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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