第2章 素养提升课2 运动学图像 追及相遇问题-【金版新学案】2026-2027学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word(人教版)
素养提升课二 运动学图像 追及相遇问题
【素养目标】 1.理解x-t图像和v-t图像的截距、斜率、交点、面积等的物理意义,能利用运动学图像分析实际问题。2.能建立运动情景并画出示意图,会分析追及相遇问题。
提升点一 运动学图像的进一步理解
【师生互动】 有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图像如图甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。完成下列任务:
任务1.物体A和B做匀变速直线运动还是匀速直线运动?
任务2.在0~3 s的时间内,物体A、B的间距逐渐增大还是减小?
任务3.在0~3 s的时间内,物体C、D的间距逐渐增大还是减小?
提示:任务1.物体A和B均做匀速直线运动。
任务2.增大。
任务3.增大。
【探究归纳】
x-t图像与v-t图像的比较
比较 内容 | x-t图像 | v-t图像 |
图像 |
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物体 的运 动性 质 | 图线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) |
图线② | 表示物体静止不动 | 表示物体沿正方向做匀速直线运动 | |
图线③ | 表示物体沿负方向做匀速直线运动 | 表示物体沿正方向做匀减速直线运动 | |
交点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某时刻具有相同的速度 | |
阴影⑤ | t1时刻物体的位移为x1;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在0~t1时间内的位移 |
x-t图像
(多选)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
答案:CD
解析:x-t图像的斜率表示速度,则可知t1时刻乙车速度大于甲车速度,故A错误;由两图线的纵截距可知,出发时甲车在乙车前面,t1时刻两图线相交表示两车相遇,可得0到t1时间内乙车比甲车多走了一段距离,故B错误;t1和t2时刻两图线相交,
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表明两车均在同一位置,又都是单向直线运动,所以从t1到t2时间内,两车走过的路程相等,故C正确;在t1到t2时间内,两图线有斜率相等的一个时刻,即该时刻两车速度相等,故D正确。故选CD。
针对练.(多选)(2025·江西高一上学期期中)如图是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点开始运动的x-t图像,图线甲是一条倾斜的直线,图线乙是起点过原点、4 s时为最高点、开口向下的抛物线,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙均做直线运动
B.0~4 s内乙的速度总比甲的速度大
C.乙车的初速度大小为20 m/s
D.0~4 s内乙的平均速度大小为10 m/s
答案:ACD
解析:位移-时间图像反映物体的位置随时间变化的情况,不反映物体的运动轨迹,位移-时间图像只能表示直线运动的规律,所以甲、乙均做直线运动,A正确;根据x-t图像的切线斜率表示速度,可知在0~4 s内乙的速度先大于甲的速度,后小于甲的速度,B错误;由于图线乙是抛物线,根据位移与时间的关系可知0~4 s内乙车做匀减速直线运动且4 s末速度为0,则有t=x,解得v0=20 m/s,C正确;0~4 s内乙的平均速度为v=
=
m/s=10 m/s,D正确。故选ACD。
v-t图像
(2025·安徽芜湖高一上期中)2024年9月11日,朱雀三号可重复使用垂直起降回收试验火箭,在酒泉卫星发射中心成功完成十公里级垂直起降返回飞行试验。试验中,一段时间内的速度-时间图像如图所示(取竖直向上为正方向),DE段是斜率大小为重力加速度g的直线。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
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