内容正文:
专题突破 运动图象 追及相遇问题
运动图象的理解及应用
1.运动学图象主要有x-t图象和v-t图象,运用运动学图象解题可总结为“六看”。
x-t图象
v-t图象
“一看”轴
横轴为时间t,纵轴为位移x
横轴为时间t,纵轴为速度v
“二看”线
倾斜直线表示匀速直线运动
倾斜直线表示匀变速直线运动
“三看”斜率
表示速度
表示加速度
“四看”面积
无实际意义
图线和时间轴围成的面积表示位移
“五看”纵截距
表示初位置
表示初速度
“六看”特殊点
拐点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示相遇
拐点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示速度相等
2.对运动图象的“三点”提醒
(1)x-t图象、v-t图象都不是物体运动的轨迹,图象中各点的坐标值x、v与t一一对应。
(2)x-t图象、v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
(3)无论是x-t图象还是v-t图象,所描述的运动情况都是直线运动。
考向1 x-t图象
教材引领
1.[人教版必修1·P41·T5]一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,以x表示它对于出发点的位移。图1为汽车在t=0到t=40 s这段时间的x-t图象。通过分析回答以下问题。
汽车行驶的x-t图象
图1
(1)汽车最远距离出发点多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
答案 (1)汽车最远距离出发点30米。
(2)汽车在10~20 s没有行驶。
(3)汽车在0~10 s驶离出发点,在20~40 s驶向出发点。
拓展提升
2.(2020·南京开学模拟)如图2所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图象,由此可知质点在0~4 s内( )
图2
A.先沿x轴正方向运动,后沿x轴负方向运动
B.一直做匀变速运动
C.t=2 s时速度一定最小
D.速率为5 m/s的时刻有两个
解析 从图中可知正向位移减小,故质点一直朝着负方向运动,A项错误;图象的斜率表示速度大小,故斜率先增大后减小,说明质点速率先增大后减小,做变速运动,但不能判断是不是做匀变速直线运动,t=2 s时,斜率最大,速度最大,B、C两项错误;因为斜率先增大后减小,并且平均速度为5 m/s,故速率增大过程中有一时刻速度大小为5 m/s,速率减小过程中有一时刻速度大小为5 m/s,共有两个时刻速度大小为5 m/s,D项正确。
答案 D
3.(2019·合肥市调研)急刹车时的加速度大小为衡量汽车安全性能的重要参数之一。如图3所示,图线甲、乙分别为甲、乙两辆小汽车在同样的水泥路面上急刹车全过程中位移x与时间t的关系曲线,已知急刹车时车轮均不打转。下列判断正确的是( )
图3
A.急刹车过程中甲车的加速度较大,甲车的刹车性能较好
B.在t1时刻甲车的速度大小为
C.在t1时刻乙车的速度大小比甲车的小
D.t1~t2时间内甲车的平均速度大小比乙车的小
解析 由题图知急刹车过程中发生相同的位移x2,乙车用时较短,加速度较大,乙车的刹车性能较好,选项A错误;x-t图象中图线上某点切线的斜率表示速度,而,得甲车的平均速度较小,选项D正确。
=表示甲车在0~t1时间内的平均速度,选项B错误;在t1时刻图线乙的切线斜率较大,则在t1时刻乙车的速度较大,选项C错误;t1~t2时间内甲车的位移Δx较小,由
答案 D
真题闯关
4.(2019·4月浙江选考,9)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图4所示,则在0~t1时间内( )
图4
A.甲的速度总比乙大
B.甲、乙位移相同
C.甲经过的路程比乙小
D.甲、乙均做加速运动
解析 位移-时间图象中,图线斜率大小等于物体速度大小。由图可知,甲做匀速直线运动,乙做变速直线运动,D错误;靠近t1时刻时乙的斜率大于甲的斜率,即乙的速度大于甲的速度,故A错误;在该时间段内,甲、乙物体的初位置和末位置相同,故位移相同,B正确;由于甲、乙物体做的是单向直线运动,故位移大小等于路程,两者的路程也相同,故C错误。
答案 B
5.(多选)(2018·全国卷Ⅲ,18)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图5所示。下列说法正确的是( )
图5
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
解析 x-t图象某点的切线斜率表示瞬时速度,A错误;从0~t1时间内,由于甲、乙的出发点不同,故路程不同,B错误;t1~t2时间内,甲、乙的位移和路程都相等,大小都为x2-x1,C正确;t1~t2时间内,甲的x-t图象在某一点的切线与乙的x