物理 · 高中 · 约 7 分钟

匀变速直线运动:三大公式选型技巧与四大推论速记

三大公式的选择技巧决定解题速度:看「缺哪个量」选公式,而不是乱套乱代;推论题——中间时刻速度、逐差相等、初速度为零的比例——是选择题与纸带实验题的命门。

三个基本公式

公式不含哪个量适用说明
v = v₀ + at不含位移 x已知时间求速度
x = v₀t + ½at²不含末速度 v已知时间求位移
v² − v₀² = 2ax不含时间 t已知位移求速度,最常用

四大常用推论

  • 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度:v(t/2) = (v₀ + v)/2
  • 中间位置的瞬时速度:v(x/2) = √((v₀² + v²)/2)
  • 逐差相等:相邻相等时间 T 内的位移差恒定,Δx = aT²(纸带求加速度的核心)
  • 初速度为零的匀加速:前 1T、2T、3T 内位移比为 1 : 4 : 9;第 1 个、第 2 个、第 3 个 T 内位移比为 1 : 3 : 5

解题规范流程

  • 第一步:画运动草图,规定正方向(通常取初速度方向)
  • 第二步:列出已知量 v₀、v、a、t、x,与正方向同向取正、反向取负
  • 第三步:看缺哪个量,选不含它的公式代入
  • 第四步:多过程问题分段列式,前一段的末速度就是后一段的初速度(衔接桥梁)

易错点:刹车类问题不能硬代时间

刹车后汽车停下来就不再运动。问「刹车后 5 s 内的位移」要先算停车时间 t停 = v₀/a(匀减速到零),若 5 s 大于 t停,位移只能代 t停,直接代 5 s 会算出「倒车」的荒唐结果。判断口诀:刹车先算停,停后即静止。同理「速度减为零」的问题都要先判断时间是否够。

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