【高考物理】二級結(jié)論之另類勻變速直線運動

拓展文章:


對于一個物體,其所受合外力與其速度成正比(注意方向在同一直線上?。??。我們可以稱這種運動叫另類勻變速直線運動。那么“另類”是什么意思?這種運動狀態(tài)又有什么特點呢?

不妨簡化,設(shè)物體初始靜止。對于??,不妨設(shè)?
?為常數(shù)。由牛二定律?
?,故?
?,即?
?,對任意時間均成立,而初始有?
?,積分(或者說累加)即得?
?。我們稱?
為另類加速度。畫出?
圖像!

這就說明了為什么叫“另類勻變速直線運動”:長得和勻直的??圖一模一樣,除了橫軸的物理量不同。
這其實可以作為一個二級結(jié)論(如果不想現(xiàn)推的話),只要有? 就有?
?與?
?是線性關(guān)系,只要?
?與?
是線性關(guān)系就得外力為速度正比力,兩者可以說是等價的。很多力如阻尼力?
?為 粘滯系數(shù);空氣阻力
?(這里要注意,此式只在特定情況下成立,一般低速層可適用,詳見注釋);當(dāng)然還有一個困擾高中生許久的力——桿切割磁感線所受安培力!

如上圖,桿初速度為?,電阻不計,某一時刻速度?
?,
?。采用一般思路,可以使用動量定理?
?。極短的時間內(nèi),?
?,那么從初始狀態(tài)開始累加得?
?,得到任意時刻的運動方程:?
?。這里畫一下圖像:

很顯然,這就是上文所說的另類勻變速直線運動。那么我們?nèi)绻苯邮褂媒Y(jié)論,對于一些選擇題,填空題就勢如破竹,快到飛起!但大題可能還是寫下過程為好......
反過來看,動量定理的使用實質(zhì)上就是牛二定律:? ,所以相當(dāng)于再證一遍。另外,安培力的動量定理使用還有另一種形式:?
?,也是可以類似得到的。
希望這個結(jié)論于你有用!<_<
注:
通過對空氣阻力積分,我們可以得到在空氣阻力條件下的加速度,速度和位移方程。
根據(jù)空氣阻力的公式:?
式中:C為空氣阻力系數(shù),該值通常是實驗值,和物體的特征面積(迎風(fēng)面積),物體光滑程度和整體形狀有關(guān);ρ為空氣密度,正常的干燥空氣可取1.293g/L,特殊條件下可以實地監(jiān)測;S為物體迎風(fēng)面積;v為物體與空氣的相對運動速度。由上式可知,正常情況下空氣阻力的大小與空氣阻力系數(shù)及迎風(fēng)面積成正比,與速度平方成正比。在空氣中如果速度達(dá)到2.5M(馬赫) 附近, 由于空氣的摩擦, 開始出現(xiàn)氣動加熱現(xiàn)象。
截圖來自知乎網(wǎng)友Jacques的回答? https://www.zhihu.com/question/395790179


(看看就可以......)

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