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匀变速直线运动公式也适用于匀变速曲线运动?

2026-03-12 09:38:52教学视频276

本文转自“恩谱谈物理”公众号mkJ物理好资源网(原物理ok网)

一、匀变速运动的定义mkJ物理好资源网(原物理ok网)

加速度保持不变的运动,叫做匀变速运动,有匀变速直线运动和匀变速曲线运动两类,抛体运动(物体仅受重力作用)、类抛体运动(物体受到恒力作用)就是匀变速运动。mkJ物理好资源网(原物理ok网)

例如,平抛物体的运动就是匀变速曲线运动:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

二、问题的提出mkJ物理好资源网(原物理ok网)

初速度为v0、加速度为a的匀变速直线运动基本公式如下:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

      我们知道,平抛物体的速度和位移公式,与匀变速直线运动的速度、位移公式形式是一样的:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

那么,是不是匀变速直线运动剩下的三个公式也适用于平抛运动呢?或者说,匀变速直线运动公式只要加上矢量符号,按矢量运算法则进行相关运算,就可以推广到匀变速曲线运动呢?mkJ物理好资源网(原物理ok网)

三、问题的证明mkJ物理好资源网(原物理ok网)

1、匀变速运动的速度-时间公式mkJ物理好资源网(原物理ok网)

由加速度定义可以直接得到适用于所有匀变速运动的速度公式:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

2、匀变速运动的位移-时间公式mkJ物理好资源网(原物理ok网)

初速度为v0、加速度为a的匀变速运动,可以分解为沿初速度v0方向的匀速直线运动和沿加速度a方向的初速度为零的匀加速直线运动:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

由此,可以推导得出适用于所有匀变速运动的位移公式:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

3、匀变速运动的平均速度公式mkJ物理好资源网(原物理ok网)

由平均速度定义和匀变速运动位移公式,可得匀变速运动的平均速度公式:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

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比如,平抛运动的中间时刻的瞬时速度就等于初速度、末速度矢量和的一半:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

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4、匀变速运动的速度-位移公式mkJ物理好资源网(原物理ok网)

​      由匀变速运动的速度公式和平均速度公式,有mkJ物理好资源网(原物理ok网)

若速度和速度相乘的法则是点乘(数量积),则有mkJ物理好资源网(原物理ok网)

前式变形时,若对速度相乘采用点乘,则也应对加速度和位移相乘采用点乘,即:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

比如,平抛物体的末速度、初速度之间满足上述公式:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

这和动能定理或机械能守恒定律计算结果可以相互印证。mkJ物理好资源网(原物理ok网)

5、匀变速运动的逐差公式mkJ物理好资源网(原物理ok网)

这个公式的推导,只需要匀变速运动的位移公式即可:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

比如,平抛运动中相邻相等时间间隔内位移之差满足上述公式:mkJ物理好资源网(原物理ok网)

四、结论的应用mkJ物理好资源网(原物理ok网)

      【例1】本题收录于陈恩谱老师《物理原来可以这样学》一书

      【例2】2022年全国甲卷mkJ物理好资源网(原物理ok网)

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[解析]如下图mkJ物理好资源网(原物理ok网)

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