内容正文:
运动的描述 匀变速直线运动
第一章
第3讲 运动图像 追及相遇问题
[教材阅读指导]
(对应人教版新教材必修第一册页码及相关问题)
P16图1.2-6,从xt图像中可以获得什么信息?
提示:从xt图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移,图像的斜率表示物体的速度。
P27图1.4-2,如何从vt图像看物体的加速度?
提示:斜率表示加速度。
P32[复习与提高]B组T2,由xt图像改画vt图像要注意什么?
提示:坐标轴物理量的单位、标度的选取和v的正负。
提示
物理观念 回顾与重建
位移
时间
大小
方向
静止
匀速直线
速度
时间
加速度
加速度
平行
倾斜
位移
正方向
负方向
同一
相等
(2)按初始条件分类
①同向运动相隔一定的初始距离s0的问题:速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速直线运动)。
a.若两者速度相等时,追者位移仍小于被追者位移与s0之和,则永远追不上,此时两者间有最小距离。
b.若两者相遇时,速度也相等,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件。
c.若两者相遇时,追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距有一个极大值。
之差
等于
一 堵点疏通
1.xt图像表示物体的运动轨迹。( )
2.xt图像和vt图像都不能描述曲线运动。( )
3.vt图像上两图线的交点表示两物体速度相等,不代表相遇。( )
4.两物体同向运动恰好不相碰,则此时两物体速度相等。( )
5.速度较大的汽车刹车一定能够避免与前方速度较小匀速运动的汽车相撞。( )
6.两个物体在追及过程中,物体之间的距离总是逐渐变小。( )
×
√
√
√
×
×
二 对点激活
1.(人教版必修第一册·P18·T5改编)(多选)一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移,图为汽车在t=0到t=40 s这段时间的xt图像。下列分析正确的是( )
A.汽车离出发点最远的距离为30 m
B.汽车在10~20 s内匀速运动
C.汽车在40 s末回到出发点
D.汽车在20~40 s内加速度为1.5 m/s2
答案
解析 汽车在0~10 s内匀速驶离出发点,10~20 s内静止,20~40 s内匀速驶回出发点,离出发点最远的距离为30 m,40 s末回到出发点,故A、C正确,B错误;汽车在20~40 s内做匀速直线运动,加速度a=0,故D错误。
解析
答案
解析
核心素养 发展与提升
[科学思维梳理]
1.应用运动图像的三点注意
(1)无论是xt图像还是vt图像都只能描述直线运动。
(2)xt图像和vt图像都不表示物体运动的轨迹。
(3)xt图像和vt图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
2.应用运动图像解题“六看”
xt图像 vt图像
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
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
斜率 表示速度 表示加速度
面积 无实际意义 图线和时间轴围成的面积表示位移
纵截距 表示初位置 表示初速度
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
例1 某军事试验场正在平地上试射地对空导弹。若某次竖直向上发射导弹时发生故障,造成导弹运动的vt图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.1~2 s内导弹静止
B.2~3 s内导弹匀减速下降
C.2~3 s内和3~5 s内加速度的方向相反
D.5 s末导弹回到原出发点
答案
解析
1.用速度—时间图像巧得五个运动量
(1)运动速度:从速度轴上直接读出,负值表示沿规定的负方向运动。
(2)运动时间:从时间轴上直接读出。
(3)运动加速度:从图线的斜率得到加速度,斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向。例1中0~1 s内加速度沿规定的正方向,2~5 s内加速度沿规定的负方向。
[关键能力升华]
(4)运动的位移:从图线与时间轴围成的面积得到位移,图线与时间轴围成的面积表示位移的大小,在时间轴以上为正值,在时间轴以下为负值,整个过程的位移是它们的代数和。例1中0~3 s内位移为正值,3~5 s内为负值,0~5 s内的总位移为0。
(5)运动的路程:因为路程是标量,所以路程是图线与时间轴围成的面积绝对值的总和。
3.处理图像问题的流程
[对点跟进训练]
1.(xt图像)在选定正方向后,甲、乙两质点运动的xt图像如图所示,则在0~t2时间内( )
A.甲质点做直线运动,乙质点做曲线运动
B.乙质点的速度先增大后减小
C.t1时刻两质点速度大小一定相等