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词条 直线运动
释义

运动物体通过的路径叫做物体的运动轨迹。运动轨迹是一条直线的运动,叫做直线运动。

定义

质点的位置,以离原点的距离,用坐标X表示。它是研究复杂运动的基础,按其受力的不同可分:匀速直线运动;匀变速直线运动(包括匀加速或匀减速直线运动,以及自由落体,竖直上、下抛运动);变速直线运动。

直线运动

rectilinear motion

轨迹是直线的质点运动。包括匀速直线运动和变速直线运动两类。

位移

表示质点的位置变动,常用X表示位移,是矢量。公式:Δx=x2-x1

匀速直线运动

物体在一条直线上运动,如果在任何相等的时间里位移都相等,这种运动就叫匀速直线运动。当运动物体所受的合外力为零时,加速度为零,物体做匀速直线运动。

(物理意义)

反应位移随时间变化关系。

变速直线运动是速度大小改变而方向不变的运动。当运动物体所受的合外力不为零,它的方向又同物体速度的方向在同一直线上时,物体做变速直线运动。合外力跟速度方向相同时 ,物体做加速直线运动;合外力跟速度方向相反时,物体做减速直线运动。在上述情况中,如果合外力的大小、方向不变,则物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动。做匀变速直线运动的物体,在任何相等时段内的速度改变量都相等;其初速度、加速度a(a为正值,是匀加速运动;负值则为匀减速运动)、运动经历时间t、所行距离s和末速度υ之间存在以下3个关系。自由落体运动和竖直上抛运动是两个典型的匀变速直线运动。

①自由落体运动。只受重力作用,从静止开始下落的物体称自由落体,其运动称自由落体运动。这种运动是初速为零,加速度为g(重力加速度)的匀加速直线运动 。自由落体运动的3个公式可将上面3个关系式中的和a代之以0和g而得出

②竖直上抛运动。以某一初速度沿竖直方向向上抛出的物体所做的上升和回落运动。上升运动物体所受重力与速度方向相反,速度逐渐减小,物体做匀减速运动。当速度减小到零时,物体上升到最大高度,然后由这个高度回落,做自由落体运动。竖直上抛运动的问题可用初速度不为零的匀变速直线运动公式(式中a=-g)来计算。

参考系

在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体,叫做参考系。

(说明):

1.研究某一物体的运动时,必须选择一参考系

2.同一物体选取不同的参考系,运动状态可能不同

3.参考系的选取是任意的,但应使物体和运动尽可能简单

变速直线运动

如果运动物体在相等的时间内通过的路程不相等,那么这种运动就叫做变速运动。物体沿直线做变速运动就叫做变速直线运动。

公式

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Vt^2-Vo^2=2as

3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2

4.末速度Vt=Vo+at

5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]^(1/2)

6.位移s=V平t=Vot+(at^2)/2=Vt/2t

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

8.实验用推论Δs=aT^2 {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(Vo):m/s;加速度(a):m/s^2;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Vo=0

2.末速度Vt=gt

3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算)

4.推论Vt^2=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/s^2(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-(gt^2)/2

2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)

3.有用推论Vt^2-Vo^2=-2gs

4.上升最大高度Hmax=Vo^2/2g(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。

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更新时间:2024/12/23 16:45:38