运动。
规律总结 匀变速直线运动中加速度不变是其显著的特点,因此匀变速直线运动在任意相等的时间内速度的变化都相等,速度均匀变化。匀加速直线运动的速度随着时间均匀增加,加速度方向与速度方向相同;匀减速直线运动的速度随着时间均匀减小,加速度方向与速度方向相反。
二、匀变速直线运动的速度变化规律
1.速度公式v=v0+at的推导
设初始时刻(t=0)的速度为v0,t时刻的速度为vt,不妨取Δt=t-0,则对应的Δv=v-v0。从加速度公式a===t,可得:vt=v0+at。这就是匀变速直线运动的速度公式。
2.速度公式vt=v0+at的理解
(1)速度公式反映了匀变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律。式中v0是开始计时时刻的瞬时速度,vt是经时间t后的瞬时速度。
(2)速度公式vt=v0+at是矢量方程,在匀变速直线运动中可演变为代数关系式,速度公式中v0、vt、a都是矢量,方向不一定相同,分别用正负号表达矢量的方向。在直线运动中,习惯上,常以初速v0的方向为正方向,以v0时刻的位置为初始位置。规定正方向后,可用带正、负号的代数量表示矢量,凡是与正方向相同的取正值,相反的取负值,如果是未知量,则可假设为正,在计算出最终结果就如下规律确定矢量方向:若经计算值为正,说明矢量方向与初速度方向相同;若经计算值为负,说明矢量方向与初速度方向相反。因此,对计算结果中的正、负,需要根据正方向的规定,说明其物理意义。
(3)此公式对匀加速直线运动和匀减速直线运动都适用。在匀加速直线运动中,a为正值,表明物体的速度随时间均匀增加;在匀减速直线运动中,a为负值,表明物体的速度随时间均匀减少。
(4)物体做初速度为零的匀加速直线运动时,上式可写成v=at。
3.关于初速度为0的匀加速直线运动
因v0=0,由公式v=v0+at,可得:v=at,这就是初速度为0的匀加速直线运动的速度公式。因加速度a为定值,由v=at可得v∝t。所以,在物体做初速度为0的匀加速直线运动时,物体在时刻t、2t、3t、...、nt的速度之比为:
v1∶v2∶v3∶...∶vn=1∶2∶3∶...∶n
误区警示 注意此处空半格匀变速直线运动速度公式描述的是物体运动的速度与时间的关系。应用匀变
速直线运动速度公式要注意:①通常将v0的方向规定为正方向,②代入数据时,要先统一单位,一般情况下统一为国际单位制中的单位,③公式v=v0+at中有四个物理量,只要知道其中的任意三个,第四个量可求,应特别注意解题时的书写格式。
4.匀变速直线运动速度公式表明,物体运动的速度是时间的一次函数,所以速度图象是一条倾斜的直线。
可有如下6种情况:
(1)初速度是零的匀加速直线运动,如图3-1-2。
(2)初速度是v0的匀加速直线运动,如图3-1-3。