直线运动

基本介绍

质点的位置，以离原点的距离，用坐标X表示。它是研究复杂运动的基础，按其受力的不同可分：匀速直线运动；匀变速直线运动（包括匀加速或匀减速直线运动，以及自由落体，竖直上、下抛运动）；变速直线运动。

分类

rectilinear motion

轨迹是直线的质点运动。包括匀速直线运动和变速直线运动两类。

位移

表示质点的位置变动，常用X表示位移，是矢量。公式：

匀速情况

概念

物体在一条直线上运动，如果在任何相等的时间里位移都相等，这种运动就叫匀速直线运动。当运动物体所受的合外力为零时，加速度为零，物体做匀速直线运动。

物理意义

反应位移随时间变化关系。

变速直线运动

是速度大小改变而方向不变的运动。当运动物体所受的合外力不为零，它的方向又同物体速度的方向在同一直线上时，物体做变速直线运动。合外力跟速度方向相同时，物体做加速直线运动；合外力跟速度方向相反时，物体做减速直线运动。在上述情况中，如果合外力的大小、方向不变，则物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动。做匀变速直线运动的物体，在任何相等时段内的速度改变量都相等；其初速度、加速度a（a为正值，是匀加速运动；负值则为匀减速运动）、运动经历时间t、所行距离s和末速度υ之间存在以下3个关系。自由落体运动和竖直上抛运动是两个典型的匀变速直线运动。

①自由落体运动。只受重力作用，从静止开始下落的物体称自由落体，其运动称自由落体运动。这种运动是初速为零，加速度为g（重力加速度，也就是10m/s²，相当于初中的求物体重力的g，但单位不同，请注意。）的匀加速直线运动。自由落体运动的3个公式可将上面3个关系式中的和a代之以0和g而得出。

②竖直上抛运动。以某一初速度沿竖直方向向上抛出的物体所做的上升和回落运动。上升运动物体所受重力与速度方向相反，速度逐渐减小，物体做匀减速运动。当速度减小到零时，物体上升到最大高度，然后由这个高度回落，做自由落体运动。竖直上抛运动的问题可用初速度不为零的匀变速直线运动公式（式中a=－g）来计算。

特点

物体在一条直线上运动，且在相等的时间间隔内通过的位移相等，这种运动称为匀速直线运动。做匀速直线运动的物体，在不同的位移或时间段中，位移与时间的比值是一个常数，称为速度，速度的大小直接反映了物体运动的快慢。在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度是一样的，平均速度的大小和平均速率也是相等的，匀速运动的位移和时间成正比，用公式表示为S=vt。作匀速运动的物体加速度为零。

我们把速度不变的直线运动叫做匀速直线运动（uniform rectilinear motion），也就是说该物体在任何时间段内通过的路程和时间的比值是个定值。因此，千万不要从数学角度把该公式理解成物体运动的速度与路程成正比，与时间成反比。做匀速直线运动的物体，匀速直线运动的特点是瞬时速度的大小和方向都保持不变，加速度为零，是一种理想化的运动。

匀速直线运动并不常见，我们可以把一些运动近似地看成是匀速直线运动。如：滑冰运动员停止用力后的一段滑行，站在商场自动扶梯上的顾客的运动，等等。我们可用v=x/t求得他们的运动速度，式中， x为位移，v为速度，它为恒矢量，t为发生位移x所用的时间，由公式可以看出，位移是时间的一次函数，位移与时间成正比。

注：

（1）做匀速直线运动的物体其速度是匀速的，因此，如果知道了某一时刻（或某一距离）的运动速度，就知道了她在任意时间段内或任意运动点上的速度。

（2）速度的单位：在国际单位制中，主单位是m/s，常用的单位有km/h，m/min等。

（3）一个物体在受到两个力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。

参考系

在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。

（说明）：

研究某一物体的运动时，必须选择一参考系

同一物体选取不同的参考系，运动状态可能不同

参考系的选取是任意的，但应使物体和运动尽可能简单

变速情况

理念

如果运动物体在相等的时间内通过的路程不相等（高中阶段称之为“位移”），那么这种运动就叫做变速运动。

物体沿直线做变速运动就叫做变速直线运动。

公式

匀变速直线运动

平均速度（定义式）

有用推论

末速度

中间位置速度

位移

加速度{以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)}

实验用推论 {为连续相邻相等时间(T)内位移之差}

主要物理量及单位

初速度(Vo):；加速度(a)；末速度(Vt):；时间(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程：米；速度单位换算：

从静止开始以定加速度运动的物体 通过等位移所用时间比值：

从静止开始以定加速度运动的物体 通过等时间所用位移比值：

该页面最新编辑时间为 2024年4月19日