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直線運動

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名稱：直線運動 解釋：運動軌跡是一條直線的運動

運動物體通過的路徑叫做物體的運動軌跡。運動軌跡是一條直線的運動，叫做直線運動。

定義

質點的位置，以離原點的距離，用坐標X表示。它是研究複雜運動的基礎，按其受力的不同可分：勻速直線運動；勻變速直線運動（包括勻加速或勻減速直線運動，以及自由落體，豎直上、下拋運動）；變速直線運動。

分類

rectilinear motion

軌跡是直線的質點運動。包括勻速直線運動和變速直線運動兩類。

位移

表示質點的位置變動，常用X表示位移，是矢量。公式：Δx=x2-x1

物體在一條直線上運動，如果在任何相等的時間裡位移都相等，這種運動就叫勻速直線運動。當運動物體所受的合外力為零時，加速度為零，物體做勻速直線運動。

物理意義

反應位移隨時間變化關係。

變速直線運動是速度大小改變而方向不變的運動。當運動物體所受的合外力不為零，它的方向又同物體速度的方向在同一直線上時，物體做變速直線運動。合外力跟速度方向相同時 ，物體做加速直線運動；合外力跟速度方向相反時，物體做減速直線運動。在上述情況中，如果合外力的大小、方向不變，則物體做勻加速直線運動或勻減速直線運動。做勻變速直線運動的物體，在任何相等時段內的速度改變量都相等；其初速度、加速度a（a為正值，是勻加速運動；負值則為勻減速運動）、運動經歷時間t、所行距離s和末速度υ之間存在以下3個關係。自由落體運動和豎直上拋運動是兩個典型的勻變速直線運動。

①自由落體運動。只受重力作用，從靜止開始下落的物體稱自由落體，其運動稱自由落體運動。這種運動是初速為零，加速度為g（重力加速度，也就是10m/s²，相當於初中的求物體重力的g，但單位不同，請注意。）的勻加速直線運動 。自由落體運動的3個公式可將上面3個關係式中的和a代之以0和g而得出。

②豎直上拋運動。以某一初速度沿豎直方向向上拋出的物體所做的上升和回落運動。上升運動物體所受重力與速度方向相反，速度逐漸減小，物體做勻減速運動。當速度減小到零時，物體上升到最大高度，然後由這個高度回落，做自由落體運動。豎直上拋運動的問題可用初速度不為零的勻變速直線運動公式（式中a=－g）來計算。

特點

物體在一條直線上運動，且在相等的時間間隔內通過的位移相等，這種運動稱為勻速直線運動。做勻速直線運動的物體，在不同的位移或時間段中，位移與時間的比值是一個常數，稱為速度，速度的大小直接反映了物體運動的快慢。在勻速直線運動中,平均速度和瞬時速度是一樣的,平均速度的大小和平均速率也是相等的,勻速運動的位移和時間成正比,用公式表示為S=vt。作勻速運動的物體加速度為零。

我們把速度不變的直線運動叫做勻速直線運動（uniform rectilinear motion），也就是說該物體在任何時間段內通過的路程和時間的比值是個定值。因此，千萬不要從數學角度把該公式理解成物體運動的速度與路程成正比，與時間成反比。做勻速直線運動的物體，勻速直線運動的特點是瞬時速度的大小和方向都保持不變，加速度為零，是一種理想化的運動。

勻速直線運動並不常見，我們可以把一些運動近似地看成是勻速直線運動。如：滑冰運動員停止用力後的一段滑行，站在商場自動扶梯上的顧客的運動，等等。我們可用v=x/t求得他們的運動速度，式中， x為位移，v為速度，它為恆矢量，t為發生位移x所用的時間，由公式可以看出，位移是時間的一次函數，位移與時間成正比。

註：

（1）做勻速直線運動的物體其速度是勻速的，因此，如果知道了某一時刻（或某一距離）的運動速度，就知道了她在任意時間段內或任意運動點上的速度。

（2）速度的單位：在國際單位制中，住單位是m/s，常用的單位有km/h，m/min等。

（3）一個物體在受到兩個力作用時，如果能保持靜止或勻速直線運動，我們就說物體處於平衡狀態。

參考系

在描述一個物體的運動時，選來作為標準的另外的物體，叫做參考系。

（說明）：

研究某一物體的運動時，必須選擇一參考系

同一物體選取不同的參考系，運動狀態可能不同

參考系的選取是任意的，但應使物體和運動儘可能簡單

如果運動物體在相等的時間內通過的路程不相等（高中階段稱之為「位移」），那麼這種運動就叫做變速運動。

物體沿直線做變速運動就叫做變速直線運動。

公式

勻變速直線運動

平均速度V平=s/t（定義式）

有用推論Vt^2-Vo^2=2as

中間時刻速度

=V平=(Vt+Vo)/2

末速度

中間位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]^(1/2)

位移s=V平t=Vot+(at^2)/2=Vt/2t

加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a>0；反向則a<0}

實驗用推論Δs=aT^2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}

主要物理量及單位

初速度(Vo):m/s；加速度(a):m/s^2；末速度(Vt):m/s；時間(t)秒(s)；位移(s):米（m）；路程:米；速度單位換算：1m/s=3.6km/h。

從靜止開始以定加速度運動的物體 通過等位移所用時間比值：1：（√2）-1：（√3）-（√2）：……：（√n）-（√n-1)

從靜止開始以定加速度運動的物體 通過等時間所用位移比值：1：3：5：……2n-1

參考來源

【初中物理 重點】勻速直線運動和變速直線運動