加速度及位移公式的拓展推导,详细点 谢谢 高中物理加速度的所有基本公式及推导公式

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16
一、速度   1、公式:
  a= vt=v0+at
  反映出做匀变速直线运动的物体的瞬时速度如何随时间而变化
  若v0=0,则:vt=at
  2、图象(速度-时间图象),见图1。

  (1)vt=v0+at:v0、a为定值
  t:自变量  vt:因变量
  从表达式可知,vt是t的一次函数
  (2)截距:v0;斜率:a

  图2中, I 和 II 两个运动的初速度不同,其中 I 的初速度为0, II 的初速度不为零,但是两个运动的加速度相同(a1=a2)。运动 II I的初速度也不为0,但是加速度大于 I 和 II 。
  二、位移
  1、公式:
  S=v0t+at2
  反映出做匀变速直线运动的物体的位移如何随时间而变化。
  若v0=0,则:S=at2
  2、图象
  在匀速直线运动中,可用v-t图线与横轴所包围的面积,求出物体在一段时间内位移的大小。此种方法对匀变速直线运动同样适用。图1中阴影部分面积即为该运动经过时间t1的位移。根据几何关系也可以得到位移公式的证明。
  例1、物体以v0冲上斜面(设斜面无限长),到最高点速度为零,如图为物体的运动图象,据图象:
  (1)物体做什么运动?
  (2)若v0=10m/s,经t1=4s速度减为0,求物体的加速度a=?  此过程发生的位移S=?
  (3)再回到出发点需要多长时间?

  分析:
  (1)
  从0—t1物体做匀减速到零,单看回去的运动(t1~t2)是匀加速运动。从总体来看,这样的运动应该叫匀变速运动。
  (2)
  由公式a= ,可以求出a=-2.5m/s2
  S=v0t+at2=10×4+ (-2.5)×42=20m
  (3)
  物体再回到原位置,位移S=0,
  S=0 v0t+ at2=0t=8s。通过分析,“8s”是符合题意的。
  从图象来看,回到原点S=0,即时间轴上下两部分面积相等。从图中来看,两个三角形全等。也可以看出应该是8s。
  例2、如图所示,分析:
  (1)两个质点分别做什么运动?
  (2)I、II质点运动的加速度分别多大?
  (3)前4s两质点的位移分别为多大?

  解析:
  (1)v0=0的匀加速直线运动
  (2)aI=5m/s2,aII=2.5m/s2
  (3)SI=40m,SII=20m
  注意:
  1.aI比aII大一倍可以从两方面理解:
  Ⅰ:相同的速度变化所用的时间差一半
  Ⅱ:相同的时间内速度变化差一半
  2.从图象看,位移为两个三角形的面积。
  例3、一汽车上坡时以v=20m/s,遇到障碍刹车,加速度的大小为4m/s2,求汽车在6s内通过的位移为多少?(汽车距刹车点多远)
  错解:
  S=v0t+ at2=20×6+×(-4)×36=48m
  注意:
  以上解法是错误的。原因是刹车过程的最后状态是停下来,即:vt=0。这类题在解的过程中,应首先判断在所给时间内,物体是否停下来。如果物体没有停下来,所求过程为匀变速直线运动,直接代公式求解;如果已经停下来了,过程应该分为两部分:匀变速过程(停下来以前)和静止过程(停下来以后),整个过程不再是匀变速直线运动。这种情况下,直接代公式就不行了。但是前一个过程还是匀变速,可以代公式求前一个过程的位移(注意这时所代时间不再是全部时间而是匀变速过程的时间)。我们又知道,后一个过程的位移为0,所以前一个过程的位移与整个过程的位移相同。
  正确解法如下:
  解:
  a= t=
  即:第5s末汽车停止运动
  所以:S=v0t+at2=20×5+ ×(-4)×25=50(m)
  说明:
  关键在于隐含条件vt=0。可以参考图象理解。在第6秒,质点是静止的,而不是保持前面的加速度的运动(虚线)。

  三、推论:
  1、vt2-v02=2as
  证明:
  由 ,代入S=v0t+at2
  有 vt2-v02=2as
  2、匀变速直线运动,经初位置时的速度为v0,经末位置时的速度为vt,对所研究的一段时间而言
  (1)平均速度:
  vt=v0+at 代入S=v0t+ at2
  有:S=v0t+
  可得:
  (2)分成前一半时间和后一半时间,中间时刻的即时速度
  设C点为从A到B所用时间一半时的物体的位置,则:

    
  即:做匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度在数值上等于其中间时刻的即时速度。
  例4、一辆正在匀加速行驶的汽车在5s内先后经过路旁两个相距50m的电线杆。它经过第2根时的速度为15m/s,求它经过第1根电线杆的速度及行驶的加速度。
  解:
  方法一:基本公式
  设物体经过第1根电线杆时的速度为v1,加速度为a,由匀变速直线运动的规律可得:
  v2=v1+at15=v1+5a      ①
  S=v1t+ at250=5v1+ a×52  ②
  二式联立,可解得:v1=5m/s,a=2m/s2
  方法二:平均速度
  
  由 可得:
  例5、一辆小车做匀加速直线运动,历时5s。已知小车前3s内的位移是7.2m,后3s内的位移为16.8m,试求小车的加速度及5s内的位移。
  解:
  方法一:基本公式。
  设物体运动的初速度为v0,加速度为a,则由位移公式有:
  S1=v0t1+ at12 7.2=3v0+a×32   ①
  对后3s,v1=v0+at=v0+3a          ②
  S2=v1t2+ at2216.8=3v1+ a×32  ③
  三式联立可求得:v0=0  a=1.6m/s2 
  ∴由S=at2有S = ×1.6×52=20(m)
  方法二:据中间时刻的即时速度等于一段时间内的平均速度有:
  v1..5=
  v3. 5=
  由加速度的定义可知:
  同理可求v0=0,s=20m。
  3、中点位置的即时速度

  设C点为从A到B所通过的位移一半时物体的位置
  已知:v0、vt求:
  
  例6、如图所示,物体以4m/s的速度自斜面底端A点滑上光滑斜面,途经斜面中点C,到达斜面最高点B。已知vA:vC=4:3,从C到B点历时(3-)s,试求:
  (1)到达斜面最高点的速度;
  (2)斜面的长度

  解:
  由已知可知,vA:vC=4:3vC=3m/s
  ∵C点为AB中点,∴vc=
  vA2+vB2=2vC2 42+vB2=2×32
   vB=m/s
  由S=
  斜面长度S=2SBC=7m
  4、初速度为零的匀加速直线运动,将时间t等分
  (1)1s内、2s内、3s内、……ns内物体的位移之比S1:S2:S3:…:Sn=1:4:9:…:n2
  (2)第1s内、第2s内、第3s内、…第ns内的位移之比SI:SII:SIII:…:SN=1:3:5:…:(2n-1)
  (3)第2s末、第2s末、第3s末、……第ns末的瞬时速度之比v1:v2:v3:…:vn=1:2:3:…:n
  看下图可以帮助理解。也可以利用公式证明。
 
  注意:
  (1)如何描述这几个规律
  (2)时间间隔可扩展到任意t秒
  5、做匀变速直线运动的物体,在任意相邻相等时间间隔内的位移差是个恒量,△S=at2 匀变速直线运动:SI=S1  SII=S2-S1  SIII=S3-S2…

  SI=S1=v0t+at2  SII=S2-S1=v0(2t)+ a(2t)2-(v0t+ at2)=v0t+ at2
  SIII=S3-S2=v0(3t)+ a(3t)2-v0(2t)- a(2t2)=v0t+at2…
  △S=SII-SI=SIII-SII=…=at2
  做匀变速直线运动的物体,任意两个相等时间间隔M、N  SM-SN=(M-N)at2
  例7、一物体正在做匀变速直线运动,在第1s内和第3s内通过的路程分别为2m和4m,求:
  (1)第2秒末的速度v2
  (2)3s内的平均速度?
  解析:
  (1)
  做匀变速直线运动的物体,任意两个相等时间间隔M、N
  SM-SN=(M-N)at2
  S3-S1=(3-1)×a×12=4-2
  a=1m/s2
  因为 S1=2m  所以 v0. 5= S1/1s=2m/s
  又因为a=1m/s2,所以v0=1.5m/s,则v2=3.5m/s
  (2)
  同理知v3=4.5m/s,所以 =3m/s。
  

加速度及位移公式的拓展及运用 . 详细点 谢谢!~

a=F/m
(v-v')/a=t
S=1/2at*t+vt

速度公式:Vt=V0+at
位移公式:s=V0t+1/2at^2
速度位移公式:Vt^2-V0^2=2as
平均速度公式:平均v=(V0+Vt)/2
在任意2个连续相等的时间T内,发生的位移是Sn、Sn+1(n+1表示右下的东东).它的加速度可以用公式:a=(Sn+1-Sn)/T^2

嗯..基本的就这些..我也是学生啦~~这些都是书上写到的类..
还有几个是推出来的比例式(初速度都为0):
匀加速直线运动在1s、2s、3s…末速度之比v1:v2:v3…=1:2:3…
1s、2s、3s…内位移之比s1:s2:s3…=1:4:9…
第1s、2s、3s…内位移之比s1:s2:s3…=1:3:5…
第1个1m、第2个1m、第3个1m…内所需时间之比t1:t2:t3…=1:(根号2-1):(根号3-根号2)…

啊哈..总算打完了~~


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(13171787040): 1、求物体的速度:V=s/t(适用于全部运动状况) 2、加速度与时间的关系:V=v(初速度)+at 3、加速度与位移的关系:X=v(初速度)t+(1/2)a*t的平方 4、加速度与速度的关系:v(末速度)的平方-v(初速度)的平方=2ax 2、3、4仅适用于...

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(13171787040): 由a=(vt-v0)/t和s=v(平均)t推导初速度为零的匀加速直线运动的速度公式很简单: 由a=(vt-v0)/t得 vt=v0+at 因为v0=0 所以vt=at 推导初速度为零的匀加速直线运动位移公式: 由于匀变速直线运动的平均速率v(平均)=(v0+vt)/2 v0=0,所以v(平均)=vt/2代入s=v(平均)t即得 s=(vt)t/2 而vt=at 所以s=att/2=at^2/2 祝你进步!

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(13171787040): 加速度 a = dv/dt = 速度的转变/时间 = (Vt - Vo)/ t 所以,Vt=Vo+at 位移 = 平均速度 * 时间 x = [(Vt + Vo)/2]t 把 Vt=Vo+at 带入 x = [(Vt + Vo)/2]t, x = [(Vo+Vo+at)/2]t x=Vot+1/2at^2 Vt-Vo=at , Vt+Vo=2s/t 把他们乘起来, (Vt-Vo)(Vt+Vo)=at*2s/t Vt^2=Vo^2+2ax

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(13171787040): 其实光记公式是没用的,一定要通过做题,然后建立相应的物理模型,然后找之间的关系.至于那个加速度的问题,我讲下我知道的吧 那个逐差法的基本公式是△X=aT² △X是相邻相等时间内的位移差,T是整体那一部分的时间,一般这种题目...

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(13171787040): 在位移图中,位移s即图形所围梯形面积S梯=1/2(Vo+Vt)t又Vt=Vo+at,所以S=1/2(Vo+Vo+at)t=Vot+1/2at^2