内容正文:
习题课 运动学中的三类典型问题
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关键能力 合作探究
课堂检测 巩固演练
课时作业 素养达标
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在运动学中,两类图像是指x-t图像和v-t图像。
1.x-t图像:图像上某点切线的斜率表示该时刻物体的速度,图像上一个点对应物体某一时刻的位置。
2.v-t图像:图像上某点切线的斜率表示该时刻物体的加速度,图像上一个点对应物体某一时刻的速度。
直线运动中的两类图像
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3.无论是x-t图像还是v-t图像都只能描述直线运动,都不表示物体运动的轨迹,图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
4.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纵、横轴所描述的是什么物理量。
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5.x-t图像与v-t图像的比较
x-t图像 v-t图像
轴 横轴为时间t,纵轴为位移x 横轴为时间t,纵轴为速度v
线 (1)平行t轴直线表示静止
(2)倾斜直线表示匀速直线运动 (1)平行t轴直线表示匀速运动
(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
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x-t图像 v-t图像
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 拐点表示从一种运动变为另一种运动;交点表示相遇 拐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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如图所示的x-t图像和v-t图像中,给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( )
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A.图线1表示物体做曲线运动
B.x-t图像中t1时刻v1>v2
C.v-t图像中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等
D.两图像中,t2、t4时刻2、4开始反向运动
[答案] B
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[名师点评]
图像的应用(从图像中提取信息)
(1)首先看清纵、横轴代表的物理量,弄清图像反映什么量间的函数关系。
(2)点:表示物体所处状态,注意甄别交点、拐点代表的物理意义。
(3)线:描述纵轴物理量随横轴物理量变化而变化的规律,可以判断物体运动的性质。
(4)斜率和截距:利用相关公式分析斜率和截距所描述的物理量。
(5)面积:利用相关公式分析面积的含义。
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1.(多选)下列所给的图像分别是做直线运动的物体位移、速度和加速度随时间的变化图像,其中C图中物体在t=0时的速度为0,能反映物体在2 s末回到初始位置的是( )
AB
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解析: A图表示位移随时间变化的图像,在2 s末物体的纵坐标为零,与初始坐标相同,故A图中物体在第2 s末回到了初始位置,A正确;B图表示速度随时间变化的图像,其图像与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方表示正位移,在坐标轴下方表示负位移,所以2 s末合位移为零,故回到了原点,B正确;C图物体先做匀加速直线运动,后沿原方向做加速度大小相等、方向相反的匀减速直线运动,运动方向一直未变,则t=2 s内位移不为零,物体没有回到初始位置,故C错误;由D图可知,物体一直沿正方向运动,位移增大,则知物体没有回到初始位置,故D错误。
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2.(多选)图示为A、B两人在同一直线上运动的位移—时间图像,下列关于图像的分析正确的是( )
A.0~2 s内,A、B两人同向而行
B.0~2 s内,A的速度比B的速度小
C.在5 s内,A走的路程比B走的路程多
D.在5 s内,A的位移比B的位移大
BD
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竖直上抛运动
1.竖直上抛运动的定义
将物体以某一初速度v0竖直向上抛出,物体只在重力作用下所做的运动就是竖直上抛运动。
2.竖直上抛运动的实质
初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向,g为重力加速度的大小)。
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4.竖直上抛运动的特点
(1)对称性
①时间对称性:对同一段距离,上升过程和下降过
程时间相等,tAB=tBA,tOC=tCO。
②速度对称性:上升过程和下降过程通过同一点
时速度大小相等,方向相反,vB=-vB′,vA=-vA′。
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