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除v-t图像外,我们还可以用公式描述物体运动的速度与时间的关系

更新时间:2023-12-31 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

除v-t图象外,我们还可以用公式描述物体运动的速率与时间的关系。对于匀变速直线运动来说,我们可以把运动开始时刻取作0时刻,则由0时刻到t时刻的时间间隔,而t时刻的速率与开始时刻的速率之差就是速率的变化量,即。代入加速度定义式,,整理得。这就是匀变速直线运动的速率与时间的关系式。Sht物理好资源网(原物理ok网)

这个公式里,(有时也用表示)称作末速率,称作初速率,就是速率的变化量。这个公式的涵义就是末速率=初速率+速率的变化量。Sht物理好资源网(原物理ok网)

因为加速度a在数值上等于单位时间内速率的变化量,所以at就是t时间内速率的变化量,再加上运动开始时物体的速率匀速直线运动,就得到t时刻物体的速率。Sht物理好资源网(原物理ok网)

再来看一下通过v-t图象说明这个公式。Sht物理好资源网(原物理ok网)

匀变速直线运动的图象是一条倾斜的直线,在图中纵座标表示速率,对应点的座标就是速率的大小,速率变化所用的时间是t,斜率,而BC=t,所以AB=at,就是速率的变化量;这么末速率。Sht物理好资源网(原物理ok网)

这个公式不仅用在匀加速直线运动中,同样可以用在匀减速直线运动中,并且公式中的都是矢量,用的时侯一定要规定正方向,之后带着正负号进行估算;一般规定以初速率的方向为正方向。Sht物理好资源网(原物理ok网)

例题:一辆车辆以36km/h的速率在平直道路上匀速行驶。从某时刻起,它以的加速度加速,10s末因故忽然紧急制动,此后车辆停了出来。制动时做匀减速运动的加速度大小是。Sht物理好资源网(原物理ok网)

(1)车辆在10s末的速率是多少?Sht物理好资源网(原物理ok网)

(2)车辆从煞车到停出来用了多长时间?Sht物理好资源网(原物理ok网)

剖析:车辆经历三个阶段的运动,匀速运动,匀加速运动和匀减速运动。匀速运动的速率就是匀加速运动的初速率,匀加速运动的时间是10s,匀加速运动的末速率也是匀减速运动的初速率,两段匀变速运动的加速度都是已知的,按照公式代入估算即可。并且要注意,车辆制动最终停出来,表示末速率为0;匀减速直线运动的初速率与加速度方向相反,所以要规定正方向。Sht物理好资源网(原物理ok网)

解:(1)车辆做匀加速直线运动Sht物理好资源网(原物理ok网)

已知,,,求Sht物理好资源网(原物理ok网)

依据公式有。Sht物理好资源网(原物理ok网)

(2)以车辆做匀减速运动时的初速率方向为正方向,已知,,,求Sht物理好资源网(原物理ok网)

依据公式得Sht物理好资源网(原物理ok网)

车辆10s末的速率为16m/s,从制动停出来要2.67s。Sht物理好资源网(原物理ok网)

注意:本题的两问之间在估算的时侯互不干扰,所以个数学量并未用角标分辨,配合必要的文字说明才能抒发清楚的时侯没必要将解题过程复杂化。这是物理解题时的一个特性。Sht物理好资源网(原物理ok网)

假如物体做匀加速直线运动,加速度与初速率方向相同,加速度为正,这么末速率小于初速率,显著是加速运动。Sht物理好资源网(原物理ok网)

假如物体做匀减速直线运动,加速度与初速率方向相反,加速度为负,这么末速率大于初速率,显著是减速运动。Sht物理好资源网(原物理ok网)

一般减速运动速率最终会弄成0,假若时间足够长,物体可能会反向加速运动,但要注意的是,并不是所有减速运动停出来后就会反向加速。例如车辆的减速停出来,小铁块在磨擦的作用下减速停出来,它们停出来之后都不会向后运动;因而对于它们来说速率结果弄成负值都是不合理的。这个时侯的最终速率只能为0。Sht物理好资源网(原物理ok网)

例题:一辆车辆以初速率10m/s匀速运动,忽然开始制动,制动时加速度大小为,求煞车后1s和制动后3s的速率。Sht物理好资源网(原物理ok网)

剖析:车辆开始制动后做匀减速直线运动,速率方向和加速度方向相反,所以要规定正方向,制动后最终要停出来匀速直线运动,末速率为0,不可能反向运动。Sht物理好资源网(原物理ok网)

解:以车辆运动的初速率方向为正方向,已知,,,求。Sht物理好资源网(原物理ok网)

由公式可得,时,当时,速率是负值,说明车辆反向运动,这显著是不合理的,这说明3s的时侯车辆早已停出来了,所以速率应当为0,这才是正确答案。Sht物理好资源网(原物理ok网)

再看一下课本的思索与讨论Sht物理好资源网(原物理ok网)

截取自人教版小学数学Sht物理好资源网(原物理ok网)

从图象中就能看出随着时间的变化速率仍然在减小;图中在相等的两段时间间隔内,对应的速率变化量是不一样的,这么按照加速度的公式可以看出每段时间对应的加速度都不相同,所以物体做的是加速度渐渐减少的变加速直线运动。Sht物理好资源网(原物理ok网)

总结Sht物理好资源网(原物理ok网)

匀变速直线运动的速率与时间的关系用公式抒发为,通常地,代表初速率,代表末速率。Sht物理好资源网(原物理ok网)

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