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高中物理知识点讲解:匀变速直线运动概念及公式
在学习中,大家都背过不少知识点,肯定对知识点非常熟悉吧!知识点是知识中的最小单位,最具体的内容,有时候也叫“考点”。为了帮助大家更高效的学习,以下是小编收集整理的高中物理知识点讲解:匀变速直线运动概念及公式,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
【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}xt
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x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。
最核心公式
末速度与时间关系:Vt=Vo+at
位移与时间关系:x=Vot+at^2/2
速度与位移关系:Vt^2-Vo^2=2as
重要公式补充
(1)平均速度V=s/t;
(2)中间时刻速度V(t)=(Vt+Vo)/2=x/t;
(3)中间位置速度V(s)=[(Vo^2+Vt^2)/2]1/2;
(4)公式推论Δs=aT^2;备注:式子中Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差,这个公式也是打点计时器求加速度实验的原理方程。
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。
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。
基本关系式
v=v0+at x=v0t+1/2at2 v2-vo2=2ax v=x/t=(v0+v)/2
推论
1、vt/2=v=(v0+v)/2
2、△x=at2 { xm-xn=(m-n)at2 }
3、初速度为零的匀变速直线运动的比例式
(1)初速度为0的n个连续相等的时间末的速度之比:
V1:V2:V3:Vn=1:2:3:n
(2)初速度为0的n个连续相等时间内全位移X之比:
X1: X2: X3:Xn=1:2
(3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:
S1:S2:S3:Sn=1:3:5:(2n—1)
(4)初速度为0的n个连续相等的位移内全时间t之比
t1:t2:t3:tn=1:√2:√3:√n
(5)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:
t1:t2:t3:tn=1:(√2—1):(√3—√2):(√n—√n—1) 应用基本关系式和推论时注意:
(1)、确定研究对象在哪个运动过程,并根据题意画出示意图。
(2)、求解运动学问题时一般都有多种解法,并探求最佳解法。
两种运动特例
(1)、自由落体运动:v0=0 a=g v=gt h=1/2gt2 v2=2gh
(2)、竖直上抛运动;v0=0 a=-g
关于追及与相遇问题
1、寻找三个关系:时间关系,速度关系,位移关系。两物体速度相等是两物体有最大或最小距离的临界条件。
2、处理方法:物理法,数学法,图象法。
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