牛顿力学
匀速直线运动
匀速直线运动中,物体沿直线以恒定速度运动;路程与时间成正比增加。
人在直线上匀速行走时,相等时间内通过相等距离。
定义: 物理量与模型
x₀ 是初位置;v 是带方向符号的恒定速度;x 是 t 时刻的位置。若运动方向不变,路程 s = |v|t。
模型解读
匀速直线运动中,物体沿直线以恒定速度运动;路程与时间成正比增加。
例题: 例题
自行车从 x₀ = 5 m 出发,以 v = 3 m/s 沿正方向行驶。4 s 后 x = 5 + 3×4 = 17 m。
解答
自行车从 x₀ = 5 m 出发,以 v = 3 m/s 沿正方向行驶。4 s 后 x = 5 + 3×4 = 17 m。
匀速直线运动的位置—时间图像是一条直线,其斜率表示带方向的速度。一个人以 1.2 m/s 行走 25 s,路程为 30 m。两人相向或背向运动时,计算相遇位置前应给其中一个速度赋负号。全程平均速度不一定等于每一时刻的瞬时速度。
例题: 计算步行距离
一个人以 1.5 m/s 匀速行走 40 s,走了多远?
解答
s=vt=1.5×40=60 m。
在相等的时间间隔内,恒定速度对应相等的位移。使用公式前要统一单位:72 km/h 等于 20 m/s。速度—时间图像是一条水平线,位置—时间图像的斜率保持不变。
快速检测
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参考文献
- Young, Freedman (2019). University Physics
- Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics