自由落体运动公式_高一物理位移7个公式推导
一、质点运动
(一)匀变速直线运动
1. 平均速度 V平 = s/t (定义式)
2. 有用推论 Vt² - Vo² = 2as
3. 中间时刻速度 Vt/2 = V平 = (Vt + Vo)/2
4. 末速度 Vt = Vo + at
5. 位移 s = V平t = Vot + at²/2 = Vt/2t
6. 加速度 a 的计算:a = (Vt - Vo)/t (以 Vo 为正方向,a 与 Vo 同向为正,反向为负)
注:平均速度是矢量,物体速度大,加速度不一定大。
(二)自由落体运动
1. 初速度 Vo = 0
2. 末速度 Vt = gt
3. 下落高度 h = gt²/2 (从 Vo 位置向下计算)
4. 重力加速度 a = g = 9.8m/s² ≈ 10m/s² (在不同地理位置和高度下有所不同)
(三)竖直上抛运动
1. 位移 s = Vot - gt²/2
2. 末速度 Vt = Vo - gt
3. 上升最大高度 Hm = Vo²/2g
注:全过程处理为匀减速直线运动,上升和下落过程具有对称性。
(四)平抛运动
1. 水平方向速度 Vx = Vo
2. 竖直方向速度 Vy = gt
3. 水平方向位移 x = Vot
4. 竖直方向位移 y = gt²/2
5. 合速度 Vt = (Vx² + Vy²)¹/²,合速度方向与水平夹角 β:tgβ = Vy/Vx = gt/V0
注:平抛运动是匀变速曲线运动,可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。
(五)匀速圆周运动
1. 线速度 V = s/t = 2πr/T
2. 角速度 ω = Φ/t = 2π/T = 2πf
3. 向心加速度 a = V²/r = ω²r
4. 向心力 F心 = mV²/r = mω²r
注:做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(六)万有引力
1. 开普勒第三定律 T²/R³ = K (K 是常数,与行星质量无关,取决于中心的质量)
2. 万有引力定律 F = Gm₁m₂/r² (G 是万有引力常数)
3. 上的重力和重力加速度的关系等。
(注:万有引力定律和运动是宇宙中的重要运动规律。)