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01-01-05
直线运动

 

 

 

    

    当质点相对于一定参考系作直线运动时,我们只须取一条与该轨道相重合的坐标轴x ,并在其上选定合适的参考点O作为原点和规定一个x轴的正方向(用单位矢量标志)。在坐标系Ox中,质点的位矢(运动方程)、位移、速度和加速度等矢量可简化为

    当质点作直线运动时,上述矢量都位于同一直线轨道上,它们的指向沿该直线只有正、反两种可能,因此,我们可将描述直线运动的物理量定义为如下标量形式:

    按以上各式进行标量运算,比矢量运算要简便些。但是,这些物理量仍然是矢量,即具有大小和方向。请注意几点

 

     对质点直线运动除了上述进行解析描述外,还可进行几何描述,即以其位置x,速度v和加速度a为纵坐标,以时间t为横坐标,绘出函数关系的图象,它们分别称为x-t图、v-t图和a-t图;并且根据这些图象,按照导数和定积分的几何意义,可以说明它们之间的相互关系,请看例题

 

    当质点作变速直线运动时,如果加速度的大小和方向皆不随时间而改变,则这种运动称为匀变速直线运动

    设一质点沿x轴作匀变速直线运动,按加速度定义式

有      

若已知质点的初始条件为

且在匀变速直线运动中,有

a = 恒量

故对上式求定积分,有

由此可求出

按直线运动速度的定义式

则上式可写作

对上式求定积分,有

由二式消去时间t,得