匀变速直线运动规律总结

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匀变速直线运动知识点总结

一、匀变速直线运动的速度和时间关系:

(一)、匀变速直线运动的基本概念:

1、定义:物体沿直线运动,且加速度恒定的运动

2、特点:速度均匀变化

3、速度-时间图像:一条倾斜的直线

4、匀变速直线运动包括两种情况:

(1)、匀加速直线运动

(2)、匀减速直线运动

(二)、匀变速直线运动的速度与时间关系

设一个物体做匀变速直线运动,在零时刻速度为0V,在t时刻速度为t V,根据以上条件推导匀变速直线运动的的速度时间关系:

速度时间关系式的几点说明:

V、A、速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度虽时间的变化关系,必须明确公式中的

V代表的物理意义

t

B、速度公式中的初速度、末速度、加速度都是矢量,在直线运动中,规定正方向后都可以用带正负号的代数式表示

C、两种特殊情况:(1)、加速度为零,则公式变为,此时物体做

(2)、初速度为零,则公式变为 ,此时物体做

(三)、匀变速直线运动的两个重要推论:

1、某段过程的平均速度等于初、末速度的平均值,即 证明如下:

2、某段过程中间时刻的瞬时速度,等于该过程的平均速度: 证明过

程如下:

注意上述公式的使用条件:匀变速直线运动

二、匀变速直线运动的位移时间关系 考点:汽

()t 02

1

V V V

+=

-

02

+==

2

t

t v v v v

车刹车及安全行驶 (一)、体会微分思想:

匀变速直线运动的速度-时间图像是一条倾斜的直线,直线与时间轴所围成的面积就是

物体运动的位移,关于这一结论的推导需要借助微分的思想,即:匀变速直线运动的速

度在时刻变化,但是只要速度变化的时间间隔非常小,那么速度的变化也就非常小,在这段时间内的位移就可以近似的用匀速直线运动的公式来计算。

如图所示,如果把每一小段T ∆内的运动看做匀速直线运动,则所有小矩形面积之和可以近似的等于物体做匀变速直线运动位移,而且,时间间隔越短,用矩形面积代替的位移与实际位移之间的差别也就越小,到最后,匀变速直线运动的位移就等于丙图中梯形的面积。此推论可以推广至任意的直线运动,图线与时间轴的面积代表物体做直线运动的位移,在时间轴上方的代表正位移,下方代表在负方向上的运动位移。

(二)、匀变速直线运动的位移公式推导:

1、利用V-T 图像推导

根据前面的讨论可知,在时间间隔足够小的情况下,速度-时间图像中梯形面积就等于匀变速直线运动的位移,则:

2、用公式推导:

t ⨯=-

V X

注意:1、位移时间公式是匀变速直线运动的基本公式之一,结合速度时间公式

可以解决所有匀变速直线运动的问题

2、位移时间公式中的x 、v 0、v t 、

a 都是矢量,应用时必须选取统一的正方向进行运算

(三)、匀变速直线运动的平均速度:

1、平均速度的一般表达式: 适合与所有的运动

2、匀变速直线运动的平均速度公式: 即平均速度是初、末速度的算数平均

值,仅适用于匀变速直线运动

三、匀变速直线运动的速度与位移关系式

(一)、匀变速直线运动的速度与位移关系式的推导

问题:一个小孩从滑梯上滑下,可看做是匀变速运动,如果下滑的加速度是a,那么他滑到长为s 的滑梯低端时的速度有多大,已知初速度为0v ?考虑,时间是未知量,那么能否计算出速度的大小呢? 不涉及时间的速度——位移公式:

注意:该式是由匀变速直线运动的两个基本公式推导出来的,因为不含有时间,所以在解决

t

x v

-

0+=2

t

v v v

不涉及时间的物理问题中很方便

(二)、匀变速直线运动的四个基本公式:

1、速度随时间的变化:v t =v 0+at

2、位移随时间的变化:

3、速度与位移的关系:22

0-=2t v v as

4、平均速度公式:

(三)、匀变速直线运动的两个推论:

1、在连续相邻相等的时间间隔(T )内位移差是一个恒定值,即2

x at =∆,又称为匀变速直线运动的判别式。 推导过程:设物体以初速度为v

,加速度为a 做匀加速直线运动

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吗,即 借助于v t =v 0+at 来推导

(四)、初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式

设以t=0开始计时,以T 为时间单位,则具体的推导过程为:

1、1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度之比为v 1∶v 2∶v 3∶……=1∶2∶3∶……

201s=+

2v at 0t/20+= ==+

22

v v t v v at

v v

-

=v 2

t

2、第个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比: s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ∶……=1∶3∶5∶……(1n 2 )

3、1T 内、2T 内、3T 内……位移之比为s 1∶s 2∶s 3∶……=12

∶22

∶32

……

4、通过连续相同的位移所用的时间之比:t 1∶t 2∶t 3……=

四、自由落体运动

(一)、自由落体运动的基本概念

1、定义:物体只在重力作用下从静止开始的运动叫做自由落体运动

2、自由落体运动的条件:(1)、只受重力作用

(2)、由静止释放

3、考虑在空气中运动的物体能否被看做自由落体运动?

(二)、自由落体运动规律的探究

1、实验原理:重物拖着纸带下落时,如果纸带遇到的阻力和空气阻力比重物的重力小的多,则可近似的认为物体只在重力作用下运动,那么根据纸带上的点即可分析出物体的运动规律

2、实验器材:略

3、主要实验步骤:

(1)、把打点计时器固定在铁架台上,连接好电源

(2)、把纸带穿过限位空,下端用夹子连接到重物上,让重物靠近打点计时器

(3)、用手捏住纸带上端,把纸带拉直成竖直状态,打开打点计时器电源,松开手让重物自由下落

(4)、重复几次,选出一条清晰纸带分析运动规律

4、实验注意事项:

(1)、为了尽量减小空气阻力的影响,重物应该选密度大的

(2)、打点计时器应竖直固定好

(3)、重物应靠近打点计时器释放,而且要先打开打点计时器电源再将重物释放

5、分析自由落体运动的规律: