谢邀~匀变速直线运动基本公式和推论的应用
1.对三个公式的理解
速度时间公式、位移时间公式、位移速度公式,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石。三个公式中的四个物理量x、a、v0、v均为矢量(三个公式称为矢量式),在应用时,一般以初速度方向为正,凡是与v0方向相同的x、a、v均为正值,反之为负值,当v0=0时,一般以a的方向为正。这样就将矢量运算转化为代数运算,使问题简化。
2.巧用推论式简化解题过程
推论①中间时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度;
推论②初速度为零的匀变速直线运动,第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1:3:5:……;
推论③连续相等时间间隔T内的位移之差相等Δx=aT2,也可以推广到xm-xn=(m-n)aT2。(式中m、n表示所取的时间间隔的序号)。
匀变速直线运动公式及推导有哪些?
一、匀变速直线运动的概念
匀变速直线运动
加速度不变的
直线运动
thankyou
二、匀变速直线运动
楼上的,高中生哪里学过导数啊,用别的方法吧
位移公式是
x=v(0)t+at^2/2
所以此题中的位移变化关系式对应的初速度是2t这一项,由此可以知道物体的初速度是2。
-4这项是常数,表示物体的初位置不在坐标系的原点上。
三、匀变速直线运动公式及推导有哪些?
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。也可定义为:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
【概念及公式】
沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。
s(t)=1/2·at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t
v(t)=v(0)+at
其中a为加速度,v(0)为初速度,v(t)为t秒时的速度s(t)为t秒时的位移 速度公式:v=v0+at
位移公式:x=v0t+1/2at²;
位移---速度公式:2ax=v2;-v02;
条件:物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:
⑴受恒外力作用 ⑵合外力与初速度在同一直线上。
【规律】
瞬时速度与时间的关系:V1=V0+at
位移与时间的关系:s=V0t+1/2·at^2
瞬时速度与加速度、位移的关系:V^2-V0^2=2as
位移公式X=Vot+1/2·at^2=Vo·t(匀速直线运动)
位移公式推导:
⑴由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
而匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故s=[(v0+v)/2]·t
利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]·t=[v0+at/2]·t=v0·t+1/2·at^2
⑵利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是ds/dt=v,dv/dt=a,d2s/dt2=a
于是v=∫adt=at+v0,v0就是初速度,可以是任意的常数
进而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0·t+C,(对于匀变速直线运动),显然t=0时,s=0,故这个任意常数C=0,于是有
s=1/2·at^2+v0·t
这就是位移公式。
推论V^2-Vo^2=2ax
平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
△X=aT^2(△X代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)
X为位移。
V为末速度
Vo为初速度
【初速度为零的匀变速直线运动的比例关系】
⑴重要比例关系
由Vt=at,得Vt∝t。
由s=(at^2)/2,得s∝t^2,或t∝2√s。
由Vt^2=2as,得s∝Vt^2,或Vt∝√s。
⑵基本比例
①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比
V1:V2:V3……:Vn=1:2:3:……:n。
推导:aT1:aT2:aT3:.....:aTn
②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比
s1:s2:s3:……sn=1:4:9……:n^2。
推导:1/2·a(T1)^2:1/2·a(T2)^2:1/2·a(T3)^2:......:1/2·a(Tn)^2
③第1个t内、第2个t内、……、第n个t内(相同时间内)的位移之比
xⅠ:xⅡ:xⅢ……:xn=1:3:5:……:(2n-1)。
推导:1/2·a(t)^2:1/2·a(2t)^2-1/2·a(t)^2:1/2·a(3t)^2-1/2·a(2t)^2
④通过前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需时间之比
t1:t2:……:tn=1:√2:√3……:√n。
推导:由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a
⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、……、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比
tⅠ:tⅡ:tⅢ……tN=1:(√2-1):(√3-√2)……:(√n-√n-1)
推导:t1=√(2s/a)t2=√(2×2s/a)-√(2s/a)=√(2s/a)×(√2-1)t3=√(2×3s/a)-√(2×2s/a)=√(2s/a)×(√3-√2)……注⑵2=4⑶2=9
【分类】
在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动
速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;若速度为0,则运动状态为静止。
四、历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为A=(Vt-Vo)/s,其中V
A:若A不变,有两种情况:1.A.>0,在这种情况下,相等位移内速度增加量相等,平均速度越来越大,所以相等位移内用的时间越来越少,由a=(Vt-Vo)/t可知,a越来越大;
2.A<0,相等位移内速度减少量相等,平均速度越来越小,所以相等位移内用的时间越来越多,由a=(Vt-Vo)/t可知,a越来越小;
综上所述,A是错误的;
B.由A的第一种情况可知道,B是正确的;
C.因为相等位移内速度变化相等,所以中间位置处位移为s/2,速度变化量为(Vt-Vo)/2,所以此位置的速度为Vo+(Vt-Vo)/2=(Vo+Vt)/2
因此,C是正确的;
D.若A>0且保持不变,则前一半时间的平均速度小于后一半时间的平均速度,后一半时间物体将经过更多的位移,所以物体在中间时刻时,不可能已经达到了中间位置,所以它的速度比中间时刻的的速度小。
因此,D是正确的。