在高中一開始接觸速度變化量Δv時,課本上就給我們講了,速度變化量Δv是矢量,它等于物體的末速度vt減去初速度v0,是矢量相減,即:Δv=vt-v0,可見這是速度變化量的基本求法。然而,在后面學(xué)習(xí)了加速度概念以后,我們又學(xué)到了加速度a=■=■,可見Δv=at。那么,我們什么時候用Δv=vt-v0求速度變化量?什么時候用Δv=at求速度變化量?這兩個式子有什么區(qū)別?下面咱們看這樣兩道例題。
例1.一質(zhì)點做勻速圓周運動,其半徑為2 m,周期為3.14 s,如圖1所示,求質(zhì)點從A轉(zhuǎn)過90°到B點的速度變化量Δv是多少?
解析:根據(jù)勻速圓周運動的線速度公式有:
vA=vB=■=■=4 m/s
又根據(jù)速度變化量的公式:
Δv=vB-vA
如圖2所示:
由圖可知:
因為:vA=vB=4 m/s
所以:Δv=4■m/s
例2.已知一個小球正在做平拋運動,求從開始運動到經(jīng)過3 s后,其速度的變化量Δv是多少?
解析:根據(jù)加速度的表達(dá)式有:Δv=at
因為:平拋運動只受一個重力的作用
所以:a=g
Δv=at=gt=10×3=30 m/s
故:經(jīng)過3 s后,其速度的變化量Δv是30 m/s。
下面我們對這兩個公式Δv=vt-v0和Δv=at進(jìn)行分析:
對于Δv=vt-v0,它是速度變化量的定義式,也就是說這個公式對于勻變速直線運動,勻速圓周運動還是其他運動中求速度的變化量都成立;而對于Δv=at這個公式,它是在勻變速直線運動引入加速度a的概念之后才引出。對于勻變速直線運動而言,它所受的合外力是恒力,即力的大小和方向都不變。
綜上所述,對于Δv=vt-v0的成立條件是:所有要求速度變化量的題目,而Δv=at它只適應(yīng)于物體所受的力為恒力。
(作者單位 陜西省商洛市商南縣高級職業(yè)中學(xué))