第1章 专题讲座1 运动图像 追及相遇问题(word教师用书)-【状元桥】2023高考物理一轮总复习(新教材 新高考)
专题讲座一 运动学图像 追及相遇问题
题型一 运动学图像问题(自主学习)
1.常规图像
(1)x-t图像与v-t图像的比较
| x-t图像 | v-t图像 |
图像 举例 | ||
意义 | 倾斜直线表示匀速直线运动;曲线表示变速直线运动 | 倾斜直线表示匀变速直线运动;曲线表示变加速直线运动 |
特别处 | 两条图线的交点表示相遇 | 图线与时间轴所围面积表示位移 |
运动 情况 | 甲做匀速直线运动,乙做速度逐渐减小的直线运动 | 丙做匀加速直线运动,丁做加速度逐渐减小的变加速直线运动 |
位移 | 0~t1时间内甲、乙位移相等 | 0~t2时间内丁的位移大于丙的位移 |
平均 速度 | 0~t1时间内甲、乙平均速度相等 | 0~t2时间内丁的平均速度大于丙的平均速度 |
(2)三点说明
①x-t图像与v-t图像都只能描述直线运动,且均不表示物体运动的轨迹.
②分析图像要充分利用图像与其所对应的物理量的函数关系.
③识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点.
【例题1】(2021·广东)(多选)赛龙舟是端午节的传统活动.下列v-t和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( )
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答案 BD
解析 由题意可知,五条龙舟同时、同地沿同一方向做直线运动,出现船头并齐,即两条龙舟在同一时刻位移相等,在速度—时间图像中,图线与横轴围成的面积表示位移可知,选项A错误,B正确;由位移—时间图像中图线的交点表示位置相同可知,选项C错误,D正确.
【针对训练1】(2022·湖北孝感摸底)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的变化如图所示.下列说法正确的是( )
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.从0到t2时间内,两车的平均速度相等
答案 C
解析 x-t图像某点的切线斜率表示瞬时速度,选项A错误;从0~t1时间内,由于甲、乙的出发点不同,故路程不同,选项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,选项C正确;0~t2时间内,甲的位移小于乙的位移,而两车运动的时间相同,故两车的平均速度不相等,选项D
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错误.
【针对训练2】(2022·湖北孝感一中摸底)(多选)某同学在研究物体运动规律时,让玩具小车在粗糙的水平面上做直线运动,玩具小车运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.玩具小车在第2 s末运动方向发生变化
B.玩具小车在第2 s内和第6 s内的加速度相同
C.玩具小车在6 s末返回出发点
D.玩具小车在1 s末离出发点最远,且最大位移为1 m
答案 AB
解析 由速度—时间图像知,速度的正值表示的是正方向,负值表示的是负方向,小车在2 s末时速度为0,2 s之前速度为正值,2 s之后速度为负值,运动方向发生改变,选项A正确;速度—时间图像的斜率表示加速度,根据图像可知,小车在第2 s内和第6 s内图像平行,斜率相同,则加速度相同,选项B正确;小车在4 s末位移为0,表示回到出发点,6 s末位移为正值,表示小车的位置在出发点正方向一侧,选项C错误;小车在2 s末和6 s末,位移最大,离出发点最远,为1 m,1 s末位移只有0.5 m,不是最大,选项D错误.
2.非常规图像
(1)四类图像
①a-t图像
由v=v0+at可知图像与横轴所围面积表示速度变化量Δv,如图甲所示.
②-t图像
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