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3.S:沿直线运动(摘要)

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    关键条款

    重力引起的加速 重力导致物体加速
    平均加速度 速度变化率;速度随时间推移的变化
    平均速度 总行驶距离除以经过的时间
    平均速度 位移除以位移发生的时间
    位移 物体位置的变化
    行进距离 在两个位置之间行驶的路径的总长度
    经过的时间 结束时间和开始时间之间的差异
    自由落体 仅由引力产生的运动状态
    瞬间加速 在特定时间点加速
    瞬间速度 瞬时速度的绝对值
    瞬间速度 特定时刻或时间点的速度
    运动学 通过位置、时间、速度和加速度等属性描述运动
    位置 物体在特定时间的位置
    总排水量 给定时间段内单个位移的总和
    双体追击问题 一种运动学问题,其中未知数是通过同时求解两个移动物体的运动学方程来计算的

    关键方程式

    位移 $$\ Delta x = x_ {f}-x_ {i} $$
    总排水量 $$\ Delta x_ {Total} =\ sum\ Delta x_ {i} $$
    平均速度 $$\ bar {v} =\ frac {\ Delta x} {\ Delta t} =\ frac {x_ {2}-x_ {1}} {t_ {2}-t_ {1}} $$
    瞬时速度 $$v (t) =\ frac {dx (t)} {dt} $$
    平均速度 $$\ bar {s} =\ frac {Total\; distance} {已过\; 时间} $$
    瞬间速度 $$瞬间\; 速度 = |v (t) |$$
    平均加速度 $$\ bar {a} =\ frac {\ Delta v} {\ Delta t} =\ frac {v_ {f}-x_ {0}} {t_ {0}} $$
    即时加速 $$a (t) =\ frac {dv (t)} {dt} $$
    与平均速度相比的位置 $$x = x_ {0} +\ bar {v} t$$
    平均速度 $$\ bar {v} =\ frac {v_ {0} + v} {2} $$
    来自加速的速度 $$v = v_ {0} + at\;(常量\; a)$$
    根据速度和加速度确定位置 $$x = x_ {0} + v_ {0} t +\ frac {1} {2} at^ {2}\;(常量\; a)$$
    远距离的速度 $$v^ {2} = v_ {0} ^ {2} + 2a (x-x_ {0})\; (常量\; a) $$
    自由落体速度 $$v = v_ {0} − gt(正\; 向上)$$
    自由落体高度 $$y = y_ {0} + v_ {0} t −\ frac {1} {2} gt^ {2} $$
    从高处自由落体的速度 $$v^ {2} = v_ {0} ^ {2}-2g (y-y_ {0}) $$
    来自加速的速度 $$v (t) =\ int a (t) dt + C_ {1} $$
    与速度相比的位置 $$x (t) =\ int v (t) dt + C_ {2} $$

    摘要

    3.1 位置、位移和平均速度

    • 运动学是对运动的描述,不考虑其原因。 在本章中,它仅限于沿直线的运动,称为一维运动。
    • 位移是物体位置的变化。 位移的 SI 单位是米。 位移既有方向也有幅度。
    • 行驶距离是在两个位置之间行驶的路径的总长度。
    • 时间是用变化来衡量的。 两个位置点 x 1 和 x 2 之间的时间为\(\Delta\) t = t 2 − t 1。 事件的经过时间为\(\Delta\) t = t f − t 0,其中 t f 是最后时间,t 0 是初始时间。 初始时间通常为零。
    • 平均速度定义\(\bar{v}\)为位移除以经过的时间。 如果 x 1、t 1 和 x 2、t 2 是两个位置时间点,则这两个点之间的平均速度为

    \[\bar{v} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{x_{2} - x_{1}}{t_{2} - t_{1}} \ldotp\]

    3.2 瞬时速度和速度

    • 瞬时速度是时间的连续函数,它给出了粒子运动期间任何时间点的速度。 我们可以通过取位置函数的导数来计算特定时间的瞬时速度,这为我们提供了瞬时速度 v (t) 的函数形式。
    • 瞬时速度是一个矢量,可以是负数。
    • 瞬时速度是通过取瞬时速度的绝对值得出的,它始终为正数。
    • 平均速度等于总行驶距离除以经过的时间。
    • 特定时间的位置与时间图的斜率给出了当时的瞬时速度。

    3.3 平均加速度和瞬时加速度

    • 加速度是速度变化的速率。 加速度是一个矢量;它既有幅度,又有方向。 加速度的 SI 单位是米每秒的平方。
    • 加速可能是由速度的大小或方向的变化引起的,或者两者兼而有之。
    • 瞬时加速 a (t) 是时间的连续函数,它给出了运动过程中任何特定时间的加速度。 它是根据速度函数的导数计算得出的。 瞬时加速度是速度与时间图的斜率。
    • 负加速度(有时称为减速)是所选坐标系中负向加速。

    3.4 恒定加速运动

    • 在分析具有恒定加速度的一维运动时,请确定已知量并选择相应的方程来求解未知数。 根据已知量和未知量,需要一两个运动学方程来求解未知数。
    • 对于未知数,双体追击问题总是需要同时求解两个方程式。

    3.5 自由落体

    • 如果空气阻力可以忽略不计,则处于自由落体状态的物体会持续加速。
    • 在地球上,由于重力,所有自由落体物体的加速度均为 g,平均值 g = 9.81 m/s 2
    • 对于自由落体的物体,通常将向上方向视为位移、速度和加速度的正值。

    3.6 通过加速度求出速度和位移

    • 积分微积分为我们提供了更完整的运动学公式。
    • 如果已知加速度 a (t),我们可以使用积分微积分推导出速度 v (t) 和位置 x (t) 的表达式。
    • 如果加速度恒定,则对于恒定加速度的运动,积分方程简化为方程3.12和方程3.13。

    贡献者和归因