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等速度運動是最基本的運動形式。物體以固定的速度在直線上移動,速度的大小和方向都保持不變。在位置時間圖上,等速度運動呈現為一條直線,直線的斜率就是物體的速度。在速度時間圖上,速度保持常數,呈現水平線。而在加速度時間圖上,由於速度不變,加速度始終為零。
加速度是描述速度變化快慢的物理量,定義為速度變化量除以時間變化量。當物體做加速運動時,速度會隨時間增加,在位置時間圖上呈現曲線,而在速度時間圖上呈現斜率為正的直線。加速度可以是正值、負值或零,分別對應加速、減速和等速運動。
等加速度運動有三個基本公式。第一個公式描述速度與時間的關係,第二個公式描述位移與時間的關係,第三個公式建立速度與位移的關係。在圖形上,位置時間圖呈現拋物線,速度時間圖呈現直線,加速度時間圖呈現水平線。這些圖形的斜率和面積都有重要的物理意義。
自由落體運動是物體只受重力作用的運動,重力加速度g等於9.8米每秒平方。自由落體運動遵循等加速度運動的規律,但初速度為零。我們可以用三個公式來描述:速度等於重力加速度乘以時間,高度等於二分之一重力加速度乘以時間平方,速度平方等於2倍重力加速度乘以高度。
自由落體運動的圖形分析非常重要。在高度時間圖中,呈現開口向下的拋物線,因為物體從高處向下運動。在速度時間圖中,呈現通過原點的直線,斜率等於重力加速度。在加速度時間圖中,呈現水平線,表示加速度始終等於重力加速度,保持恆定。這些圖形幫助我們深入理解自由落體運動的規律。