運(yùn)動物體通過的路徑叫做物體的運(yùn)動軌跡。運(yùn)動軌跡是一條直線的運(yùn)動,叫做直線運(yùn)動。
基本介紹
質(zhì)點(diǎn)的位置,以離原點(diǎn)的距離,用坐標(biāo)X表示。它是研究復(fù)雜運(yùn)動的基礎(chǔ),按其受力的不同可分:勻速直線運(yùn)動;勻變速直線運(yùn)動(包括勻加速或勻減速直線運(yùn)動,以及自由落體,豎直上、下拋運(yùn)動);變速直線運(yùn)動。
分類
rectilinear motion
軌跡是直線的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動。包括勻速直線運(yùn)動和變速直線運(yùn)動兩類。
位移
表示質(zhì)點(diǎn)的位置變動,常用X表示位移,是矢量。公式:Δx=x2-x1
勻速情況
概念
物體在一條直線上運(yùn)動,如果在任何相等的時間里位移都相等,這種運(yùn)動就叫勻速直線運(yùn)動。當(dāng)運(yùn)動物體所受的合外力為零時,加速度為零,物體做勻速直線運(yùn)動。
物理意義
反應(yīng)位移隨時間變化關(guān)系。
變速直線運(yùn)動
是速度大小改變而方向不變的運(yùn)動。當(dāng)運(yùn)動物體所受的合外力不為零,它的方向又同物體速度的方向在同一直線上時,物體做變速直線運(yùn)動。合外力跟速度方向相同時,物體做加速直線運(yùn)動;合外力跟速度方向相反時,物體做減速直線運(yùn)動。在上述情況中,如果合外力的大小、方向不變,則物體做勻加速直線運(yùn)動或勻減速直線運(yùn)動。做勻變速直線運(yùn)動的物體,在任何相等時段內(nèi)的速度改變量都相等;其初速度、加速度a(a為正值,是勻加速運(yùn)動;負(fù)值則為勻減速運(yùn)動)、運(yùn)動經(jīng)歷時間t、所行距離s和末速度υ之間存在以下3個關(guān)系。自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動是兩個典型的勻變速直線運(yùn)動。
①自由落體運(yùn)動。只受重力作用,從靜止開始下落的物體稱自由落體,其運(yùn)動稱自由落體運(yùn)動。這種運(yùn)動是初速為零,加速度為g(重力加速度,也就是10m/s2,相當(dāng)于初中的求物體重力的g,但單位不同,請注意。)的勻加速直線運(yùn)動。自由落體運(yùn)動的3個公式可將上面3個關(guān)系式中的和a代之以0和g而得出。
②豎直上拋運(yùn)動。以某一初速度沿豎直方向向上拋出的物體所做的上升和回落運(yùn)動。上升運(yùn)動物體所受重力與速度方向相反,速度逐漸減小,物體做勻減速運(yùn)動。當(dāng)速度減小到零時,物體上升到最大高度,然后由這個高度回落,做自由落體運(yùn)動。豎直上拋運(yùn)動的問題可用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動公式(式中a=-g)來計算。
特點(diǎn)
物體在一條直線上運(yùn)動,且在相等的時間間隔內(nèi)通過的位移相等,這種運(yùn)動稱為勻速直線運(yùn)動。做勻速直線運(yùn)動的物體,在不同的位移或時間段中,位移與時間的比值是一個常數(shù),稱為速度,速度的大小直接反映了物體運(yùn)動的快慢。在勻速直線運(yùn)動中,平均速度和瞬時速度是一樣的,平均速度的大小和平均速率也是相等的,勻速運(yùn)動的位移和時間成正比,用公式表示為S=vt。做勻速運(yùn)動的物體加速度為零。
我們把速度不變的直線運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動(uniform rectilinear motion),也就是說該物體在任何時間段內(nèi)通過的路程和時間的比值是個定值。因此,千萬不要從數(shù)學(xué)角度把該公式理解成物體運(yùn)動的速度與路程成正比,與時間成反比。做勻速直線運(yùn)動的物體,勻速直線運(yùn)動的特點(diǎn)是瞬時速度的大小和方向都保持不變,加速度為零,是一種理想化的運(yùn)動。
勻速直線運(yùn)動并不常見,我們可以把一些運(yùn)動近似地看成是勻速直線運(yùn)動。如:滑冰運(yùn)動員停止用力后的一段滑行,站在商場自動扶梯上的顧客的運(yùn)動,等等。我們可用v=x/t求得他們的運(yùn)動速度,式中,x為位移,v為速度,它為恒矢量,t為發(fā)生位移x所用的時間,由公式可以看出,位移是時間的一次函數(shù),位移與時間成正比。
注:
(1)做勻速直線運(yùn)動的物體其速度是勻速的,因此,如果知道了某一時刻(或某一距離)的運(yùn)動速度,就知道了她在任意時間段內(nèi)或任意運(yùn)動點(diǎn)上的速度。
(2)速度的單位:在國際單位制中,主單位是m/s,常用的單位有km/h,m/min等。
(3)一個物體在受到兩個力作用時,如果能保持靜止或勻速直線運(yùn)動,我們就說物體處于平衡狀態(tài)。
參考系
在描述一個物體的運(yùn)動時,選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體,叫做參考系。
(說明):
研究某一物體的運(yùn)動時,必須選擇一參考系
同一物體選取不同的參考系,運(yùn)動狀態(tài)可能不同
參考系的選取是任意的,但應(yīng)使物體和運(yùn)動盡可能簡單
變速情況
理念
如果運(yùn)動物體在相等的時間內(nèi)通過的路程不相等(高中階段稱之為“位移”),那么這種運(yùn)動就叫做變速運(yùn)動。
物體沿直線做變速運(yùn)動就叫做變速直線運(yùn)動。
公式
勻變速直線運(yùn)動
平均速度(定義式)
有用推論
末速度
中間位置速度
位移
加速度{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)}
實(shí)驗(yàn)用推論 {為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差}
主要物理量及單位
初速度(Vo):;加速度(a);末速度(Vt):;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:
從靜止開始以定加速度運(yùn)動的物體 通過等位移所用時間比值:
從靜止開始以定加速度運(yùn)動的物體 通過等時間所用位移比值:
參考資料 >