如图,物体的v-t图像是一条平行于时间轴的直线,这意味着物体的速度并不随时间变化,而是匀速运动。
如图,由于v-t图像是一条倾斜的直线,所以无论选择哪个区间△t,对应的速度V的变化与时间T的变化之比△t都是一个恒定值。也就是物体的加速度保持不变,所以物体在以恒定的加速度运动。
沿匀速直线运动称为匀速变速直线运动。
匀速变速直线运动的v-t图像是一条直线。
在匀速变速直线运动中,物体的速度随时间均匀增加。这种运动称为匀加速直线运动。加速度a与速度v方向相同..
物体的速度随时间均匀下降。这种运动称为匀减速直线运动。加速度a与速度方向相反。
速度和时间的关系
匀速直线运动的v-t图像是倾斜的直线。我们把从开始时间到t时间的时间间隔作为时间变化,t时间的速度v和开始时间的速度v0。不同的是速度的变化量。
△t= t-0
△v=v-v0
因此
v=v0+at
位移和时间
匀速直线运动的位移
它的位移和它的v-t图像之间的关系
物体在时间t内匀速直线运动的位移x=vt,其v-t图像中彩色矩形的面积正好是vt。
思考
匀速直线运动其位移与其v-t像是否有类似关系?
匀速直线运动的位移
匀速变速直线运动的三维图像
在v-t图像中,时间T被分成许多小段。例如,当这些小矩形的宽度足够小时,这些小矩形的面积之和可以用来表示物体运动的位移。
所以紫色梯形的面积
用相应的物理量替换这些线,然后
因为v=v0+at被代入上式
当原始速度v0=0时,上述公式为
用图像表示位移
电车沿着直路直线行驶。下图显示了其相对于起点的位移如何随时间变化。
从图中可以看出,小车的位移从0到t1连续增加,斜率为一定值,表明小车在匀速直线运动。在t1和t2之间,小车的位移是恒定的,表明小车是静止的。
速度和位移
匀速直线运动中位移与速度的关系
②位移中点瞬时速度
因此,中间时刻的瞬时速度总是小于中间位移时的瞬时速度
锻炼身体
1.如图,两个粒子a和b做直线运动,下面的说法是正确的()
A粒子在运动过程中比B粒子快
当t1=t2时,两点相交
c当t=t1时,两点速度相等
当t=t1时,a和b粒子的加速度都大于零
有
X-t图像显示粒子a和b匀速直线运动,va > VB。定时时,B在A的前面,t=t1时,A和B的位移相等,意味着AB两个粒子相遇,t1之后,粒子A超过粒子B。
2.如图,上下两端相隔L=5m,倾角α= 30°,输送带始终以v=3m/s的速度顺时针旋转(输送带始终绷紧)。将物体放在传送带的上端,静电释放后向下滑动,t=2s后到达下端。重力加速度g取10m/s2,计算如下:
(1)输送带与物体的动摩擦系数是多少?
(2)如果传送带逆时针旋转,当速度至少较大时,从传送带上端释放的物体可以尽快到达下端。
(1)当输送带顺时针旋转,滑块下滑时,动摩擦系数可以根据基本运动学公式和牛顿第二定律求解;
(2)如果传送带逆时针旋转,为了使物体从传送带上端尽快到达下端,需要物体沿传送带向下有最大加速度,即摩擦力沿传送带向下。最大加速度根据牛顿第二定律计算,然后根据匀加速运动位移速度公式求解。
分析
(1)传送带顺时针旋转,这意味着:
L=
解决方案:a=2.5m/s2
根据牛顿第二定律:
mgsinα-μmgcoα= ma
解决方案:μ =
(2)如果传送带逆时针旋转,为了使物体从传送带的上端释放出来,尽快到达下端,需要物体沿传送带向下有最大加速度,即摩擦力沿传送带向下。假设传送带的速度为vm,物体的加速度为A’。
根据牛顿第二定律
mg sinα+Ff = ma′
(2)如果传送带逆时针旋转,为了使物体从传送带的上端释放出来,尽快到达下端,需要物体沿传送带向下有最大加速度,即摩擦力沿传送带向下。假设传送带的速度为vm,物体的加速度为A’。
根据牛顿第二定律,mgsinα+Ff=ma '
且Ff =μmgcoα
根据位移速度公式:vm2 = 2La’
解决方案是:vm = 8.66m米/秒
回答:
(1)输送带与物体的动摩擦系数为0.29;
(2)如果传送带逆时针旋转,速度至少为8.66米/秒,从传送带上端释放的物体可以尽快到达下端。
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