匀变速直线运动v-t图像之解读
2016-04-19吴晓松陈厚全
物理通报 2016年4期
吴晓松 陈厚全
(梁平县红旗中学 重庆 405200)
匀变速直线运动v-t图像之解读
吴晓松陈厚全
(梁平县红旗中学重庆405200)
摘 要:根据匀变速直线运动v-t图像的特点,可以充分利用图像法逐一推导出匀变速直线运动的各个公式,包括其推论和初速度为零时的一些比例式,从中能够看出结合图像推导公式的过程将会显得更加简明直观.
关键词:v-t图像法推导匀变速直线运动
在运动的描述一章中涉及到5个物理量,即位移x,时间t,初速度v0,t时刻的速度v,加速度a.对于匀变速直线运动,这5个物理量可以由5个公式联系起来.由于匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线,且倾斜程度表示加速度,其图线与t轴所围面积表示位移,根据v-t图像的这几个特点,匀变速直线运动的几个基本公式包括推论都可以通过v-t图像直接导出.
1速度与时间关系相关公式
如图1所示,可直接类比一次函数y=kx+b得到
v=v0+at
(1)

图1


(2)

图2
2位移与时间关系相关公式
如图3所示,可直接由梯形面积得出

(3)

图3
如图4所示,先把梯形补充成一个矩形,由梯形的面积等于矩形的面积减去三角形的面积,可得

(4)

图4
如图5所示,把梯形分成一个矩形和三角形,有

(5)

图5
值得指出的是,式(4)与式(5)可视为互逆过程.当然也可以由式(1)代数法证明两式相等.这两个公式启示给我们的一种思维方法就是逆向思维法,即可以把运动过程的末端作为初态的反向研究问题的方法.
3速度与位移关系的相关公式

整理后可得

(6)

图6

后一半位移的时……
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