内容正文:
章末总结
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提升 核心素养
构建 思维导图
构建 思维导图
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[科学思维]
1.图像法——数形结合法在匀变速直线运动中的应用
s-t图像和v-t图像的比较
s-t图像 v-t图像
典型图像 其中④为抛物线 其中④为抛物线
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s-t图像 v-t图像
物理意义 反映的是位移随时间的变化规律 反映的是速度随时间的变化规律
点 对应某一时刻物体所处的位置 对应某一时刻物体的速度
斜率 斜率的大小表示速度的大小
斜率的正负表示速度的方向 斜率的大小表示加速度的大小
斜率的正负表示加速度的方向
截距 直线与纵轴截距表示物体在t=0时刻距离原点的位移,即物体的出发点;在t轴上的截距表示物体回到原点的时间 直线与纵轴的截距表示物体在t=0时刻的初速度;在t轴上的截距表示物体速度为0的时刻
两图线的交点 同一时刻各物体处于同一位置 同一时刻各物体运动的速度相同
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2.应用s-t、v-t图像的“六看”
(1)看“轴”:纵、横轴所表示的物理量,特别要注意纵轴是s还是v。
(2)看“线”:线反映运动性质,如s-t图像为倾斜直线表示匀速运动,v-t图像为倾斜直线表示匀变速运动。
(3)看“斜率”:s-t图像斜率表示速度;v-t图像斜率表示加速度。
(4)看“面”,即“面积”:主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义。
(5)看“截距”:初始条件、初始位置s0或初速度v0。
(6)看“特殊值”:如交点,s-t图像交点表示相遇,v-t图像交点表示速度相等(往往是距离变化的临界点)。
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如图所示的s-t图像和v-t图像中,给出的四条曲线1、2、3、4,分别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( )
A.曲线1表示物体做曲线运动
B.s-t图像中,t1时刻v1>v2
C.v-t图像中O至t3时间内物体3和物体4的平均速度大小相等
D.两图像中,t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动
例 1
B
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【解析】 曲线1表示物体做加速直线运动,A错误;s-t图像中,t1时刻两图线的斜率表示物体的速度,故v1>v2,B正确;v-t图像中,0至t3时间内物体3和物体4的位移为图线下方与时间轴间的面积,即s3<s4,故物体3的平均速度较小,C错误;s-t图像中,t2时刻表示物体2开始反向运动,v-t图像中,t4时刻表示物体4从加速开始变成减速,D错误。故选B。
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3.追及相遇问题
两物体在同一直线上运动,往往涉及追及、相遇或避免碰撞问题,解答此类问题的关键条件是:两物体能否同时到达空间某位置。
(1)追及、相遇问题的解题方法
①物理分析法:通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列方程求解。尤其注意“一个条件两个关系”。“一个条件”是速度相等时满足的临界条件,“两个关系”是指时间关系和位移关系。
②数学解析法:匀变速直线运动的位移关系式是关于时间的二次方程,可利用二次函数求极值的方法进行临界状态的判定。
③图像法:借助v-t图像分析求解。
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(2)基本思路是:
①分别对两物体研究。
②画出运动过程示意图。
③列出位移方程。
④找出时间关系、速度关系、位移关系。
⑤解出结果,必要时进行讨论。
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在平直的公路上,一辆小汽车前方26 m处有一辆大客车正以12 m/s的速度匀速前进,这时小汽车从静止出发以1 m/s2的加速度追赶。试求:小汽车何时追上大客车?追上时小汽车的速度有多大?追上前小汽车与大客车之间的最远相距是多少?
【答案】 26 s 26 m/s 98 m
例 2
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[科学探究]
纸带问题的处理方法
1.由纸带判断物体的运动性质
在纸带上测出各个连续相等的时间T内的位移分别是s1、s2、…、sn:
(1)如果s1=s2=…=sn,则物体做匀速直线运动。
(2)如果s2-s1=s3-s2=…=sn-sn-1≠0,即在连续相等时间内的位移差相等,则物体做匀变速直线运动;如果不相等,则物体做变加速直线运动。
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3.由纸带计算物体运动的加速度
(1)v-t图像法:利用求得的多