我们知道,出租车行驶的速度越大,刹车的距离(位移)越大,初速度和刹车位移之间又有什么关系呢?
为了更精确地描述物体的运动,寻找物体的运动特点,本节将研究匀变速直线运动的位移与速度的关系.
要点一、匀变速直线运动位移与速度的关系
1.公式推导
我们把速度公式v=v0+at,变为t=,代入位移公式x=v0t+at2可得v2-v=2ax
这就是匀变速直线运动位移与速度的关系式.
2.关系式的应用
(1)公式v2-v=2ax是根据匀变速直线运动的两个基本关系式推导出来的,但因为不含时间变量,所以在某些问题中应用很方便.
(2)公式在应用时也必须注意符号法则,公式中的v、v0、a、x也要规定统一的正方向,一般选初速度方向为正方向.
3.三个基本公式的选择 ]
公式v=v0+at,x=v0t+at2,v2-v=2ax中包含五个物理量,它们分别为:初速度v0,加速度a,运动时间t,位移x和末速度v,在解题过程中选用公式的基本方法为:
(1)如果题目中无位移x,也不让求位移,一般选用速度公式v=v0+at;
(2)如果题中无末速度v,也不让求末速度,一般选用位移公式x=v0t+at2;
(3)如果题中无运动时间t,也不让求运动时间,一般选用导出公式v2-v=2ax.
由③④得:=v
要点二、匀变速直线运动的几个重要推论
1.三个基本公式
匀变速直线运动有三个基本关系式,即
速度时间关系式:v=v0+at①
位移时间关系式:x=v0t+at2②
位移速度关系式:v2-v=2ax③
我们运用基本关系式求解有关问题时应注意
(1)三个公式均为矢量式,应用时要选取正方向,若x、a、v、v0的方向与正方向相反应取负值;
(2)其中①②两式是匀变速直线运动的基本公式,③式是它们的导出式,三个式子中只有两个是独立的;