内容正文:
专题05 运动图象
知识精讲
高中知识预习:
表示函数关系可以用公式,也可以用图象。图象也是描述物理规律的重要方法,不仅在力学中,在电磁学中、热学中也是经常用到的。图象的优点是能够形象、直观地反映出函数关系。
位移和速度都是时间的函数,因此描述物体运动的规律常用位移—时间图象(s—t图)和速度—时间图象(v—t图)。
对于图象要注意理解它的物理意义,即对图象的纵、横轴表示的是什么物理量,图线的斜率、截距代表什么意义都要搞清楚。形状完全相同的图线,在不同的图象(坐标轴的物理量不同)中意义会完全不同。下表是对形状一样的s—t图和v—t图意义上的比较。
s—t图
v—t图
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表示物体向反方向做匀速直线运动
④交点的纵坐标s0表示三个运动质点相遇时的位置坐标
⑤t1时刻物体位移为s1
①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)
②表示物体做匀速直线运动
③表示物体做匀减速直线运动
④交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度v0
⑤t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示①质点在0~t1时间内的位移)
在“速度-时间”图象中,
各点斜率,表示物体在这一时刻的加速度(匀变速直线运动的“速度-时间”的图象是一条倾斜直线)。
课程要求
1. 理解匀速运动、变速运动的概念.
2. 知道什么是位移-时间图象,以及如何用图象来表示位移和时间的关系.
3. 知道匀速直线运动的s-t图象的意义.
4. 知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具,它们各有所长,可以互相补充.
5. 知道什么是速度-时间图象,以及如何用图象来表示速度和时间的关系.
6. 知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图象的物理意义.
典例剖析
[典例1]如图所示,Ⅰ、Ⅱ两条直线分别描述P、Q两个物体的位移—时间图象,下列说法中正确的是( )
A.两物体均做匀速直线运动
B.M点表示两物体在时间t内有相同的位移
C.t时间内P的位移较大
D.0~t,P比Q的速度大,t以后P比Q的速度小
[典例2]如图所示,是一电梯由底楼上升到顶楼过程中速度随时间的变化图象,电梯的运动速度如何变化的?各段时间内电梯的加速度各是多大?
[典例3] 下列位移—时间图像中,均表示物体做直线运动,其中表示物体做匀速直线运动的速度为2 m/s的图像是( )
xt图像表示物体运动的位移随时间的变化规律。在xt图像中,图线的斜率表示速度的大小。若图线为一条倾斜直线,表明物体做匀速直线运动;若图线为一条曲线,则物体做变速直线运动。
[典例4]如图所示是甲、乙两车在同一条路上沿同一方向,向同一目的地运动的位移—时间图像。由图可以得出( )
A.甲、乙两车是从同一地点出发的
B.甲车比乙车先运动了t2的时间
C.甲、乙两车在行进时的瞬时速率是相同的
D.甲、乙两车在t4时间内的平均速度是相同的
[典例5]若某物体做直线运动的vt图象如图158所示,则下列说法中正确的是( )
图158
A.t=3 s时物体运动的速度方向发生改变
B.t=3 s时物体运动的加速度方向发生改变
C.t=5 s时物体离出发点最远
D.t=3 s时物体的加速度为零
对点精练
一、不定项选择题
1、在图所示的速度图象中,图线1、2分别表示质点A、B运动速度和时间的函数关系,v01、v02表示A、B质点各自运动的初速度,vt1、vt2分别表示它们在t′时刻的速度。那么,由图中可知 ( )
A. v01>v02 B. v01<v02 C. vt1>vt2 D. vt1<vt2
2.图中给出了两个物体做直线运动的速度图线,其中图线甲与横轴平行,图线乙为通过坐标原点的直线。由图可知( )
A.甲做匀速直线运动 B.甲处于静止 C.乙做匀速直线运动 D.乙做匀加速直线运动
3.某物体运动的v-t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.物体在1s末和3s末时运动方向发生变化
B.物体在2s末回到出发点
C.物体在2s末和4s末时速度为零
D.物体始终向前运动
4.在图的四个速度图象中,有一个是表示物体做匀速直线运动的速度图象。这个图象是 ( )
5.如图中每一个图都有两条图线,分别表示一种直线运动的加速度和速度随时间变化的图象,其中可能正确的是( )
6.如图所示是P、Q两质点运动的位移-时间图象,由图可以判断 ( )
A. P质点的速度越来越大
B.P质点的速度逐渐减小
C