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勻變速直線運動概念及公式高中物理知識點歸納

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物體在一條直線上運動,如果在相等的時間內速度的變化相等,這種運動就叫做勻變速直線運動。也可定義為:沿著一條直線,且加速度不變的運動,叫做勻變速直線運動。

勻變速直線運動概念及公式高中物理知識點歸納

  【概念及公式】

沿著一條直線,且加速度方向與速度方向平行的運動,叫做勻變速直線運動。如果物體的速度隨著時間均勻減小,這個運動叫做勻減速直線運動。如果物體的速度隨著時間均勻增加,這個運動叫做勻加速直線運動。

s(t)=1/2·at^2+v(0)t=【v(t)^2-v(0)^2】/(2a)={【v(t)+v(0)】/2}*t

v(t)=v(0)+at

其中a為加速度,v(0)為初速度,v(t)為t秒時的'速度 s(t)為t秒時的位移 速度公式:v=v0+at

位移公式:x=v0t+1/2at²

位移---速度公式:2ax=v2;-v02;

條件:物體作勻變速直線運動須同時符合下述兩條:

⑴受恆外力作用 ⑵合外力與初速度在同一直線上。

  【規律】

瞬時速度與時間的關係:V1=V0+at

位移與時間的關係:s=V0t+1/2·at^2

瞬時速度與加速度、位移的關係:V^2-V0^2=2as

位移公式 X=Vot+1/2·at ^2=Vo·t(勻速直線運動)

位移公式推導:

⑴由於勻變速直線運動的速度是均勻變化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時刻的瞬時速度

而勻變速直線運動的路程s=平均速度*時間,故s=[(v0+v)/2]·t

利用速度公式v=v0+at,得s=[(v0+v0+at)/2]·t=[v0+at/2]·t=v0·t+1/2·at^2

⑵利用微積分的基本定義可知,速度函式(關於時間)是位移函式的導數,而加速度函式是關於速度函式的導數,寫成式子就是ds/dt=v,dv/dt=a,d2s/dt2=a

於是v=∫adt=at+v0,v0就是初速度,可以是任意的常數

進而有s=∫vdt=∫(at+v0)dt=1/2at^2+v0·t+C,(對於勻變速直線運動),顯然t=0時,s=0,故這個任意常數C=0,於是有

s=1/2·at^2+v0·t

這就是位移公式。

推論 V^2-Vo^2=2ax

平均速度=(初速度+末速度)/2=中間時刻的瞬時速度

△X=aT^2(△X代表相鄰相等時間段內位移差,T代表相鄰相等時間段的時間長度)

X為位移。

V為末速度

Vo為初速度

  【初速度為零的勻變速直線運動的比例關係】

⑴重要比例關係

由Vt=at,得Vt∝t。

由s=(at^2)/2,得s∝t^2,或t∝2√s。

由Vt^2=2as,得s∝Vt^2,或Vt∝√s。

⑵基本比例

①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比

V1:V2:V3……:Vn=1:2:3:……:n。

推導:aT1 : aT2 : aT3 : ..... : aTn

②前1秒內、前2秒內、……、前n秒內的位移之比

s1:s2:s3:……sn=1:4:9……:n^2。

推導:1/2·a(T1)^2: 1/2·a(T2)^2: 1/2·a(T3)^2: ...... : 1/2·a(Tn)^2

③第1個t內、第2個t內、……、第n個t內(相同時間內)的位移之比

xⅠ:xⅡ:xⅢ……:xn=1:3:5:……:(2n-1)。

推導:1/2·a(t)^2:1/2·a(2t)^2-1/2·a(t)^2:1/2·a(3t)^2-1/2·a(2t)^2

④通過前1s、前2s、前3s……、前ns的位移所需時間之比

t1:t2:……:tn=1:√2:√3……:√n。

推導:由s=1/2a(t)^2t1=√2s/at2=√4s/at3=√6s/a

⑤通過第1個s、第2個s、第3個s、……、第n個s(通過連續相等的位移)所需時間之比

tⅠ:tⅡ:tⅢ……tN=1:(√2-1):(√3-√2)……:(√n-√n-1)

推導:t1=√(2s/a)t2=√(2×2s/a)-√(2s/a)=√(2s/a)×(√2-1)t3=√(2×3s/a)-√(2×2s/a)=√(2s/a)×(√3-√2)…… 注⑵2=4⑶2=9

  【分類】

在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨著時間均勻增加,這個運動叫做勻加速直線運動;如果物體的速度隨著時間均勻減小,這個運動叫做勻減速直線運動。

若速度方向與加速度方向同向(即同號),則是加速運動;若速度方向與加速度方向相反(即異號),則是減速運動

速度無變化(a=0時),若初速度等於瞬時速度,且速度不改變,不增加也不減少,則運動狀態為,勻速直線運動;若速度為0,則運動狀態為靜止。