专题提升2 运动图像的理解与应用-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习全书word（人教版）

专题提升2　运动图像的理解与应用 [素养目标] 1.区分v-t图像与x-t图像。 2.掌握图像问题的解题思路。 3.掌握利用图像研究匀变速直线运动的方法。 类型一　v-t图像与x-t图像的比较 1.x-t图像的应用 位移 大小 初、末位置的纵坐标差的绝对值 方向 末位置与初位置的纵坐标差的正负值,正值表示位移沿正方向,负值表示位移沿负方向 速度 大小 斜率的绝对值 方向 斜率的正负值,斜率为正值,表示物体向正方向运动;斜率为负值,表示物体向负方向运动 运动开始位置 图线起点纵坐标 运动开始时刻 图线起点横坐标 两图线交点的含义 表示两物体在同一位置(相遇) 2.v-t图像的应用 图线上某点 的纵坐标 正负号 表示瞬时速度的方向 绝对值 表示瞬时速度的大小 图线的斜率 正负号 表示加速度的方向 绝对值 表示加速度的大小 图线与坐标 轴的交点 纵截距 表示初速度 横截距 表示开始运动或速度为零的时刻 图线的拐点 表示加速度改变 两图线的交点 表示速度相等 图线与横轴所 围图形的面积 表示位移,面积在横轴上方时位移为正值,在横轴下方时位移为负值 3.形状一样的图线,在不同图像中所表示的物理意义不同,因此在应用时要特别注意看清楚图像的横、纵轴所描述的物理量。 [例1] (2021·江苏南通月考)(多选)如图所示,描述的是一个做直线运动的物体其某一物理量随时间变化的图像,则下列关于此图像的说法中正确的是(　AD　) A.若y表示物体的位移,则反映物体做匀速直线运动 B.若y表示物体的位移,则反映物体做匀加速直线运动 C.若y表示物体的速度,则反映物体做匀速直线运动 D.若y表示物体的速度,则反映物体做匀加速直线运动 解析:若y表示物体的位移,图像的斜率等于速度,则知物体的速度不变,表示物体做匀速直线运动,故A正确,B错误;若y表示物体的速度,则表示物体的速度随时间均匀增大,反映物体做匀加速直线运动,故C错误,D正确。 运动学图像的“五看” x-t图像 v-t图像 轴 纵轴为位移x 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 图线与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 [对点训练1](2021·黑龙江哈尔滨月考)(多选)汽车以10 m/s的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15 m处的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员的反应时间为 0.5 s,汽车运动的v-t图像如图所示。则(　BD　) A.反应时间内汽车行驶的距离为10 m B.t=2.5 s时汽车刹停在斑马线前 C.汽车减速的加速度大小为10 m/s2 D.汽车减速的加速度大小为5 m/s2 解析:汽车在驾驶员在反应时间内做匀速直线运动,则反应时间内汽车行驶的距离为x=vt=10 m/s×0.5 s=5 m,故A错误;设匀减速直线运动的时间为t,根据v-t图像的面积代表物体通过的位移可知15 m=10 m/s×0.5 s+t′,解得t′=2 s,所以当t=2.5 s时汽车刚好刹停在斑马线前,故B正确;匀减速的加速度大小为a=||==5 m/s2,故C错误,D正确。 类型二　图像问题的解题思路 　用图像描述两个物理量之间的关系,直观而且形象,是物理学中常用的方法,它运用数形结合恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。运用图像解题的能力可归纳为以下两个方面: 1.读图 2.作图和用图 依据物体的运动状态或物理过程所遵循的物理规律,作出与之对应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。 [例2] (2021·黑龙江哈尔滨月考)(多选)一个物体沿直线运动,从 t=0时刻开始,物体的-t的图像如图所示,图线的纵、横截距分别为0.5 m/s和-1 s,由此可知(　ABC　) A.物体做匀加速直线运动的加速度大小为1 m/s2 B.物体做匀变速直线运动 C.物体的初速度大小为0.5 m/s D.物体的初速度大小为1 m/s 解析:由题图可得=0.5t+0.5,由匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+at2得=v0+at,对比 可得a=0.5 m/s2,则物体的加速度为a=1 m/s2,初速度为v0=0.5 m/s,可知,物体做匀变速直线运动,故A、B、C正确,D错误。 对于运动图像,首先要看坐标轴,搞清图像的物理意义,其次分析图像的斜率、面积等含义,来研究物体的运动情况。 [对点训练2] (2021·浙江宁波期中)物体做直线运动,它的加速度随时间变化的图像如图所示,已知在t=0时,物体的速度为零,下列说法正确的是(　C　) A.t=2