ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКАФизика · 9 класс · § 6
Увидеть. Изменить. Понять.

§ 6. Равномерное прямолинейное движение

Как по начальной координате и скорости узнать положение в любой момент?

Объясняющая модельСхемы и примеры10 вопросов с разбором
Главный вопрос

Как по начальной координате и скорости узнать положение в любой момент?

Наблюдаем и объясняем

Координата на прямой

Меняй начальное положение и скорость. Свяжи положение тележки с формулой x = x₀ + vₓt.

Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.

10 м
-2 м/с
3 с

Постоянная скорость; x₀ относится к t = 0. Путь считается по модулю скорости.

01

Скорость: одинаковые перемещения

При равномерном прямолинейном движении за любые равные промежутки времени тело совершает одинаковые векторные перемещения. Постоянны и модуль, и направление скорости. Движение по окружности с постоянным модулем скорости этому определению не соответствует.

Вектор скорости v⃗ = Δr⃗/Δt. На выбранной оси vₓ = Δx/Δt. Единица СИ — метр в секунду. Для перевода км/ч в м/с число делят на 3,6: например, 72 км/ч = 20 м/с.

Скорость: одинаковые перемещения: сравнение
ХарактеристикаРавномерное прямолинейное движение
Модуль скоростиПостоянен
Направление скоростиПостоянно
УскорениеРавно нулю
Перемещение за Δtv⃗Δt

Постоянство вектора скорости означает равномерное прямолинейное движение.

Достаточно ли постоянного показания спидометра?

Нет. Спидометр показывает модуль; на повороте направление скорости меняется, поэтому вектор не постоянен.

02

Координата: начальное положение важно

Если отсчёт времени начинается при t = 0, закон движения имеет вид x = x₀ + vₓt. Величина x₀ сообщает положение тела в начальный момент. Произведение vₓt даёт изменение координаты, а не всегда саму координату.

Например, x₀ = 10 м, vₓ = −2 м/с. Через 3 с x = 10 − 6 = 4 м. Тело движется против положительного направления оси, но пока находится справа от её начала. Знак координаты не задаёт знак скорости.

Закон движения

x = x₀ + vₓt

Изменение координаты

Δx = vₓt

Пример

10 − 2·3 = 4 м

Координата равна начальной координате плюс проекция перемещения.

Когда можно писать x = vt?

При x₀ = 0 и корректно выбранной проекции скорости. В общем случае начальную координату опускать нельзя.

Грузовой поезд в Южной Австралии

Модель равномерного движения описывает участок с постоянной скоростью; разгон и остановку рассматривают отдельно.

Tomoyn · CC BY 4.0 · Источник фотографии.

Лодка у берега

Даже постоянная скорость лодки относительно воды не гарантирует такую же скорость относительно берега: учитывай течение.

Dominic Nelson · CC BY-SA 4.0 · Источник. Без изменений.

03

Путь: модуль скорости и время

За время t ≥ 0 путь равен s = |vₓ|t. Если vₓ отрицательно, путь всё равно положителен. За интервал от t₁ до t₂ используют длительность Δt = t₂ − t₁, а не конечный момент t₂.

Для vₓ = −2 м/с от 3 до 8 с проекция перемещения равна −10 м, путь — 10 м. Начальная координата влияет на положение, но не на путь за заданное время при той же скорости.

Проекция перемещения

Δx = vₓΔt, со знаком

Путь

s = |vₓ|Δt, неотрицателен

Для пути берут модуль скорости и длительность интервала.

Почему подстановка конечного времени иногда даёт неверный путь?

Она считает движение от нуля времени. Если наблюдение началось позже, нужно вычесть начальный момент.

04

Встреча: сравнить координаты

Два тела встречаются, когда в один момент имеют одинаковую координату: x₀₁ + v₁ₓt = x₀₂ + v₂ₓt. Сначала записывают каждый закон движения, затем решают одно уравнение. Сумму модулей скоростей можно использовать только при соответствующем встречном движении.

Например, тела стартуют из x = 0 и x = 30 м со скоростями +2 и −1 м/с. Из 2t = 30 − t получаем t = 10 с, x = 20 м. Проверка обеих координат даёт одно значение.

Два закона

Записать x₁(t) и x₂(t)

Один момент

Приравнять координаты

Проверка

Подставить найденное время в оба закона

Условие встречи — равенство координат в один момент времени.

Что означает отрицательное время встречи?

Пересечение продолженных графиков произошло бы до выбранного начала отсчёта. Это не будущая встреча после t = 0.

Соберём главное

Шесть выводов

01Постоянство вектора скорости означает равномерное прямолинейное движение.
02Координата равна начальной координате плюс проекция перемещения.
03Для пути берут модуль скорости и длительность интервала.
04Условие встречи — равенство координат в один момент времени.
05Знак скорости задаёт направление движения относительно оси.
06Вычисления выполняют в согласованных единицах, например метрах и секундах.
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе

Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.

1. Равномерное прямолинейное движение имеет…
2. Закон координаты…
3. x₀ = 10 м, vₓ = −2 м/с, t = 3 с. x…
4. Путь за эти 3 с…
5. 72 км/ч равно…
6. От t = 3 до t = 8 с длительность…
7. При vₓ < 0 тело…
8. Условие встречи двух тел…
9. x₁ = 2t, x₂ = 30−t. Встреча через…
10. Координата этой встречи…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Физика, 9 класс», § 6. Тема и содержание сверены с файлом «9 класс. Физика — § 06. Равномерное прямолинейное.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.

Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Размеры и цвета учебных схем условны; ограничения каждой модели указаны рядом.

↑

Загрузка прогресса…