有关光线的问题（电磁学、相对论）_百度知道直线运动(相对运动)_百度文库
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直线运动(相对运动)
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你可能喜欢直线运动一、匀变速直线运动公式1.常用公式有以下四个： , , ⑴以上四个公式中共有五个物理量：s、t、a、V0、Vt，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等。⑵以上五个物理量中，除时间t外，s、V0、Vt、a均为矢量。一般以V0的方向为正方向，以t=0时刻的位移为零，这时s、Vt和a的正负就都有了确定的物理意义。应用公式注意的三个问题（1）注意公式的矢量性（2）注意公式中各量相对于同一个参照物（3）注意减速运动中设计时间问题2.匀变速直线运动中几个常用的结论①Δs=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=(m-n)aT 2② ，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有 。3.初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：
， ， ， 以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。4.初速为零的匀变速直线运动①前1s、前2s、前3s……内的位移之比为1∶4∶9∶……②第1s、第2s、第3s……内的位移之比为1∶3∶5∶……③前1m、前2m、前3m……所用的时间之比为1∶ ∶ ∶……④第1m、第2m、第3m……所用的时间之比为1∶ ∶（ ）∶……5、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，竖直上抛运动是匀减速直线运动，可分向上的匀减速运动和竖直向下匀加速直线运动。二、匀变速直线运动的基本处理方法1、公式法 本介绍的公式如 等，有些题根据题目条选择恰当的公式即可。但对匀减速运动要注意两点，一是加速度在代入公式时一定是负值，二是题目所给的时间不一定是匀减速运动的时间，要判断是否是匀减速的时间后才能用。2、比值关系法 初速度为零的匀变速直线运动，设T为相等的时间间隔，则有：①T末、2T末、3T末&&……的瞬时速度之比为：v1:v2:v3:……vn=1:2:3:……:n&② T内、2T内、3T内……的位移之比为：s1:s2:s3: ……:sn=1:4:9:……：n2③第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比为： sⅠ:sⅡ:sⅢ:……：sN=1:3:5: ……:(2N-1)初速度为零的匀变速直线运动，设s为相等的位移间隔，则有：④前一个s、前两个s、前三个s……所用的时间之比为：t1:t2:t3:……:tn=1： ……： ⑤ 第一个s、第二个s、第三个s……所用的时间tⅠ、tⅡ、tⅢ ……tN之比为： tⅠ：tⅡ：tⅢ ：……：tN =1： ……： 3、平均速度求解法在匀变速直线运动中，整个过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，也等于初、末速度和的一半，即： 。求位移时可以利用： 4、图象法5、逆向分析法6、对称性分析法7、间接求解法8、变换参照系法在运动学问题中，相对运动问题是比较难的部分，若采用变换参照系法处理此类问题，可起到化难为易的效果。参照系变换的方法为把选为参照物的物理量如速度、加速度等方向移植到研究对象上，再对研究对象进行分析求解。三、匀变速直线运动规律的应用―自由落体与竖直上抛1、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。2、竖直上抛运动竖直上抛运动是匀变速直线运动，其上升阶段为匀减速运动，下落阶段为自由落体运动。它有如下特点：（1）.上升和下降（至落回原处）的两个过程互为逆运动，具有对称性。有下列结论：①速度对称：上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等、方向相反。②时间对称：上升和下降经历的时间相等。（2）.竖直上抛运动的特征量：①上升最大高度：Sm= .②上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间： .（3）处理竖直上抛运动注意往返情况。追及与相遇问题、极值与临界问题一、追及和相遇问题1、追及和相遇问题的特点追及和相遇问题是一类常见的运动学问题，从时间和空间的角度讲，相遇是指同一时刻到达同一位置。可见，相遇的物体必然存在以下两个关系：一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系。若同地出发，相遇时位移相等为空间条。二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系。若物体同时出发，运动时间相等；若甲比乙早出发Δt，则运动时间关系为t甲=t乙+Δt。要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系。2、追及和相遇问题的求解方法分析追及与相碰问题大致有两种方法即数学方法和物理方法。首先分析各个物体的运动特点，形成清晰的运动图景；再根据相遇位置建立物体间的位移关系方程；最后根据各物体的运动特点找出运动时间的关系。方法1：利用不等式求解。利用不等式求解，思路有二：其一是先求出在任意时刻t，两物体间的距离y=f(t),若对任何t，均存在y=f(t)&0,则这两个物体永远不能相遇；若存在某个时刻t，使得y=f(t) ,则这两个物体可能相遇。其二是设在t时刻两物体相遇，然后根据几何关系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解，则说明这两物体不可能相遇；若方程f(t)=0存在正实数解，则说明这两个物体可能相遇。方法2：利用图象法求解。利用图象法求解，其思路是用位移图象求解，分别作出两个物体的位移图象，如果两个物体的位移图象相交，则说明两物体相遇。3、解“追及、追碰”问题的思路解题的基本思路是（1）根据对两物体运动过程的分析，画出物体的运动示意图（2）根据两物体的运动性质，分别列出两个物体的位移方程。注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中（3）由运动示意图找出两物体间关联方程（4）联立方程求解。4、分析“追及、追碰”问题应注意的问题：（1）分析“追及、追碰”问题时，一定要抓住一个条，两个关系；一个条是两物体的速度满足的临界条，追和被追物体的速度相等的速度相等（同向运动）是能追上、追不上、两者距离有极值的临界条。两个关系是时间关系和位移关系。其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系，是解题的突破口，因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯，对帮助我们理解题意，启迪思维大有裨益。（2）若被追及的物体做匀减速直线运动，一定要注意追上前该物体是否停止。（3）仔细审题，注意抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条，如：刚好、恰巧、最多、至少等，往往对应一个临界状态，满足一个临界条。二、极值问题和临界问题的求解方法。该问题关键是找准临界点
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某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力）四个选项中正确的是（&&&）
题型：单选题难度：偏易来源：不详
B在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定，受力恒定．速度--时间图象特点：①因速度是矢量，故速度--时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以“速度--时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的“位移--时间”图象；②“速度--时间”图象没有时间t的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点；③“速度--时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向；④“速度--时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移本题中物体先匀加速前进，然后匀减速前进，再匀加速后退，最后匀加减速后退，根据运动情况先求出加速度，再求出合力．解：由图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s做正方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析B正确．故选B．
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据魔方格专家权威分析，试题“某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所..”主要考查你对&&牛顿运动定律的应用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用:1、牛顿运动定律牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式F合=ma。牛顿第三定律：两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤①认真分析题意，明确已知条件和所求量；②选取研究对象，所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，同一题，根据题意和解题需要也可先后选取不同的研究对象；③分析研究对象的受力情况和运动情况；④当研究对对象所受的外力不在一条直线上时；如果物体只受两个力，可以用平行四力形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上，分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动方向上；⑤根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力，加速度、速度等都可以根据规定的正方向按正、负值代公式，按代数和进行运算；⑥求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论。牛顿运动定律解决常见问题：Ⅰ、动力学的两类基本问题：已知力求运动，已知运动求力①根据物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况；根据物体的运动情况，可由运动学公式求出物体的加速度，再通过牛顿第二定律确定物体所受的外力。②分析这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁——加速度。③求解这两类问题的思路，可由下面的框图来表示。Ⅱ、超重和失重物体有向上的加速度（向上加速运动时或向下减速运动）称物体处于超重，处于超重的物体对支持面的压力FN（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力mg，即FN=mg+ma；物体有向下的加速度（向下加速运动或向上减速运动）称物体处于失重，处于失重的物体对支持面的压力FN（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg，即FN=mg-ma。Ⅲ、连接体问题连接体：当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放在一起的系统。处理方法——整体法与隔离法：当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时，有些题目也可采用整体与隔离相结合的方法，一般步骤用整体法或隔离法求出加速度，然后用隔离法或整体法求出未知力。Ⅳ、瞬时加速度问题①两种基本模型&&&&&&& 刚性绳模型（细钢丝、细线等）：认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体，它的形变的发生和变化过程历时极短，在物体受力情况改变（如某个力消失）的瞬间，其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值。&&&&&&& 轻弹簧模型（轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等）：此种形变明显，其形变发生改变需时间较长，在瞬时问题中，其弹力的大小可看成是不变。②解决此类问题的基本方法a、分析原状态（给定状态）下物体的受力情况，求出各力大小（若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于加速状态则利用牛顿运动定律）；b、分析当状态变化时（烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等），哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失（被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失）；c、求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。Ⅴ、传送带问题分析物体在传送带上如何运动的方法①分析物体在传送带上如何运动和其它情况下分析物体如何运动方法完全一样，但是传送带上的物体受力情况和运动情况也有它自己的特点。具体方法是：a、分析物体的受力情况&&&&&&& 在传送带上的物体主要是分析它是否受到摩擦力、它受到的摩擦力的大小和方向如何、是静摩擦力还是滑动摩擦力。在受力分析时，正确的理解物体相对于传送带的运动方向，也就是弄清楚站在传送带上看物体向哪个方向运动是至关重要的！因为是否存在物体与传送带的相对运动、相对运动的方向决定着物体是否受到摩擦力和摩擦力的方向。b、明确物体运动的初速度&&&&&&& 分析传送带上物体的初速度时，不但要分析物体对地的初速度的大小和方向，同时要重视分析物体相对于传送带的初速度的大小和方向，这样才能明确物体受到摩擦力的方向和它对地的运动情况。c、弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系&&&&&&& 物体对地的初速度和合外力的方向相同时，做加速运动，相反时做减速运动；同理，物体相对于传送带的初速度与合外力方向相同时，相对做加速运动，方向相反时做减速运动。②常见的几种初始情况和运动情况分析a、物体对地初速度为零，传送带匀速运动（也就是将物体由静止放在运动的传送带上）&&&&&&& 物体的受力情况和运动情况如图1所示：其中V是传送带的速度，V10是物体相对于传送带的初速度，f是物体受到的滑动摩擦力，V20是物体对地运动初速度。（以下的说明中个字母的意义与此相同）&&&&&&& 物体必定在滑动摩擦力的作用下相对于地做初速度为零的匀加速直线运动。其加速度由牛顿第二定律，求得；&&&&&&& 在一段时间内物体的速度小于传送带的速度，物体则相对于传送带向后做减速运动，如果传送带的长度足够长的话，最终物体与传送带相对静止，以传送带的速度V共同匀速运动。b、物体对地初速度不为零其大小是V20，且与V的方向相同，传送带以速度V匀速运动（也就是物体冲到运动的传送带上）&&&&&&& 若V20的方向与V的方向相同且V20小于V，则物体的受力情况如图1所示完全相同，物体相对于地做初速度是V20的匀加速运动，直至与传送带达到共同速度匀速运动。&&&&&&& 若V20的方向与V的方向相同且V20大于V，则物体相对于传送带向前运动，它受到的摩擦力方向向后，如图2所示，摩擦力f的方向与初速度V20方向相反，物体相对于地做初速度是V20的匀减速运动，一直减速至与传送带速度相同，之后以V匀速运动。c、物体对地初速度V20，与V的方向相反&&&&&&& 如图3所示：物体先沿着V20的方向做匀减速直线运动直至对地的速度为零。然后物体反方向（也就是沿着传送带运动的方向）做匀加速直线运动。&&&&&&& 若V20小于V，物体再次回到出发点时的速度变为-V20，全过程物体受到的摩擦力大小和方向都没有改变。&&&&&&& 若V20大于V，物体在未回到出发点之前与传送带达到共同速度V匀速运动。&&&&&&& 说明：上述分析都是认为传送带足够长，若传送带不是足够长的话，在图2和图3中物体完全可能以不同的速度从右侧离开传送带，应当对题目的条件引起重视。物体在传送带上相对于传送带运动距离的计算①弄清楚物体的运动情况，计算出在一段时间内的位移X2。②计算同一段时间内传送带匀速运动的位移X1。③两个位移的矢量之△X=X2-X1就是物体相对于传送带的位移。说明：传送带匀速运动时，物体相对于地的加速度和相对于传送带的加速度是相同的。传送带系统功能关系以及能量转化的计算物体与传送带相对滑动时摩擦力的功①滑动摩擦力对物体做的功由动能定理，其中X2是物体对地的位移，滑动摩擦力对物体可能做正功，也可能做负功，物体的动能可能增加也可能减少。②滑动摩擦力对传送带做的功由功的概念得，也就是说滑动摩擦力对传送带可能做正功也可能做负功。例如图2中物体的速度大于传送带的速度时物体对传送带做正功。说明：当摩擦力对于传送带做负功时，我们通常说成是传送带克服摩擦力做功，这个功的数值等于外界向传送带系统输入能量。③摩擦力对系统做的总功等于摩擦力对物体和传送带做的功的代数和。即结论：滑动摩擦力对系统总是做负功，这个功的数值等于摩擦力与相对位移的积。④摩擦力对系统做的总功的物理意义是：物体与传送带相对运动过程中系统产生的热量，即。4、应用牛顿第二定律时常用的方法：整体法和隔离法、正交分解法、图像法、临界问题。
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