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考前速记 — Linear Motion Under Variable Force

核心公式

公式说明
F=ma=mdvdtF = ma = m\frac{dv}{dt}Newton 第二定律
a=vdvdxa = v\frac{dv}{dx}加速度(位移变量)
vT=mgkv_T = \frac{mg}{k}极限速度(kvkv 阻力)
vT=mgkv_T = \sqrt{\frac{mg}{k}}极限速度(kv2kv^2 阻力)

常用积分结果

情况结果
dvdt=gkv\frac{dv}{dt} = g - kvv=gk(1ekt)v = \frac{g}{k}(1 - e^{-kt})
dvdt=kv\frac{dv}{dt} = -kvv=v0ektv = v_0 e^{-kt}
dvdx=kmv\frac{dv}{dx} = -\frac{k}{m}vv=v0kxmv = v_0 - \frac{kx}{m}

易错点

  • 积分后要加常数
  • 阻力方向与运动方向相反
  • 极限速度时 a=0a = 0
  • a=vdv/dxa = v dv/dx 用于求 v(x)v(x)

解题策略

  1. F=maF = ma
  2. 选合适形式(dv/dtdv/dtvdv/dxv dv/dx
  3. 分离变量
  4. 积分 + 初始条件