匀速直线运动的速度v不随时间变化,其v-t图象为一条平行于时间轴的直线,如图2-3、4-3所示.
(1)v-t图象的斜率表示加速度a,在匀速直线运动中,a==0.
(2)v-t图象与时间t轴间的面积在数值上等于物体做匀速直线运动在这段时间内的位移.
(3)v-t图象的纵截距表示速度的大小.
要点二、匀变速直线运动的位移.
1.匀变速直线运动的位移公式
x=v0t+at2
2.推导过程
如图2-3、4-4所示,为匀变速直线运动的v-t图象,在时间t内的位移x在数值上等于图线与时间t轴所围面积.
图2-3、4-4
v-t图象中直线下面的梯形OABC的面积
S=(OC+AB)·OA
把面积以及各条线段换成所代表的物理量,
得x=(v0+v)t
由速度公式v=v0+at代入上式得
x=v0t+at2
3.对位移公式x=v0t+at2的理解
(1)位移公式说明匀变速直线运动的位移与时间是二次函数关系,式中v0是初速度,时间t是物体实际运动的时间.
(2)此公式既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动.在取初速度v0方向为正方向的前提下,匀加速直线运动a取正值,匀减速直线运动a取负值;计算结果x>0,说明位移的方向与初速度v0方向相同;x<0,说明位移方向与初速度v0方向相反.
(3)对于初速度为零的匀加速直线运动,位移公式为x=at2,即位移x与时间t的二次方成正比.
(4)v-t图象与时间轴围成的面积表示位移的大小,且时间轴上方的面积表示位移为正