第二章 专题提升2 对运动图像的理解与应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习全书word（粤教版）

专题提升2　对运动图像的理解与应用 [素养目标] 1.能理解并区分s-t图像与v-t图像. 2.掌握图像类问题的解题思路. 3.掌握用图像研究匀变速直线运动的方法. 类型一　s-t图像与v-t图像的比较 1.s-t图像与v-t图像的比较 项目 s-t图像 v-t图像 物理意义 反映位移随时间的变化规律 反映速度随时间的变化规律 轴 纵轴为位移s 纵轴为速度v 线 (1)平行于t轴的直线表示静止; (2)倾斜直线表示匀速直线运动 (1)平行于t轴的直线表示匀速直线运动; (2)倾斜直线表示匀变速直线运动 斜率 表示速度 表示加速度 纵截距 表示初位置 表示初速度 交点 表示该时刻相遇 表示该时刻速度相同 面积 无实际意义 图线与时间轴围成的面积表示位移 2.s-t图像与v-t图像的实例对比 比较 内容 s-t图像 v-t图像 图像 物体 的运 动性 质 ① 表示物体由坐标原点开始做匀速直线运动(斜率表示速度v) 表示物体做初速度为零的匀加速直线运动(斜率表示加速度a) ② 表示物体静止不动 表示物体做正方向的匀速直线运动 ③ 表示物体向反方向做匀速直线运动 表示物体做正方向的匀减速直线运动 ④ 交点的纵坐标表示三个运动物体相遇时的位置 交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相同 ⑤ t1时刻物体的位移为s1;图中阴影部分的面积没有实际意义 t1时刻物体的速度为v1;图中阴影部分的面积表示物体①在0～t1时间内的位移 [例1] (2022·山东淄博检测)如图所示为某新型电动汽车试车时的v-t图像,则下列说法中正确的是(　D　) A.在0～6 s内,新型电动汽车的加速度不变 B.在6～10 s内,新型电动汽车处于静止状态 C.在4 s末,新型电动汽车向相反方向运动 D.在12 s末,新型电动汽车的加速度为-1 m/s2 解析:根据速度—时间图像的斜率表示加速度,可知在0～6 s内,新型电动汽车的加速度发生了改变,故A错误;在6～10 s内,新型电动汽车的速度不变,做匀速直线运动,故B错误;在4 s末前后,速度一直为正,则知在4 s末,新型电动汽车向相同方向运动,故C错误;在12 s末,新型电动汽车的加速度a===-1 m/s2,故D正确. 运动学图像的“五看” 比较项 s-t图像 v-t图像 轴 纵轴为位移s 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 图线与坐标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] 在帆船训练场,某课外研究小组利用传感器研究一帆船的运动,得到帆船的s-t图像如图所示.由图像可知(　C　) A.0～t1和t1～t2时间内,帆船做加速运动,且加速度大小不相等 B.0～t1时间内,帆船做加速运动;t2～t3时间内,帆船做减速运动 C.t1～t2和t2～t3时间内,帆船做速度不同的匀速运动 D.0～t3时间内,帆船始终朝同一个方向运动 解析:根据s-t图像的斜率表示速度,知0～t1和t1～t2时间内,帆船都做匀速运动,加速度大小均为零,故A错误;t2～t3时间内,帆船的速度不变,做匀速运动,故B错误;根据图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,则知t1～t2和t2～t3时间内,帆船做速度不同的匀速运动,故C正确;0～t2时间内,帆船朝正向运动,而t2～t3时间内,帆船朝负向运动,故D错误. 类型二　图像问题的解题思路 用图像来描述两个物理量之间的关系,是物理学中常用的方法,是一种直观且形象的语言和工具.它运用数和形的巧妙结合,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] (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,图线与纵、横坐标轴的交点坐标分别为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:由图可得=0.5t+0.5(式中s的单位为m,t的单位为s),由匀变速直线运动的位移—时间公式s=v0t+at2得=v0+at,对比可得a=0.5 m/s2,则物体的加速度a=1 m/s2,初速度v0=0.5 m/s,可知,物体做匀加速直线运动,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