内容正文:
专题强化 速度、加速度及运动
图像
第一章 运动的描述
学科素养与目标要求
1.进一步理解速度、加速度的概念.
2.理解x-t图像、v-t图像斜率的物理意义.
物理观念:
2.进一步掌握x-t图像和v-t图像的特点,并会应用图像解决问题.
科学思维:
探究重点 提升素养
随堂演练 逐点落实
内容索引
NEIRONGSUOYIN
01
探究重点 提升素养
1.速度
速度与速率
一
(2)瞬时速度是当时间趋近于零时的平均速度的值,与某一时刻或某一位置相对应.
2.速率
(2)瞬时速率是指瞬时速度的大小,常称为速率.
3.注意:求平均速度时关注物体的位移,不管经历怎样的路径,物体相同时间内通过的位移相等,平均速度就相等,求平均速率时关注物体的路径,即先求物体通过的路程.
例1 如图1所示,小球从高出地面h=15 m的位置,在t=0时刻竖直向上抛出,经1 s小球上升到距抛出点H=5 m的最高处,之后就开始竖直回落,又经0.5 s刚好经过距最高点h′=1.25 m处,再经过1.5 s到达地面,求:
(1)前1.5 s内平均速度的大小;
解析 以竖直向上为正方向,由题图可知:前1.5 s内小球的位移为:
x=H-h′=5 m-1.25 m=3.75 m
答案 2.5 m/s
图1
(2)全过程的平均速率.(结果保留两位有效数字)
解析 由题图可知:全过程小球的路程为
s=5 m+5 m+15 m=25 m
总时间t′=1 s+0.5 s+1.5 s=3 s
答案 8.3 m/s
速度和加速度
二
1.比值定义法
(1)比值定义法是指用两个物理量之比定义一个新的物理量的方法,是物理学中常用的方法,基本特点是被定义的物理量往往反映物体的最本质的属性,不随定义所用的物理量的改变而改变.
2.速度和加速度无直接关系
(1)速度和加速度的大小无直接关系,速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可能不为零,速度为零,加速度也可能不为零.
(2)速度和加速度的方向无直接关系,加速度与速度的方向可能相同也可能相反,甚至两者的方向可能不在一条直线上.
例2 下列关于加速度的说法中正确的是______.
A.物体的速度大,其加速度一定大
B.物体速度变大,其加速度一定大
C.物体的速度为零时,其加速度一定为零
D.物体的加速度不断减小,物体的速度也不断减小
E.物体的加速度不为零,物体速度一定增大
F.速度变化越快,加速度一定越大
G.速度对时间的变化率越大,加速度一定越大
H.加速度方向与规定的正方向相反时,速度一定减小
FG
例3 (多选)一个做变速直线运动的物体,其加速度方向不变而大小逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是
A.可能速度不断增大,到加速度减小到零时速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.不可能速度不断减小,到加速度减小为零时速度达到最小,而后做匀速直线运动
C.可能速度不断减小,到加速度减小到零时运动停止
D.不可能速度不断减小到零后,又反向做加速运动,最后做匀速运动
解析 若物体的加速度方向与其速度方向同向,则物体做加速直线运动,只是速度增加得越来越慢,当加速度变为0时,物体以最大速度做匀速直线运动;当物体的加速度方向与其速度反向时,物体做减速直线运动,有三种情况:
①物体加速度减到0,速度不为0,物体以此时速度做匀速直线运动;
②物体速度减到0,加速度不为0,物体反向做加速运动,加速度为0时做匀速运动;
③物体速度和加速度同时减到0,物体停止运动,A、C正确.
√
√
运动图像的理解和应用
三
x-t图像和v-t图像的比较
种类
内容 x-t图像 v-t图像
图像上某点纵坐标 某一时刻的位置 表示瞬时速度
斜率 表示速度 表示加速度
纵轴截距 表示初位置 表示初速度
两图线交点坐标 表示相遇 不表示相遇,只表示速度相等
注意 (1)无论是v-t图像还是x-t图像都不是物体的运动轨迹.
(2)v-t图像和x-t图像都只能描述直线运动,不能描述曲线运动.
例4 如图2所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知
A.物体在0~2 s内做匀速直线运动
B.物体在2~8 s内静止
C.1 s末和9 s末的速度相同
D.1 s末和9 s末的加速度相同
图2
解析 物体在0~2 s内速度随时间不断增大,做加速直线运动,故A错误;
物体在2~8 s内速度不随时间改变,做匀速直线运动,故B错误;
由题图可知,物体在1 s和9 s末的速度都为6 m/s,但两时刻加速度大小相等、方向相反,C正确,D错误.
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例5 (2019·日照市期中)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶.在t=0到t=t1的时间内,它们的位移-时间图像如图3所示,在这段时间内
A.汽车甲的平均速度比乙的平均速度大
B.汽车甲的位移比