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匀加速直线运动与落体

等加速度直線運動と落体の運動

I 力学 / 運動の表し方
一句话结论

匀加速关系式只在加速度恒定时成立;选定正方向后,落体运动只是同一模型的竖直应用。

当速度在相等时间内改变相同的量,加速度就是常量。这个条件让速度—时间图成为直线,也让位移可以由图下面积精确求出。

为什么是这样

加速度恒定意味着速度按时间均匀变化,所以速度—时间图的斜率固定。图下面积是每一小段时间里的位移之和,因此可以从几何面积得到位移关系。

自由落体、竖直上抛和竖直下抛都可在忽略空气阻力时用同一组式子。区别只在初速度与重力加速度相对正方向的符号。

v–t 图:斜率是加速度,面积是位移+40−22 s3 stv面积 +4 m−1 m斜率 = a = −2 m/s²

定量表达

三条公式分别对应「不含位移」「不含末速度」「不含时间」。这个分类不是为了整齐,而是选择公式的唯一依据:看题目没给你什么,就用不含那个量的那条。

最常被忽略的一条是第三条 v² − v₀² = 2ax。它里面没有时间,所以凡是「不问时间也不给时间」的题,用它可以一步到位,不必先解一个二次方程求 t 再回代。EJU 里这类题很多。

使用三条公式的共同前提只有一个:加速度必须恒定。一旦题目引入空气阻力,或者物体中途受力改变(比如离开弹簧、越过斜面顶端),这三条就在那一段之后失效,必须分段处理。

v2−v02=2ax
v
末速度[m/s]
v0
初速度[m/s]
a
加速度(恒定)[m/s²]
x
位移[m]
适用条件
  • 加速度必须恒定
  • 式中不含时间,适合「不问时间」的题

怎么用

固定流程是:①规定正方向并写在纸上 ②列出已知量和要求的量 ③挑那条不含「既未知又不需要」的量的公式。第一步最容易被跳过,也最容易因此出错。

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