1、运动学的基本定义
1、参考系: 运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。一般以地面为参考系。
2、质点:
(1)概念:用来代替物体的有水平的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽视。且物体能否看成质点,要具体问题具体剖析。
(3)物体可被看做质点的几种状况:
①平动的物体一般可视为质点。
②有转动但相对平动而言可以忽视时,也可以把物体视为质点。
③同一物体,有时可看成质点,有时不可以.当物体本身的大小对所研究问题的影响不可以忽视时,不可以把物体看做质点,反之,则可以。
质点并非水平非常小的点,要不同于几何学中的点。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状况量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点地方的变化,是质点的由初地方指向末地方的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其概念式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一地方的速度,瞬时速度简称速度,它可以精准变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其概念式为
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没关系),大小由两个原因决定。
补充:速度与加速度的关系
1、速度与加速度没势必的关系,即:
(1)速度大,加速度未必也大;
(2)加速度大,速度未必也大;
(3)速度为零,加速度未必也为零;
(4)加速度为零,速度未必也为零。
2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:
(1)若a 与V方向相同时,不管a怎么样变化,V都增大。
(2)若a 与V方向相反时,不管a怎么样变化,V都减小。
2、匀变速直线运动的规律及其应用
1、概念:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下面四个基本关系式表示:
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度与位移式
(4)平均速度公式
3、几个常见的推论:
(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2==xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这期间内的平均速度。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为。
4、初速度为零的匀加速直线运动的比率式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个要紧结论:
①1T末,2T末,3T末瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶∶vn=1∶2∶3∶∶n
②第一个T内,第二个T内,第三个T内第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶∶xn=1∶3∶5∶∶(2n-1)
③1T内,2T内,3T内位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶∶xN=1∶4∶9∶∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶∶tn=
3、自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力用途下由静止开始的下落运动,由于忽视了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律:
①速度公式:
②位移公式:
③速度位移公式:
④下落到地面所需时间:
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处置。
(1)竖直上抛运动规律
①速度公式:
②位移公式:
③速度位移公式:
两个推论:
上升到最高点所用时间:
上升的最大高度:
(2)竖直上抛运动的对称性
如下图,物体以初速度v0竖直上抛, A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从AC所用时间tAC和降低过程中从CA所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。
(2)速度对称性
物体上升过程经过A点的速度与降低过程经过A点的速度大小相等。
在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一地方时,可能处于上升阶段,也会处于降低阶段,因此这种问题可能导致时间多解或者速度多解。