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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。

x=x0+vt,s=∣v∣tx = x₀ + vt, s = |v|t

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。

使用模拟观察运动,并读取随时间变化的定量数据。

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

关于这种运动,哪项量或说法正确?

关于本主题的运动,哪项说法正确?

参考文献

  1. Young, Freedman (2019). University Physics
  2. Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics