求解力学物理公式的意义以及推导过程 有图

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  • 楼主要清楚,物理公式大体上分为两类,一类是定义式,就是一个物理量由这个式子定义出来;另一类是关系式,就是已经有定义的物理量之间的关系.(这“定义式”和“关系式”两个名词是我自己起的,不是很标准,你懂意思就行了,卷子上不要这样写)定义式没办法推导,关系式有的可以推导,有的不能推导(因为是实验出来的).有的式子往往既是定义式,又是关系式.楼主给的所有式子恰好包含了这几种类型.

    ①F=ma,这是个关系式(牛顿第二定律),表明物体的加速度等于质量乘以力;这同时也是个定义式,定义了“力”这个物理量,1N的力就是可以让1kg物体做1m/s²加速运动的力.无法推导,因为这是定律,是靠实验总结的.

    ②vt=v0+at,这是个关系式.它是由定义式推导出来的,加速度a的定义式就是加速度=速度变化量÷时间(或者说单位时间内的变化量),vt代表最终的速度,v0代表一开始的速度,这个楼主应该清楚吧.于是a=(vt-v0)/t(这是定义式),两边乘以t再移项,可得vt=v0+at.(注意只有匀加速匀减速才可以用这个公式,要不然a的定义不一样,应该定义成瞬时的加速度a=dv/dt;同理,下面的所有公式也只能适用于匀加速匀减速)

    ③s=v0t+1/2 at²,这是个关系式,它表示位移s等于开始的速度v0乘时间t,再加上1/2加速度乘以时间平方.这通过上一个公式推导出来,你可以看课本,画了一个v-t图,它的面积是走过的位移,就是s,用梯形面积公式得到这个公式.

    ④vt²-v0²=2as,这是关系式,它表示最终速度平方减去一开始的速度平方,等于2倍的加速度a乘以位移s,可以从③推导出来.从③出发,两边乘以2a,得2as=2av0t+a²t²,再用②,把at全换成vt-v0,有2as=2v0(vt-v0)+(vt-v0)²=2vtv0-2v0²+vt²+v0²-2vtv0=vt²-v0².说一下推导技巧,题目让你推vt、v0、a、s的关系,没有出现t项,所以想办法用已有的公式代入消元,把t消掉,这就是思路.

    ⑤这是个简单的关系式(其实差不多就是定义式了),定义平均速度表示不管怎么加速减速,总位移除以总时间就是平均速度,于是v平均=s/t,所以s=v平均×t.

    最后说一下这些式子都是干什么用的,对于考试来说,肯定是要先读题,确定已知条件和要求的量,然后找,哪个式子能更快得到要求的量,就用哪个式子.举个例子,题目告诉你一开始的速度、最终的速度以及加速度,让你求位移,那可以看到,正好第④公式就可以从这几个已知量得到位移,就用第四个公式.