Part1运动学基本概念
机械运动物体的位置随时间的变化。
热学研究机械运动的数学学分支。
参考系研究物体运动情况时,选作参考的假定静止的物体或物体系统。
座标系拿来定量描述物体位置的座标系包括直线座标系、平面直角座标系、空间直角座标系等。
质点在研究的问题中,物体的大小和形状可以忽视不计时,可以将物体看成具有质量的点。
理想化模型捉住问题主要方面,忽视问题次要方面,把研究对象简化成的模型。
位置物体相对参考系的方位。
座标用座标系定量描述的物体的位置。
位移起点指向终点的有向线段。在直线座标系中,用表示物体的起点,用表示物体的终点,则物体的位移可以表示为:
时刻某刹那间,对应时间轴上的点。
时间间隔简称时间,对应时间轴上的线段。
速率位移与时间的比值,物体运动快慢程度的数学量。
平均速率位移与时间的比值,方向与位移相同瞬时速度公式,即
瞬时速率简称速率,平均速率的定义基础上,取时间无限短所获得的值,方向为运动方向,即
瞬时速度简称速度,瞬时速率的大小。
平均速度路程与时间的比值,也是速度对时间的平均值。
加速度速率变化量与时间的比值瞬时速度公式,即速率变化率,方向与速率变化量一致,即
变化量化学量的末值与终值的差,反映变化的多少,即
变化率变化量与时间的比值,反映变化的快慢程度,即
标量只有大小,没有方向的数学量,如路程、时间、质量等。
矢量既有大小,又有方向的数学量,如位移、速度、加速度等。
Part2匀变速直线运动公式体系
1.基本公式和基本结论
2.其它结论
3.初速率为零的两个比列
连续相等时间的位移比
连续相等位移的时间比
4.打点计时器用到的公式
求瞬时速率
求加速度
Part3匀变速直线运动的图象
1.位移-时间图象
位移-时间图象实际上应当称为位置-时间图象,即物体位置随时间变化的图象。假如我们定义“位移”为“相对于座标原点的位移”,那也可以称之为位移-时间图象,但这样很容易形成歧义。但考虑到历史缘由(照料奶奶),我们还称之为位移-时间图象。位移-时间图象简称位移图像,或图象、图像。
图象中的点表示某时刻(横座标)物体的位置(纵座标)。图象中的斜率表示速率,割线的斜率表示平均速率,切线的斜率表示瞬时速率。图象中两条线的交点表示两个物体在某时刻处于同一位置(追及或相遇)。第一象限内的图线表示物体在座标为正的位置,第四灵限内图线表示物体在座标为负的位置。图象中斜向下表示物体速率方向为正,斜向上表示物体速率为负。倾斜程度反应速率的大小,即斜率的绝对值越大,物体的速率越大。平行纵轴的图线表示物体静止,倾斜直线表示物体做匀速直线运动,抛物线()表示物体做匀变速直线运动。图象中只能描述物体做直线运动。
2.速率-时间图象
速率-时间图象是物体的速率随时间变化的图象,简称速率图象,或图象。
图象中的点表示某时刻(横座标)物体的速率(纵座标)。图象的斜率表示加速度,割线的斜率表示平均加速度,切线的斜率表示瞬时加速度。图象中两条线的交点表示两个物体在某时刻速率相等。第一象限内的图线表示物体在速率为正方向,第四灵限内图线表示物体在速率为负方向。图像中斜向下表示物体加速度方向为正,斜向上表示物体加速度为负。倾斜程度反应加速度的大小,即斜率的绝对值越大,物体的加速度越大。平行纵轴的图线表示物体匀速直线运动,倾斜直线表示物体做匀变速直线运动。图象中只能描述物体做直线运动。图线与横座标所围面积表示物体在这段时间内的位移,其中第一象限内的面积为正方向位移,第四灵限内的面积为负方向的位移,求总位移时须要代入正负号进行估算。
3.其它图象
考试中就会出现图象、图像等,对于那些图象,我们首先要做的,是将图象对应的函数表达式写下来,之后进行恒等变换,转化为运动学公式的方式,进而确定其运动类型、运动数据(如初速率、加速度等),最后再依照选项所提问题进行求解。
Part4匀变速直线运动规律的应用
1.自由落体运动
自由落体运动指的是物体在仅受重力的情况下,从静止开始的运动。
自由落体定理自由落体运动是初速率为零的匀加速直线运动,所有物体做自由落体运动的加速度都相等,这个加速度称为自由落体加速度,或重力加速度,符号。
月球上通常做近似估算时,取。考虑月球自转的影响,经度越高的地方重力加速度越大。
自由落体运动常用公式:
仅受重力作用下竖直向下抛出的物体所做的运动称为竖直上抛运动,其加速度恒为。前半段向下运动为减速至零的匀减速运动,后半段向上运动为自由落体运动,两段运动具有对称性,如相同高度的速率等大反向、相同高度差(起点终点交换)的时间相等。
2.交通安全问题
车辆遇见前方出现意外的时侯,须要一定的反应时间,就能开始制动做减速运动。在简化估算的时侯,我们觉得车辆经历一段匀速直线运动(反应时间内)和一段匀减速直线运动(制动时间内),车辆的停车距离等于反应距离加制动距离,即
在解决这类问题的时侯,需提防命题人故意挖坑,要考虑制动会停,如停下的车辆,命题人非要问你经过车辆通过的位移。
3.追及相遇问题
追及相遇问题的种类好多,把握一种类型以后,其它类型通常也都能类似地剖析,下边以减速追匀速为例。
题目前车以速率匀速行驶,后车在相距前车时,速率为,此时后车开始做加速度大小为的匀减速直线运动。问:两车是否会发生碰撞?
方式一:化学法当两车速率相等时,假若尚未发生碰撞,则以后也不会发生碰撞,此时两车距离近来。假如两车会发生碰撞,必然在速率相等前发生。设经过时间两车速率相等,有
若发生碰撞,则两车的近来距离为
若发生碰撞,即上式求出结果大于零,则设发生碰撞的时间为,有
由此可解出,即发生碰撞的时间。
技巧二:图象法两车的速率图象如下,依照前面的剖析可知,假如图中绿色面积大于则不发生碰撞,假若小于则表示会发生碰撞。
方式三:语文法之后车为原点,后车指向前车为正圆形构建座标系,两车的位置随时间变化为:
令
可以得到一个关于的一元二次方程
假如判断式0"data--type="-">表示两车会发生碰撞,较小的解即为碰撞的时间;假如判断式表示两车不发生碰撞;判断式表示临界状态。
方式四:换参考系不推荐这些技巧。