高中物理 運動的描述——從速度—時間圖像看加速度

前面學(xué)習(xí)了加速度的定義,這個定義反映了加速度與速度變化量之間的關(guān)系。我們已經(jīng)知道了這些物理量解析式之間的關(guān)系,今天來看一下它們在函數(shù)圖像上的關(guān)系。
之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了如何畫直線運動位移-時間圖像的方法了,那么用同樣的方法用縱軸表示速度v,就可以畫出直線運動的速度-時間圖像了。先來看一個例子,如下圖傾斜的直線表示物體做什么樣的運動呢?

從圖中可以看出,速度在隨著時間均勻地變化,所以做的是勻加速直線運動。如果是這樣,試著在圖中找到加速度。根據(jù)加速度的定義式,加速度為一段時間內(nèi)速度的變化量與這一段時間的比值。那我們研究圖像上某段時間速度的變化量Δv和時間的變化量Δt,速度的變化量就是縱坐標(biāo)的變化量,時間的變化量就是橫坐標(biāo)的變化量,用縱坐標(biāo)的變化量除以橫坐標(biāo)的變化量就可以得到加速度了,也就是說加速度就是這條直線的斜率。

所以像這樣一條傾斜的直線,斜率是不變的并且速度在增加,這個物體在做的就是勻加速直線運動。
再看一個例子,如下圖物體做的是什么運動?

從圖像中可以看出,物體依然在做勻變速直線運動。開始的時候速度越來越小,一直到零;之后速度變成反向的越來越大。那么加速度變化嗎?因為直線的斜率沒變,所以加速度不變。
有的時候,物體運動的圖像不是一條直線,可能是分段的直線,甚至可能是曲線,曲線上每一點的斜率就是該點切線的斜率,斜率在發(fā)生變化,意味著物體的加速度在發(fā)生變化,如果圖像越來越陡就表明加速度越來越大,如果圖像越來越平緩就表明加速度越來越小。

總結(jié)
本節(jié)講了從速度-時間圖像上如何看加速度。根據(jù)加速度的定義式,加速度就是速度的變化量與這個變化量所用時間的比值,因此在圖像中就是圖像的斜率。