内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
匀变速直线运动规律的灵活应用
[答案] t
[融会贯通]
解答匀变速直线运动问题的常用方法
逐差相等公式法 在匀变速直线运动中,任意两个连续相等的时间间隔T内,位移之差是一个常量,即Δs=sⅡ-sⅠ=aT2,对于不相邻的两段位移:sm-sn=(m-n)aT2
比例法 对于初速度为零的匀加速直线运动或末速度为零的匀减速直线运动,可利用比例法求解
逆向思维法 把运动过程的“末态”作为“初态”的方法。例如,末速度为零的匀减速直线运动可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动
图像法 应用v-t图像,可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决,尤其是用图像定性分析,可避免繁杂的计算,快速求解
续表
[对点训练]
1.(多选)一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,那么以下说法正确的是 ( )
A.第2 s内的位移是2.5 m
B.第3 s末的瞬时速度是2.25 m/s
C.质点的加速度是0.125 m/s2
D.质点的加速度是0.5 m/s2
答案:BD
2.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后速度变成54 km/h,再经过一段时间,火车的速度达到64.8 km/h。求上述的整个过程中火车的位移。
答案:787.5 m
[典例] 如下图所示的位移(s)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是 ( )
A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.0~t1时间内,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.0~t2时间内,丙、丁两车在t2时间相距最远
D.0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等
运动图像问题
[解析] s-t图像表示的是直线运动的物体的位移随时间变化情况,而不是物体运动的轨迹,由甲、乙两车在0~t1时间内做单向的直线运动,故在这段时间内两车通过的位移和路程均相等,A、B选项均错。在v-t图像中,t2时刻丙、丁速度相等,故两者相距最远,C选项正确。由v-t图线与时间轴所围的面积表示位移可知,0~t2时间内丙位移小于丁的位移,故丙的平均速度小于丁的平均速度,D选项错误。
[答案] C
[融会贯通]
1.应用运动图像的三点注意
(1)无论是s-t图像还是v-t图像都只能描述直线运动。
(2)s-t图像和v-t图像都不表示物体运动的轨迹。
(3)s-t图像和v-t图像的形状由s与t、v与t的函数关系决定。
2.应用运动图像解题“六看”
s-t图像 v-t图像
轴 横轴为时间t,纵轴为位移s 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 折点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示相遇 折点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示速度相等
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3.通过图像分析物体运动规律的思路
[对点训练]
1.(2021·广东高考)(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 ( )
解析:从v-t图像上看,由于所有龙舟出发点相同,故只要存在甲龙舟与其他龙舟从出发到某时刻图线与t轴所围图形面积相等,就存在船头并齐的情况,故A错误,B正确。从s-t图像上看,图像的交点即代表两龙舟船头并齐,故D正确,C错误。
答案:BD
2.(多选)有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的s-t图像如图中甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图中乙所示。在0到5 s这段时间内,根据图像做出的以下判断中正确的是 ( )
A.物体A和B均做匀加速直线运动且A的加速度比B大
B.在0~3 s的时间内,物体B运动的位移为10 m
C.t=3 s时,物体C追上物体D
D.t=3 s时,C追上D之前,物体C与物体D之间有最大间距
解析:由题图甲看出:物体A和B位移图像都是倾斜的直线,斜率都不变,速度都不变,说明两物体都做匀速直线运动,A图线的斜率大于B图线的斜率,A的速度比B更大,故A错误;由题图甲看出:在0~3 s的时间内,物体B运动的位移为s=10 m-0=10 m,故B正确;由题图乙看出:前3 s内,D的速度较大,D、C间距离增大,3 s后C的速度较大,两者距离减小,t=3 s时,物体C与物体D之间有最大间距,故C错误,D正确。
答案:BD
[典例