第1章 第3节 物体运动的x－t、v－t图像分析(课件)-【高考零起点】2023年新高考物理总复习教用课件(新高考地区)

第一章　直线运动 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 目 录 ONTENTS C [知识梳理] [典例精析] [巩固练习] 知识梳理 1．x－t图像 (1)x－t图像是指在直角坐标系中用y轴表示x(位移)轴，x轴表示t(时间)轴，将位移与时间的关系描绘出来的一种方法。x－t图只能描述直线运动。 由匀速直线运动的位移公式为x＝vt(v为常数)，x是关于t的一次函数，所以此时的位移图像是一条直线，如图1是初位移为2 m的匀速直线运动的图像。 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 2．v－t图像 (1)v－t图像是将直角坐标系中的y轴命名为v(速度)轴，x轴命名为t(时间)轴，根据速度与时间的关系将v－t图在坐标系中描绘出来的一种方法。v－t图像与坐标轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移大小。 如下图，表示正在做匀加速直线运动的物体在0～2 s内速度由20 m/s增加到40 m/s的v－t图，直角梯形ABCO的面积便是物体在这段时间内的位移 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 注意：① v－t图所围成的面积是指通过图形的两个端点分别向x轴引垂线，这些垂线与t轴、v轴及图形本身构成的面积，所以上图中表示位移的是四边形ABCO的面积而不是三角形ABD的面积。 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 ②在t轴上方围成的面积表示正位移，在t轴下方围成的面积表示负位移。 如上图(1)合位移为正，(2)合位移为零，(3)合位移为负。 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 (2)如果v－t图为直线，则表示物体做匀变速直线运动，如果为曲线，则表示物体做非匀变速直线运动。当v－t图为直线时，直线的斜率表示物体的加速度，如果斜率为正，则加速度为正，速度与加速度方向相同；如果斜率为负，则加速度为负，速度与加速度方向相反。当v－t图为曲线时，曲线上任一点的切线斜率为该时刻的瞬时加速度。 (3)如果v－t图在t轴上方和下方均有图像，则表示速度既有为正的部分又有为负的部分(当然，这样做的前提是事先已经为速度选好了正方向) 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 如图，该物体的运动过程为(选定向右为正)： 物体以向右10 m/s的初速度，－5 m/s2的加速度 (负号表示加速度方向向左)开始做匀减速运动， 到A时刻减速到零，然后再以－5 m/s2的加速度 向左做匀加速运动，到B时刻加速到10 m/s(方向 向左)，再向左做匀速运动，做了2s的匀速运动后物体再以5 m/s2的加速度向左做减速运动，运动到D时刻速度减为零，再向右以5 m/s2的加速度做加速运动，运动到E时刻速度再度达到10 m/s(方向向右) 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 典例精析 例1　(多选)在水平公路上有甲、乙两辆同向行驶的汽车，它们的v－t图像分别如图线a、b所示，在t＝5 s时，两车相遇。下列说法正确的是(　　) A．甲车的加速度比乙车的加速度大 B．在t＝3 s时，甲车在乙车的前面 C．在t＝12 s时，甲车在乙车的后面 D．在t＝15 s时，两车会再次相遇 答案 AD 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 【解析】 由v－t图像的斜率可知，甲车的加速度大于乙车的加速度，A正确；在v－t图像中，图线与时间轴围成的面积表示位移，5 s时，甲、乙两车相遇，3～5 s内，由图像可知，甲车位移大于乙车位移，所以3 s时甲车在后，乙车在前，B错误；根据图像可知，在5 s～10 s内，甲车速度大于乙车速度，甲车在乙车的前面，当速度相等时两车相距最远，10～15 s内，乙车的速度大于甲车的速度，它们间的距离逐渐在减小，但甲车仍在乙车前面，直到15 s时，两车再次相遇，C错误，D错误。故选A、D。 解析 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 例2　甲、乙两车在同一条直道上行驶，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动，其图像与t轴相切于10 s处。则下列说法正确的是(　　) A．甲车的初速度为零 B．乙车的初位置在x0＝60 m处 C．乙车的加速度大小为1.6 m/s2 D．5 s时两车相遇，此时甲车速度较大 答案 C 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 解析 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回 巩固练习 1．遥控玩具汽车在平直路面上运动的x－t图像如图所示，则(　　) A．15 s末汽车的位移为300 m B．20 s末汽车的速度为－1 m/s C．前10 s内汽车的加速度为3 m/s2 D．前25 s内汽车做单方向直线运动 答案 B 第三节　物体运动的x－t、v－t图像分析 返回