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高中物理 勻變直運動的研究:初速度為零的勻變速直線運動特點(一)

2023-05-04 17:51 作者:南宮很二  | 我要投稿

這節(jié)內(nèi)容講解初速度為零的勻變速直線運動的特點。前面我們學習了勻變速直線運動的基本知識,其中有幾個公式:

速度與時間的關(guān)系式v_%7Bt%7D%3D%20v_%7B0%7D%2Bat%20

位移與時間的關(guān)系式x%3Dv_0t%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20

位移與速度的關(guān)系式v_%7Bt%7D%5E2-%20v_%7B0%7D%5E2%3D2ax%20

初速度為零的勻加速直線運動是一種特殊的勻加速直線運動,即初速度v_%7B0%7D%3D0%20;那么以上公式就變成

速度與時間關(guān)系式v_%7Bt%7D%3Dat%20

位移與時間的關(guān)系式x%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20

位移與速度的關(guān)系式v_%7Bt%7D%5E2%3D2ax%20v_%7Bt%7D%3D%5Csqrt%7B2ax%7D%20%20

通過以上式子就可以得到結(jié)論,在初速度為零的勻變速直線運動中,速度與時間成正比,圖像是正比例函數(shù)圖像;位移與時間的平方成正比,圖像是二次函數(shù)圖像;速度與位移的平方根成正比,圖像是冪函數(shù)圖像。

物體從靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過每段位移所用時間均為t ,結(jié)合上面的公式看一下有哪些結(jié)論。

根據(jù)v_%7Bt%7D%3Dat%20,到達每一點的瞬時速度之比v_%7BA%7D%3A%20v_%7BB%7D%3A%20v_%7BC%7D%3A%20%E2%80%A6%3Av_%7BN%7D%3D1%3A2%3A3%3A%E2%80%A6%3An%20

根據(jù)x%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dat%5E2%20,從O點到每一點的位移之比x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BOB%7D%3A%20x_%7BOC%7D%3A%E2%80%A6%EF%BC%9A%20x_%7BON%7D%3D1%5E2%3A2%5E2%3A3%5E2%3A%E2%80%A6%3An%5E2%20

由這條結(jié)論又可以得到新的結(jié)論,連續(xù)相同時間通過的位移之比為x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BAB%7D%3A%20x_%7BBC%7D%3A%E2%80%A6%3D1%5E2%3A(2%5E2-1%5E2)%3A(3%5E2-2%5E2)%3A%E2%80%A6%20%3A%5Bn%5E2-(n-1)%5E2%5D%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)

高中常見的例子,比如一滴水自由下落,就是初速度為零的勻加速直線運動。如果第1s內(nèi)下落的距離是5m,那么第2s內(nèi)下落的距離就是5×3m=15m,第3s內(nèi)下落的距離就是5×5m=25m。每一秒內(nèi)的位移之比就等于1:3:5:…

要得到以上的結(jié)論,前提條件一定要滿足初速度為零勻變速直線運動,在相同的時間內(nèi)通過的位移之比才有這樣的關(guān)系。

這個結(jié)論也可以反過來用,如果位移比不滿足1:3:5:…:(2n-1),那么物體的運動就不滿足全部的三個條件。比如一個勻變速直線運動,第1s內(nèi)通過的位移是1m,第2s內(nèi)通過的位移是2m,第3s內(nèi)通過的位移是3m,那么能判斷出這個運動的初速度不是零。

前面講過物體做勻變速直線運動,連續(xù)相等時間通過的位移之差是一個定值,即%5CDelta%20x%3Dat%5E2。這個規(guī)律只要滿足勻變速直線運動相同時間就可以了,不需要初速度為零。

總結(jié)

初速度為零的勻變速直線運動的特點(三條推論)

通過連續(xù)相等時間的速度之比為v_%7BA%7D%3A%20v_%7BB%7D%3A%20v_%7BC%7D%3A%E2%80%A6%3A%20v_%7BN%7D%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)%20

連續(xù)時間通過的位移之比為x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BOB%7D%3A%20x_%7BOC%7D%3A%E2%80%A6%3A%20x_%7BON%7D%3D1%3A2%5E2%3A3%5E2%3A%E2%80%A6%3An%5E2%20

連續(xù)相同時間通過的位移之比為x_%7BOA%7D%3A%20x_%7BAB%7D%3A%20x_%7BBC%7D%3A%E2%80%A6%3D1%3A3%3A5%3A%E2%80%A6%3A(2n-1)%20


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