透视匀变速直线运动的位移与时间的关系

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liufendou
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  1匀速直线运动的物体的速度-时间图象
  匀速直线运动的v-t图象是一条平行于t轴的直线.从0~t时间内,图线与t轴所夹图形为矩形,其面积为vt.
  所以,对于匀速直线运动,物体的位移对应着v-t图象中一块矩形的面积,如图1所示.
  2匀变速直线运动的v-t图象
  时间段Δt越小,各匀速直线运动位移和与匀变速直线运动位移之间的差值就越小.如图2乙所示.
  当Δt→0时,各矩形面积之和趋近于v-t图象下面的面积.整个运动过程划分得非常非常细,很多很小矩形的面积之和就能准确代表物体的位移了,位移的大小等于3匀变速直线运动三公式的讨论
  vt=v0 at;s=v0t 12at2;v2t-v20=2as.
  (1)三个方程中有两个是独立方程,其中任意两个公式可以推导出第三式.
  (2)三式中共有五个物理量,已知任意三个可解出另外两个,称作“知三解二”.
  (3)v0、a在三式中都出现,而t、vt、s两次出现.
  (4)已知的三个量中有v0、a时,另外两个量可以各用一个公式解出,无需联立方程.
  (5)已知的三个量中有v0、a中的一个时,两个未知量中有一个可以用一个公式解出,另一个可以根据解出的量用一个公式解出.
  (6)已知的三个量中没有v0、a时,可以任选两个公式联立求解v0、a.
  4匀变速直线运动的两个推论
  (1)匀变速直线运动的物体在连续相等的时间(T)内的位移之差为一恒量.
  5公式拓展
  (1) 1 s末、2 s末、3 s末……n s末的速度之比:由v=at知,v∝t,故1 s末、2 s末、3 s末……n s末的速度之比为:1∶2∶3∶…∶n;
  (2) 1 s内、2 s内、3 s内……n s内的位移之比:由x=12at2知x∝t2,故1 s内、2 s内、3 s内……n s内的位移之比为:1∶4∶9∶…∶n2;
  (3)第1 s内、第2 s内、第3 s内……第n s内的位移之比:第1 s内位移为x1=12a,第2 s内位移为x2=12a(22-12),第3 s内位移为x3=12a(32-22),第n s内位移为xn=12a[n2-(n-1)2].
  故第1 s内,第2 s内,第3 s内,…第n秒内位移之比为:1∶3∶5∶…∶(2n-1);
  (4)第1个x,第2个x,第3个x……第n个x相邻相等位移的时间之比:由x=12at2知t∝x,故x,2x,3x,…nx位移所用时间之比为:1∶2∶3∶…∶n.
  第1个x,t1=2xa;第2个x,t2=2·2xa-2xa;第3个x,t3=3·2xa-2·2xa……第n个x,tn=n·2xa-(n-1)·2xa,故第1个x,第2个x,第3个x……第n个x相邻相等位移的时间之比:1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n-n-1).
  3.速度与加速度
  A.第2 s内平均速度是1.5 m/s
  B.第3 s初瞬时速度是2.25 m/s
  C.质点的加速度是0.125 m/s2
  D.质点的加速度是0.5 m/s2
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