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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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