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直线运动

运动物体通过的路径叫做物体的运动轨迹。运动轨迹是一条直线的运动,叫做直线运动

质点的位置,以离原点的距离,用坐标X表示。它是研究复杂运动的基础,按其受力的不同可分:匀速直线运动;匀变速直线运动(包括匀加速或匀减速直线运动,以及自由落体,竖直上、下抛运动);变速直线运动。

rectilinear motion

轨迹是直线的质点运动。包括匀速直线运动和变速直线运动两类。

表示质点的位置变动,常用X表示位移,是矢量。公式:Δx=x2-x1

物体在一条直线上运动,如果在任何相等的时间里位移都相等,这种运动就叫匀速直线运动。当运动物体所受的合外力为零时,加速度为零,物体做匀速直线运动。

反应位移随时间变化关系。

变速直线运动 [1] 是速度大小改变而方向不变的运动。当运动物体所受的合外力不为零,它的方向又同物体速度的方向在同一直线上时,物体做变速直线运动。合外力跟速度方向相同时 ,物体做加速直线运动;合外力跟速度方向相反时,物体做减速直线运动。在上述情况中,如果合外力的大小、方向不变,则物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动。做匀变速直线运动的物体,在任何相等时段内的速度改变量都相等;其初速度、加速度a(a为正值,是匀加速运动;负值则为匀减速运动)、运动经历时间t、所行距离s和末速度υ之间存在以下3个关系。自由落体运动和竖直上抛运动是两个典型的匀变速直线运动。

①自由落体运动。只受重力作用,从静止开始下落的物体称自由落体,其运动称自由落体运动。这种运动是初速为零,加速度为g(重力加速度,也就是10m/s²,相当于初中的求物体重力的g,但单位不同,请注意。)的匀加速直线运动 。自由落体运动的3个公式可将上面3个关系式中的和a代之以0和g而得出。

②竖直上抛运动。以某一初速度沿竖直方向向上抛出的物体所做的上升和回落运动。上升运动物体所受重力与速度方向相反,速度逐渐减小,物体做匀减速运动。当速度减小到零时,物体上升到最大高度,然后由这个高度回落,做自由落体运动。竖直上抛运动的问题可用初速度不为零的匀变速直线运动公式(式中a=-g)来计算。

物体在一条直线上运动,且在相等的时间间隔内通过的位移相等,这种运动称为匀速直线运动。做匀速直线运动的物体,在不同的位移或时间段中,位移与时间的比值是一个常数,称为速度,速度的大小直接反映了物体运动的快慢。在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度是一样的,平均速度的大小和平均速率也是相等的,匀速运动的位移和时间成正比,用公式表示为S=vt。作匀速运动的物体加速度为零。
  我们把速度不变的直线运动叫做匀速直线运动[1](uniform rectilinear motion),也就是说该物体在任何时间段内通过的路程和时间的比值是个定值。因此,千万不要从数学角度把该公式理解成物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比。做匀速直线运动的物体,匀速直线运动的特点是瞬时速度的大小和方向都保持不变,加速度为零,是一种理想化的运动。
  匀速直线运动并不常见,我们可以把一些运动近似地看成是匀速直线运动。如:滑冰运动员停止用力后的一段滑行,站在商场自动扶梯上的顾客的运动,等等。我们可用v=x/t求得他们的运动速度,式中, x为位移,v为速度,它为恒矢量,t为发生位移x所用的时间,由公式可以看出,位移是时间的一次函数,位移与时间成正比。
  注:
  (1)做匀速直线运动的物体其速度是匀速的,因此,如果知道了某一时刻(或某一距离)的运动速度,就知道了她在任意时间段内或任意运动点上的速度。
  (2)速度的单位:在国际单位制中,住单位是m/s,常用的单位有km/h,m/min等。
  (3)一个物体在受到两个力作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态。

在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体,叫做参考系。

(说明):

研究某一物体的运动时,必须选择一参考系

同一物体选取不同的参考系,运动状态可能不同

参考系的选取是任意的,但应使物体和运动尽可能简单

如果运动物体在相等的时间内通过的路程不相等(高中阶段称之为“位移”),那么这种运动就叫做变速运动。

物体沿直线做变速运动就叫做变速直线运动。

匀变速直线运动

平均速度V平=s/t(定义式)

有用推论Vt^2-Vo^2=2as

中间时刻速度

末速度

中间位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]^(1/2)

位移s=V平t=Vot+(at^2)/2=Vt/2t

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}

实验用推论Δs=aT^2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}

初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s^2;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。

从静止开始以定加速度运动的物体 通过等位移所用时间比值:1:(√2)-1:(√3)-(√2):……:(√n)-(√n-1)

从静止开始以定加速度运动的物体 通过等时间所用位移比值:1:3:5:……2n-1

注:自由落体运动

注:

竖直上抛运动

注:


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