内容正文:
第11讲 运动图像
1、 x-t图像
(1)物理意义:反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律.
(2)图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率大小表示速度的大小.
②图线上某点切线的斜率正负表示速度的方向.
【例1】质点沿直线运动,其位置—时间图像如图所示,关于质点的运动,下列说法中错误的是( )
A.2s末质点改变了运动方向
B.2s末质点的位置坐标为0,该时刻质点的速度为0
C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1m/s,方向与规定的正方向相同
D.质点在4s内的位移大小为0.4m,位移的方向与规定的正方向相同
二、v-t图像
(1)物理意义:反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律.
(2)图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的加速度的大小.
②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的方向.
(3)图线与坐标轴围成的“面积”的意义
①图线与坐标轴围成的“面积”表示位移的大小.
②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负.
【例2】一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图象如图所示,由图象可知( )
A.0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度
B.0~tb段火箭是上升过程,tb~tc段火箭是下落过程
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面
三、a-t图像
(1)包围面积的意义:图象和时间轴所围的面积,表示物体的速度变化量.
(2)注意:图中的面积表示速度的变化量,不一定等于末速度;只有当初速度为零时,才等于末速度。
(3)在t轴上方所围的面积表示速度的变化量为正值,在t轴下方所围的面积表示速度的变化量为负值。
【例3】某物体从静止开始做匀加速直线运动,图像如图所示,内图像与时间轴所围成的面积为S,下列说法正确的是( )
A.图像与横轴所围成的面积表示位移大小
B.图像与横轴所围成的面积表示速度变化量的大小
C.时间内,平均速度大小为
D.时间内,平均速度大小为
四、 图像
根据匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,变形得,图中的截距为v0,斜率为a。
[来源:学#科#t
O
x/t
v0
【例4】质量为的物体在竖直向上的拉力作用下向上运动,从某时刻开始计时(记为),质点的图像如图所示(图中横轴为t,纵轴为),横、纵截距分别为和,g取,忽略空气阻力,由此可以推知( )
A.加速度的大小是
B.初速度等于
C.时的速度是
D.开始计时后的前的平均速度为#X#K]
五、 v2-x图像
根据匀变速直线运动的“速度-位移”公式,v2-v02=2ax,得v2=v02+2ax,其对应的匀加速和匀减速直线运动的v2-x图像为倾斜的直线,如图所示。纵坐标截距为v02,斜率为2a。
【例5】一辆汽车做直线运动,其图象如图所示。关于汽车的运动,下列说法正确的是( )
A.汽车的初速度为 B.汽车的加速度大小为
C.汽车第末的速度为1m/s D.汽车前内的位移为
1.甲、乙两物体从同一位置同时开始做匀变速直线运动的速度-时间图像如图所示,由此可知( )
A.甲和乙的初速度方向相同,大小之比为3:1
B.在时,两者的瞬时速度相等,甲、乙相距2m
C.甲和乙的加速度方向相反,大小之比为3:1
D.甲和乙的加速度方向相反,大小之比为1:2
2.物体甲的x-t图像和物体乙的v-t图像分别如图所示,则这两物体的运动情况是( )
A.甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为2m
B.甲在整个t=6s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
C.乙在整个t=6s时间内有来回运动,它通过的总路程为6m
D.乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4m
3.如图所示的位移-时间图象和速度-时间图象中,给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( )
A.图线1表示物体做曲线运动
B.x-t图象中t1时刻v1>v2
C.v-t图象中0~t3时间内3和4的平均速度大小相等
D.两图象中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动
4.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移时间图象,下列说法正确的是( )
A.甲开始运动的时刻比乙早
B.当时,两物体速度相同
C.甲做加速运动
D.乙做加速运动
5.一质点从t=0时刻开始沿直线运动,运动时间为t时,对应的位移为x,规定向右为正方向,其图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t=0时,物体的初速度大小为3m/s B.物体的加速度大小为3m/s2
C.0~2s内物体的位移为6m