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物理•必修 第一册(RJ)
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物理•必修 第一册(RJ)
一、运动图像的分析与应用[科学思维]
1.区别xt图像和vt图像
图11中甲、乙是形状完全相同的图线,在不同的图像中意义完全不同,下表是对形状一样的xt图像和vt图像的比较。
图11
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物理•必修 第一册(RJ)
xt图像
vt图像
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表示物体向负方向做匀速直线运动
④交点表示三个运动物体在该时刻相遇
⑤t1时刻物体位移为x1
①表示物体做初速度为零的匀加速直线运动(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交点表示三个运动物体在该时刻速度相同
⑤初速度为零的物体在t1时刻速度为v1(图中阴影面积表示物体在0~t1时间内的位移)
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物理•必修 第一册(RJ)
2.运用图像法求解物理问题
运用图像法求解问题,在本章中具有重要的地位和作用。图像不仅能形象直观地描述物体的运动情况及物理量之间的关系,而且把几何意义与物理意义结合起来,强调数和形的统一。因此必须深刻理解图像的特点并灵活应用,要特别注意图像的以下内容。
(1)在明确图像数学意义的基础上联系物理规律,明确图像的物理意义。
(2)识别横坐标和纵坐标所代表的物理意义,明确物理图像中的点、线(直或曲)、截距、峰值、斜率、面积等的物理意义。
(3)对矢量和某些有正、负之分的标量,要注意其正、负值的含义及在图像中的表示方法。
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物理•必修 第一册(RJ)
(多选)一个做变速直线运动的物体,在它的加速度逐渐减小到0的过程中,它的运动情况有可能是( )
A.速度不断增大,当加速度为0时,速度达到最大,以后做匀速直线运动
B.速度不断减小,当加速度为0时,物体停止运动
C.速度不断减小到0,然后向相反方向做加速运动,最后做匀速直线运动
D.速度不断减小,当加速度为0时,物体的速度减小到最小值,以后做匀速直线运动
[解析] 由于题中假设的各种运动,不容易跟现实生活中的运动作直观的对应,因此,可借助于vt图像进行判断。在vt图像上,斜率的大小反映着物体运动加速度的大小。在加速度逐渐减小到0的过程中,vt图像会变得逐渐平坦,最后平行于t轴,因此,题中A、B、C、D四种情况,对应的vt图像如下图所示。也就是说,这四种运动都是可能的。
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物理•必修 第一册(RJ)
[答案] ABCD
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物理•必修 第一册(RJ)
二、用打点计时器研究物体的运动[科学探究]
运用实验的方法研究物体的运动,是物理学的主要课题,本章主要通过物体拖动纸带运动,研究纸带上的点迹来分析物体运动的规律。分析纸带数据应注意的问题:(1)明确两相邻计数点的时间间隔;(2)如果不要求很精确,可用一段时间内的平均速度代替中间某时刻的瞬时速度;(3)可以用计算法和图像法对纸带数据进行分析和处理,从而判断物体的运动性质,求得物体运动的速度和加速度;(4)在分析和处理纸带时,重点是利用纸带求瞬时速度。
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物理•必修 第一册(RJ)
某次用打点计时器测速度的实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量这条纸带的情况如图12所示,纸带上计时起点O点与刻度尺的0刻度线对齐,点A、B、C、D、E、F、G、H依次表示点O以后连续的各点。
图12
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物理•必修 第一册(RJ)
(1)由刻度尺读出A、B、C、D、E、F、G、H各点到点O的距离,并填入下面的表格中。
计时点
A
B
C
D
E
F
G
H
时刻/s
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
位置/mm
瞬时速度
/(×10-1m/s)
-
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(2)计算A、B、C、D、E、F、G各点的瞬时速度,并填入表格中。
(3)由表格中的数据在如图13所示坐标系中作出vt图像,并说明物体的速度随时间是如何变化的。
图13
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物理•必修 第一册(RJ)
[解析] (1)见下表。
(2)某点的瞬时速度可用含有该点的一段位移内的平均速度代替,计算时所取位移的两端点离该点越近,平均速度越接近该点的瞬时速度,故
vA=eq \x\to(v)OB=eq \f(xB,2T)=eq \f(6.0,2×0.02)×10-3 m/s=1.5×10-1 m/s
vB=eq \x\to(v)AC=eq \f(xC-xA,