匀变速直线运动与位移时间的关系 匀变速直线运动位移与时间关系

www.zhiqu.org     时间: 2024-04-30
匀变速直线运动的位移与时间的关系:x=V0t+1/2at^2。
其中x表示位移,V0是初始速度,a为加速度,t为时间。匀变速直线运动,速度均匀变化的直线运动,即加速度不变的直线运动。
其速度时间图象是一条倾斜的直线,表示在任意相等的时间内速度的变化量都相同,即速度(v)的变化量与对应时间(t)的变化量之比保持不变(加速度不变),这样的运动是变速运动中最简单的运动形式,叫做匀变速直线运动。

当然我们主要研究是的匀变速直线运动,我们得到公式之前,先回顾围成的梯形面积公式,S=1/2(OC+OB)*OA,把面积和各条线段换成代表的物理量,x=1/2(vo+v)t,

相应的公式就得到了,Vo表示这段时间的初速度,v表示这段时间的末速度,t表示这段时间,x表示这段时间的位移,时间和位移必须要对应起来,同样这个是矢量式,我们在计算的过程中要考虑各个量的方向,这个公式同样也适用于匀减速直线运动,在匀减速直线运动中,尤其要注意方向的问题。

我们可以例举两个实例,一个是匀加速直线运动,一个是匀减速直线运动,总结在应用公式的过程中,方向的问题,在匀加速直线运动中,初速度方向和加速度方向是相同的,在匀减速直线运动中,初速度方向和加速度方向是相反的,相反的话,一个是正方向,另一个就用负号去表示负方向。

另外在v-t图像中表示位移,位移也是矢量,也有正负,在时间轴上方运动的方向为正,在时间轴下方的方向就为负,所以时间轴上方的围成的面积为正位移,时间轴下方围成的面积就为负位移。

匀度直线运动的位移

它的位移和它的v-t图像之间的关系

做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x=vt。在它的v-t图像中着色的矩形的面积刚好是vt。

思考

对于匀变速直线运动,它的位移和它的v-t图像有没有类似的关系。

匀变速直线运动的位移

匀变速直线运动的v-t图像

在v-t图像中 把所用时间t分割为非常多的小段,如图,当这些小矩形的宽足够小时,可以用这些小矩形的面积之和代表物体运动的位移。

那么途中紫色梯形的面积

把线条换成各自对应的物理量,则

又因为v=v0+at 代入上式

当初速度v0=0时,上式为

用图像表示位移

小车沿平直的公路作直线运动。下图表示它从出发点的位移随时间变化的情况。

从图像可以看出,0到t1这段时间,小车位移不断增加,并且斜率为一定值,说明小车在做匀速直线运动。在t1和t2之间,小车的位移不变,说明小车是静止的。

习题演练

1.如图示A,B两个质点做直线运动的x-t图像,下面说法正确的是()

A在运动过程中A质点比B质点快

B当t1=t2时,两只点相遇

C当t=t1时,两只点的速度相等

D当t=t1时,A,B两质点的加速度都大于零

2.甲乙两辆汽车,同时在一条平直的公路上自西向东运动,开始计时的时刻两车平齐,相对于地面的v-t图图像如下图,关于它们的运动,说法正确的是()

A甲车中的乘客说,乙车先以速度v0向西做匀减速运动,后(向甲车)做匀加速运动。以速度v0从甲车旁边通过后,一直向东远离而去。

B乙车中的乘客说,假车先以速度v0向东做匀减速运动,后(向乙车)做匀加速直线运动,以速度v0从乙车旁边通过后,一直向东远离而去。

C某同学根据v-t图像说,乙车速度增加到v0时,两车再次相遇(平齐)

D另一个同学根据v-t图像说,开始甲车在前,乙车在后,两车间距离先增大,后减小。当乙车速度增加到v0时两车恰好平齐。

1.A B

有x-t图像可知质点A,B做匀速直线运动,且Va>Vb,计时时,B在A的前方。在t=t1时,A,B两的位移相等,说明AB两质点相遇,t1后质点A超越质点B

2A B

相对地面而言,甲向东做匀速直线运动,乙向东做做初速度为零的匀加速直线运动。甲的速度先大于乙,后小于乙两者间的距离先增大,在减小至零后在反向增大。

A甲车中的乘客以甲车为参考系,则乙车先以速度v0向西做匀减速运动,后(向甲车)做匀加速运动,以速度v0从甲车旁边通过后,一直向东远离而去。。。A正确

B乙车中的乘客以乙车为参考系,则甲车先以速度v0向东做匀减速运动,后(向乙车)做匀加速运动,以速度v0从乙车旁边通过后,一直向东远离而去。。。B正确

对位移和时间的关系你还有什么问题

说一下匀变速直线运动位移与时间关系的公式,以及推导式~

一、质点的运动(1)------直线运动
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Vt2-Vo2=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=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=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=aT2 {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/s2;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;速度与速率.瞬时速度。
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=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=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/s2(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-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(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。

这个一般就是正比和反比的关系,没有什么其它的了。


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