運動學基礎知識點

參考系與坐標系在描述物體運動時，需要選擇一個參考物體作為基準，這個被選作參考的物體稱為參考系。同一物體的運動，選取不同的參考系，其運動情況可能不同。例如，坐在行駛汽車里的乘客，以汽車為參考系是靜止的，以地面為參考系則是運動的。為了定量地描述物體的位置及位置變化，需要在參考系上建立坐標系。常見的坐標系有一維直線坐標系，用于描述物體在直線上的運動；二維平面直角坐標系，可描述物體在平面內的運動；三維空間直角坐標系，用于更復雜的空間運動描述。質點質點是一種理想化的物理模型。當物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響可以忽略不計時，就可以把物體看作質點。比如研究地球繞太陽公轉時，由于地球與太陽之間的距離遠大于地球的直徑，地球的大小和形狀對公轉問題影響極小，可將地球看作質點；但研究地球自轉時，地球的形狀和大小不能忽略，就不能看作質點。描述運動的基本物理量-位移：描述物體位置變化的物理量，是矢量，既有大小又有方向。其大小等于初位置到末位置的直線距離，方向由初位置指向末位置。例如，一個人從A點走到B點，位移就是從A指向B的有向線段。-路程：物體運動軌跡的長度，是標量，只有大小沒有方向。上述例子中，人走過的路徑長度就是路程。路程大于或等于位移的大小，只有在物體做單向直線運動時，路程才等于位移的大小。-速度：描述物體運動快慢和方向的物理量，是矢量。平均速度等于位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值，即\(v=\frac{\Deltax}{\Deltat}\)；瞬時速度是物體在某一時刻或某一位置的速度，當\(\Deltat\)趨近于0時，平均速度就趨近于瞬時速度。-速率：速度的大小，是標量。平均速率等于路程與所用時間的比值，注意平均速率不是平均速度的大小。-加速度：描述速度變化快慢和方向的物理量，是矢量。加速度等于速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，即\(a=\frac{\Deltav}{\Deltat}\)。加速度的方向與速度變化量的方向相同。當加速度與速度方向相同時，物體做加速運動；當加速度與速度方向相反時，物體做減速運動。勻變速直線運動勻變速直線運動是指物體在一條直線上運動，且加速度保持不變的運動。-基本規(guī)律：-速度公式：\(v=v_0+at\)，其中\(zhòng)(v_0\)是初速度，\(v\)是末速度，\(a\)是加速度，\(t\)是時間。-位移公式：\(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)-速度-位移公式：\(v^2-v_0^2=2ax\)-重要推論：-平均速度公式：做勻變速直線運動的物體，在一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，即\(\overline{v}=v_{\frac{t}{2}}=\frac{v_0+v}{2}\)。-任意相鄰相等時間間隔\(T\)內的位移之差：\(\Deltax=x_{n+1}-x_n=aT^2\)，利用這個推論可以通過紙帶等測量數(shù)據(jù)判斷物體是否做勻變速直線運動，并計算加速度。自由落體運動自由落體運動是初速度為0，加速度為重力加速度\(g\)（\(g\)一般取\(9.8m/s^2\)，在粗略計算中可取\(10m/s^2\)）的勻加速直線運動，是勻變速直線運動的一個特例。-基本規(guī)律：-速度公式：\(v=gt\)-位移公式：\(h=\frac{1}{2}gt^2\)-速度-位移公式：\(v^2=2gh\)運動圖像運動圖像能直觀地描述物體的運動情況。-位移-時間（\(x-t\)）圖像：圖像的斜率表示速度。斜率為正，表示物體沿正方向運動；斜率為負，表示物體沿負方向運動；斜率為0，表示物體靜止。-速度-時間（\(v-t\)）圖像：圖像的斜率表示加速度，截距表示初速度。