位移为2x 时: ax x a v 4)2(222== ax v 42= aaxa v t 4022=-= 当物体位移为3x 时: ax x a v 6)3(223== ax v 63= aaxa v t 6033=-= 当物体位移为nx 时: nax nx a v n 2)(22== nax v n 2= anaxa v t n n 20=-= 所以t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶2∶3∶…∶n . (3)经过延续相反的位移所用时间之比为:t 1′∶t 2′∶t 3′∶…∶t n ′=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).当物体经过第1个x 时: ax v 21= aax a v t 2011=-='当物体经过第2个x 时: ax v 42=ax v 21= aax ax a vv t 24122-=-=' 当物体经过第3个x 时: ax v 63= ax v 42=aax ax a vv t 46233-=-=' 当物体经过第n 个x 时: nax v n 2= ax n v n )1(2-= aax n nax a v v t n n n )1(221--=-='- 所以t 1′∶t 2′∶t 3′∶…∶t n ′=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).留意 以上比例式成立的前提是物体做初速度为零的匀减速直线运动,关于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成逆向的初速度为零的匀减速直线运动,运用比例关系,可使效果简化.关于普通的匀变速直线运动,延续相等的时间T 内的位移之差是个定值,即2aT x =∆。
初速度为零的匀加速直线运动的比例式推导哎呀呀,这题目可把我难住啦!我是个小学生,初速度为零的匀加速直线运动的比例式推导对我来说简直就像一座超级难爬的大山!
我们先来想想,匀加速直线运动,速度一直在增加,就好像跑步的时候后面一直有人使劲儿推你,越来越快。
假如有个小车,刚开始速度是零,然后加速度让它速度越来越快。
那速度和时间之间会有啥关系呢?
我们设加速度是a ,时间分别是t1 、t2 、t3 等等。
经过时间t1 ,速度v1 = a × t1 ;经过时间t2 ,速度v2 = a × t2。
那速度之比不就是v1 : v2 = a × t1 : a × t2 = t1 : t2 嘛!这难道不神奇吗?
再看看位移,位移s = 1/2 × a × t² 。
那经过时间t1 的位移s1 = 1/2 × a ×
t1² ,经过时间t2 的位移s2 = 1/2 × a × t2² 。
位移之比s1 : s2 不就等于t1² : t2² 吗?
这就好像我们比赛跑步,跑的时间长,速度快,跑的距离就远。
总之,初速度为零的匀加速直线运动的比例式推导虽然有点复杂,但仔细想想,还是能发现其中的规律的。
我的观点就是,只要我们认真思考,多琢磨琢磨,再难的知识也能被我们搞明白!。