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匀变速直线运动的速度、位移与时间的关系
匀变速直线运动的定义:当加速度为定值时的运动称为匀变速直线运动。下面来研究匀变速直线运动中速度、位移与时间的关系。
1.速度和时间的关系(1)速度公式由加速度的定义公式a=
vtvo,可得匀变速直线运动的速度公式为:vt=v0att
vt
为末速度,v0为初速度,a为加速度.此公式对匀加速直线运动和匀减速直线运动都适用.一般取初速度v0的方向为正方向,加速度a可正可负.a与v0同向时,当a>0,表明物体的速度随时间均匀增加;a与v0反当向时,a<0,表明物体的速度随时间均匀减小.当a=0时,公式为vt=v0当v0=0时,公式为vt=at当a<0时,公式为vt=v0-at(此时只能取绝对值)可见,vt=v0at是匀变速直线运动速度公式的一般表示形,只要知道初速度v0和加速a,就可以计算出各个时刻的瞬时速度.(2)速度时间图像由匀变速直线运动的速度公式vt=v0at,我们很容易得出匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线.图2-15是在同一个图中画出甲、乙两物体的v-t图像,由v-t图像可知道些什么呢①可直接读出运动物体的初速度.②可直接读出运动物体在各个时刻的瞬时速度,反之亦然.③由图可求出运动物体的加速度(加速度等于图像的斜率).④可以判定物体的运动性质⑤可以由面积求位移.
2.位移和时间的关系(1)2-15图做匀变速直线运动的物体,由于速度是均匀变化的,所以在某一段上的平均速度应等于初、末两速度的平均值,即v
vovt2
此公式只适用于匀变速运动,对非匀变速运动不适用.例如图2-14中甲物体在前5s
f内的平均速度为3m/s,乙物体在4s内的平均速度为3m/s(2)位移公式
svt
vovt11tvovoattvotat2222
12at2
s为t时间内的位移.当a=0时,公式为s=v0t当v0=0时,公式为s=当a<0时,公式为s=v0t-可见:s=v0t
12at(此时a只能取绝对值).2
12at是匀变速直线运动位移公式的一般表示形式,只要知道运动物体2
的初速度v0和加速度a,就可以计算出任一段时间内的位移,从而确定任意时刻物体所在的位置.位移公式也可以用v-t图像求出面积得位移而推出.
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