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生活中常见的运动
生活中常见的运动
一、常见的运动:
在日常生活中的各种运动,较常见的大致上有下列几种:
1.等速度运动:物体运动的速率与方向都不变的运动。例如:在太空中漂移的陨石。
2.等速率圆周运动:物体运动的速率不变,但运动轨迹为圆形的运动。例如:时钟秒针的针尖之运动、人造卫星绕地球之运动。
3.直线加速或减速运动:物体运动的方向不变,但速率改变的运动。例如:自由落体运动、加速行驶的汽车。
4.速率及方向都改变的运动:例如:云霄飞车、应声入网的篮球、被大力击出的棒球……等。上述的各运动皆称为变速度运动。
二、位置与位移:
A(4,3)xyO1.
A(4,3)
x
y
O
如右图,物体在A点时的位置可以表示之,
为一具有大小及方向的向量,称为位置向量。
它的大小为5m(即OA线段的长度),方向和x轴夹37°,
也可以利用坐标(4,3)表示。
2.位移与路径长:
距离:两点之间的直线长度。
xyOAB如右图,物体在某一段时间内,由位置A移动至位置B,
其位置的变化量,=,称为位移。
位移为一向量,仅与物体的初、末位置有关,
x
y
O
A
B
若只考虑物体沿运动路径的移动长度的物理量,称为路径长。
路径长为一纯量,与物体的动作路径有关。
若物体的初、末位置不变,在行经不同的路径时,其路径长可能会有不同,但位移皆相同。
3.范例:
1.一只蟑螂沿墙壁边缘,先向东爬行了1公尺,接着又向北爬行了1公尺,问:
(1)蟑螂所走过的路径总长度为多少公尺2 m。
(2)蟑螂的位移大小为多少公尺 m。
三、速率与速度:
1.描述物体运动的快慢程度之物理量,称为速率。
也就是在单位时间内所经过的路径长。
2.在单位时间内的位置变化量或所经的位移,称为速度。
3.速率为纯量;速度为向量。SI制单位皆为「公尺/秒」或「m/s」。
4.在某一段时间内之测量,称为平均;在极短的时间内之测量,称为瞬时。
5.速度与速率之关系:
平均速率不一定等于平均速度之量值。
瞬时速率一定等于瞬时速度之量值。
△x△txx2x1t1t2t设物体在时刻t1及t2的位置分别为X1及X2,
则经历时间
△x
△t
x
x2
x1
t1
t2
t
其平均速度
=x-t图形在该两时刻点联机的斜率
瞬时速度
=x-t图形在该时刻点的切线斜率
txtx四、位置对时间关系图形:由斜率()
t
x
t
x
(i)x-t图形为水平直线T物体静止
倾斜直线T物体等速运动
曲线T物体变速运动
tx(ii)x-t为曲线,物体做变速运动,必有加速度
t
x
曲线凹口向上 a>0
曲线凹口向下 a<0
(iii)当物体的速度V与加速度a同方向时,物体做增速运动
当物体的速度V与加速度a反方向时,物体做减速运动
范例:
1.某人沿周长400公尺的运动场,由A点跑了半圈到达正北方的B点,共花了40秒,则:(1)此人跑步之平均速率为5m/s。
(2)此人跑步之平均速度为2m/s。
2.某秒针长10cm,设秒针尖端做等速率圆周运动,当由0秒到15秒的时间内求秒针尖端的平均速率及平均速度大小
3.设船的静水划速18Km/hr,在水流速6Km/hr的河流中,顺水行某段距离后,
即刻遂水返回原出发点,求其平均速率。
4.沿X轴运动之物体,其位置坐标为X=10t2 ;适中X以厘米,t以秒为单位。
(1)求经历下述各组时间内之平均速度
(A)2至秒 (B)2至秒 (C)2至秒。
(2)问在第二秒末之瞬时速度之确实数值为若干
五、加速度:
1.若物体运动的速度随时间改变,称为变速度运动。我们为了研究物体的速度变化,
定义:在单位时间内物体的速度变化量,称为加速度。
2.加速度为一向量,单位为「公尺/秒平方」或「m/s2」。
3.在某一段时间内之测量,称为平均;在极短的时间内之测量,称为瞬时。
4.若瞬时加速度不随时间而改变,称为等加速度运动。
此时,平均加速度一定等于瞬时加速度。
5.速度变化可能是大小改变或方向改变。
v2t
v2
t1
t2
v1
速度
Dt
Dv
设直线运动物体在时刻t1及t2的速度分别为V1及V2,
则经历时间 Δt=t2-t1之速度变化 ΔV=V2-V1
其平均加速度:
=V-t图形在该两时刻点联机的斜率
时间瞬时加速度:=V-t图形在该时刻点的切线斜率
时间
(1)直线运动体的速度对时间关系图形 斜率直接判定加
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