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。1
基本公式
速度-时间公式:
位移**-时间公式**:;6
速度**-位移公式**:;
其中a为加速度,为初速度,
为末速度,t为该过程所用时间,x为该过程中的位移。
位移变化量-时间公式:
代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度
条件
物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:
(1)所受合外力不为零,且保持不变;
(2)合外力与初速度在同一直线上。
分类
在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。
若速度方向与加速度方向相同(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动。
规律推导
一、位移公式推导:
(1)由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度
而匀变速直线运动的位移=平均速度×时间,故
利用位移公式和平均速度公式
,得平均速度为
=
(2)利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是,
于是,
就是初速度,可以是任意的常数
进而有 ,(对于匀变速直线运动),显然t=0时,s=0,故这个任意常数C=0,于是有
这就是位移公式。
(3)(
代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)
前一秒位移:
前两秒位移:
可计算出,前两秒位移之差为。此为从初速度为零的运动的推导,初速度不为零也可得到相同结论。
(4)
联立位移公式和速度公式
,即可证明之。
二、速度公式推导
(1)中间位移的速度
证明:由位移公式,用
换x可得到
,
得到
再把代入到上式,可得
整理开平方后,即得
(2)中间时刻的速度
证明记为★式,
记为●式
●式+★式,整理可得
把代入
中,得到
比例关系
(1)重要比例关系
由,得
。
由,得
,或
。
由,得
,或
。
(2)基本比例(当初速度为0的匀加速运动)
①第1秒末、第2秒末、……、第n秒末的速度之比
推导:
②前1秒内、前2秒内、……、前n秒内的位移之比
。
推导:
③第1个t内、第2个t内、……、第n个t内(相同时间内)的位移之比
推导:
④通过前1x、前2x、前3x……、前nx的位移所需时间之比
推导:,当位移等比例增大时,根号内的比值也等比例增大。
⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、……、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比
推导:
来源: 百度百科
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