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教师用书独具
[来源:Z.xx.k.Com]
专题1 平均速度、平均速率与瞬时速度、瞬时速率的区别
[专题解读] 平均速度表示运动的物体在某一段时间内的平均快慢程度,只能粗略地描述物体的运动.
在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般是不相同的,因此求出的平均速度必须指明是对哪段时间(或哪段位移)而言的.
平均速率不是平均速度的大小,平均速率一般大于平均速度的大小.(只有相同时间内位移大小与路程相等时,平均速率才等于平均速度的大小)
瞬时速度是精确描述物体运动快慢和运动方向的物理量.
[典例1] 如图所示是一辆在平直公路上行驶的汽车的xt图象,试根据图象求出:
(1)汽车在15 min,25 min,45 min时的瞬时速度;
(2)汽车在50 min内的平均速度和平均速率.
[解析] 由xt图象知,前20 min内汽车做匀速直线运动,20 min~30 min内汽车静止,30 min~50 min内汽车又做匀速直线运动.
(1)匀速直线运动中任一段时间内的平均速度与某时刻的瞬时速度相等,设15 min,25 min,45 min时的瞬时速度分别为v1,v2,v3.
所以v1== km/min=1 km/min=16.7 m/s,v2=0,
v3== km/min=1.5 km/min=25 m/s.[来源:Z§xx§k.Com]
(2)50 min内的位移大小和路程都是50 km,所以速度=速率= km/min=1 km/min=16.7 m/s.
[答案] (1)16.7 m/s 0 25 m/s (2)16.7 m/s 16.7 m/s
[解题策略] 理解x-t图象的物理意义,注意平均速度、平均速率、瞬时速度的区别.
专题2 运动图象的理解和应用
[专题解读] 由于图象能更直观地表示出物理过程和各物理量之间的依赖关系,因而在解题过程中被广泛应用.在运动学中,主要是指xt图象和vt图象.
xt图象:它表示做直线运动的物体位移随时间变化的规律.图线上某点的切线斜率表示该时刻物体的速度.[来源:学|科|网Z|X|X|K]
vt图象:它表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.图线上某点的切线斜率表示该时刻物体的加速度;某段时间图线与时间轴围成图形的面积值表示该段时间内物体通过的位移的大小.形状一样的图线,在不同图象中所表示的物理规律不同,因此在应用时要特别注意看清楚图线的纵、横轴所描述的是什么物理量.如下图是形状一样的图线在xt图象及vt图象中的比较.
xt图象
vt图象
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)
②表示物体静止
③表示物体静止
④表示物体向反方向做匀速运动
⑤交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移
⑥t1时刻物体位移为x1
①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)
②表示物体做匀速运动
③表示物体静止
④表示物体做匀减速直线运动
⑤交点的纵坐标表示三个运动质点在某时刻达到共同速度
⑥t1时刻物体速度为v1,在图中,阴影部分面积表示质点在0~t1时间内的位移(下章将学到)
[典例2] 如图甲所示,表示一质点在6 s内的xt图象,试据此分析质点的运动情况并画出它的vt图象.[来源:Z+xx+k.Com]
[解析] 本题考查位移时间图象和速度时间图象的区别与联系.
xt图象上直线斜率表示速度,所以0~2 s的速度v1==3 m/s,
2 s~4 s的速度v2=0,
4 s~6 s的速度v3==-6 m/s.
质点的运动情况:0~2 s内做匀速直线运动,速度大小为3 m/s,2 s末离开出发点6 m;2 s~4 s内质点静止于离出发点6 m处;4 s~5 s质点反方向做匀速直线运动,速度大小为6 m/s,5 s末回到出发点,5 s~6 s质点继续以6 m/s的速度反方向匀速运动,6 s末位移为-6 m.vt图象如图乙所示.
[答案] 见解析
[解题策略] 解决图象问题时,一定要分清x-t与vt图象中各种图线的含义.
[典例3] 如图所示为甲、乙、丙三个运动物体的xt图象,其中做匀速直线运动的是 ________,起始于原点的是 ________,向正方向运动的是 ________,向负方向运动的是 ________,前2 s内甲、乙、丙三物体的位移大小分别为 ________、 ________、 ________,按照速度大小排列顺序应是 ________.
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[解析] 在xt坐标系中,甲、乙、丙三个运动图象均为直线,都是匀速直线运动.其中甲、乙运动起始于原点O,丙运动起始于离原点O正方向10 m处.三个图象中,甲、乙图象斜率为正值,所表示运动是向正方向的.在xt图象上能“读”出某时刻物体的位置,甲、乙、