答案 v-t图线下面梯形的面积表示位移S=(+)·
把面积及各条线段换成所代表的物理量,上式变成x=(v0+v)t①
又因为v=v0+at②由①②式可得x=v0t+at2
这就是匀变速直线运动的位移与时间的关系式.
[要点提炼]
匀变速直线运动的位移与时间的关系:x=v0t+at2.
1.两种特殊形式
(1)当v0=0时,x=at2(由静止开始的匀加速直线运动).
(2)当a=0时,x=v0t(匀速直线运动).
2.公式的矢量性
公式中x、v0、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向.若选v0的方向为正方向,则:
(1)物体加速,a取正值;物体减速,a取负值.
(2)若位移为正值,位移的方向与正方向相同;若位移为负值,位移的方向与正方向相反.
三、用x-t图象表示位移
[问题设计]
一列火车沿直线轨道运动,图4描述了它相对于出发点的位移随时间变化的情况.
图4
(1)火车最远时距离出发点多少米?(2)试分析火车各阶段的运动状态.
答案 (1)90 m.(2)火车在前2.5 min内以0.6 m/s(v==0.6 m/s)的速度做匀速直线运动,在2.5 min至3 min内火车停在距出发点90 m的位置.
[要点提炼]
1.由x-t图象可以知道:
(1)物体在某一时刻所处的位置.
(2)任何时间内的位移(大小和方向),或发生一段位移所需要的时间.
(3)物体某一时刻的速度:x-t图象的斜率表示速度.
2.两种常见运动的x-t图象
(1)匀速直线运动的x-t图象为倾斜直线,斜率大小是恒定的,表示速度不变.
(2)匀变速直线运动的x-t图象为抛物线(或抛物线的一部分),斜率的大小是变化的,由