运动图象、追及相遇问题
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运动图象、追及和相遇问题
一、运动图象
1. 位移—时间(xt)图象:
物体运动的xt图象表示物体的位移随时间变化的规律,与物体的运动轨迹无任何直接关系。图1中三条直线对应的xt关系式分别为0xxvt、xvt、0'()xvtt,都是匀速直线运动的图象。纵轴截距x0表示0t时,a在b前方x0处;横轴截距t0表示c比b晚出发t0时间;斜率表示运动速度的大小,易见
>;交点P可反映t时刻c追及b。
2. 速度—时间(tv)图象:
物体运动的图象表示物体运动的速度随时间变化的规律,与物体的运动轨迹也无任何直接关系。图2中、、、四条直线对应的关系式分别为=常数、=0+、=、=0-。是匀速运动的速度图象,其余都是匀变速直线运动的速度图象,纵轴截距0表示、的初速度,横轴截距mt表示匀减速直线运动的速度等于零时所需要的时间,斜率表示运动的加速度,斜率为负值(如)对应于匀减速直线运动。图线下方覆盖的面积表示运动的位移。两图线的交点P可反映在时刻两个运动(和)有相同的速度。
3. xt图象与tv图象的比较:
图3和下表是形状一致的图线在xt图象与tv图象中的比较。
xt图象 图象
① 表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度)。 ① 表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度)。
② 表示物体静止。 ② 表示物体做匀速直线运动。
③ 表示物体静止。 ③ 表示物体静止。
④ 表示物体向反方向做匀速直线运动;初位移为x0。 ④ 表示物体做匀减速直线运动;初速度为v0。
⑤ 交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移。 ⑤ 交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度。
⑥ 0~t1时间内物体的位移为x1。 ⑥ t1时刻物体速度为v(图中阴影部分面积表示质点在0~t1时间内的位移)。
4. 运用图象时需注意的问题
(1)首先明确所给的图象是什么图象,即认清图中横、纵轴所表示的物理量及它们的
函数关系。特别是对那些图形相似,容易混淆的图象,更要注意区分。
运动学图象追及和相遇问题
1.如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对相应的线段所表示的汽车的运动情况,下列说法不正确的是( )
A.AB段表示汽车静止
B.BC段汽车发生的位移大于CD段汽车发生的位移
C.CD段汽车运动方向和BC段汽车运动方向相反
D.CD段汽车运动速度大于BC段汽车运动速度
解析:分析题图可知:AB段表示汽车静止;BC段表示汽车向正方向做匀速直线运动,发生的位移为8 m,vBC=Δx1Δt1=12-43-1 m/s=4
m/s;CD段表示汽车向反方向做匀速直线运动,发生的位移为-12 m,vCD=Δx2Δt2=0-125-3 m/s=-6 m/s,负号表示运动方向与正方向相反.
答案:B
2.(多选)物体做直线运动的v-t图象如图所示,根据图象提供的信息可知( )
A.第4 s初物体运动的加速度为2 m/s2
B.前8 s内物体运动的位移为32 m
C.在0~4 s内与4~6 s内物体运动的加速度方向相反
D.在0~4 s内与4~6 s内物体运动的平均速度相等
解析:图象的斜率表示加速度,则第4 s初物体运动的加速度a=ΔvΔt=8-44 m/s2=1 m/s2,故A项错误;图象与坐标轴围成面积代表位移,前8 s内物体运动的位移x=12×(4+8)×4 m+12×8×2 m=32 m,故B项正确;在0~4 s内与4~6 s内物体运动的速度都为正,加速度方向相反,故C项正确;在0~4 s内的平均速度v1=4+82
m/s=6 m/s,4~6 s内的平均速度v2=0+82 m/s=4 m/s,故D项错误.
答案:BC
3. (多选)在一笔直公路上有a、b、c三辆汽车,它们同时经过同一路标开始计时,此后的v-t图象如图所示,下列判断正确的是( )
A.在t1时刻a、b速度相等
B.0~t1时间内,a、b间的距离在减小
C.0~t1时间内,a位于b、c前面
D.t1时刻以后,b位于a、c前面
运动图象 追及相遇问题 小练习
1.一物体在某点从静止开始做匀加速直线运动,其中物体运动的位移为s、加速度为a、速度为v、运动时间为t,则下列图象一定错误的是( )
【答案】D
【解析】从静止开始的匀加速直线运动加速度a恒定不变,v=at∝t,A图正确;s=12at2∝t2,B图正确;v2=2as∝s,C图正确;D图中说明物体在运动过程中加速度变化了,D项错误。
2.如图是某物体在t时间内运动的位移—时间图象和速度—时间图象,从图象上可以判断和得到( )
A.物体的位移—时间图象是抛物线 B.该物体做的是曲线运动
C.该物体运动的时间t为2 s D.该物体运动的加速度为1.5 m/s2
【答案】A
【解析】从v-t图象可知,物体做的是匀加速直线运动,因此位移与时间的二次方成线性关系,因此位移—时间图象是抛物线,A项正确;该物体做的是直线运动,B项错误;由8 m=12×(3 m/s+6 m/s)t,得t=169 s,加速度a=ΔvΔt=6-3169 m/s2=2716 m/s2,C、D项错误。
3.物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图甲、乙所示,关于这两个物体的运动情况描述正确的是( )
A.甲在0~6 s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
B.甲在0~6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m
C.乙在0~6 s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
D.乙在0~3 s内的加速度与3~6 s内的加速度方向相反
【答案】BC
【解析】甲图象中的直线的斜率表示速度,速度方向不变,没有来回运动,只是相对于原点的位移,一开始为负,后来为正,选项B正确;乙图象中直线的斜率表示加速度,速度先是负向变小,后正向增大,有来回运动,选项C正确。
4.A、B两个物体在同一条直线上做直线运动,它们的a-t图象如图所示,规定水平向右为正方向.已知在t=0时,两物体的速度均为零,且A在B的左边1.75 m处,则A追上B的时间是( )
运动图像 追击相遇问题讲义(教师逐字稿)
课程简介:PPT(第 1 页):同学好,我们又见面了,我依然是你最贴心
的学习小贴士,今天我们的内容是运动图像、追击相遇问题。
PPT(第 2 页):追击相遇问题是我们直线运动部分相当重要的板块,是
匀变速直线运动环节的必考内容之一,也是充分理解匀变速直线运动
问题的最重要的环节。
PPT(第 3 页):为了强化我们学习的效率,整个模块知识点,我们从梳
理知识体系和解决经典问题实例两部分开始着手。
PPT(第 4 页):首先我们看一下梳理知识体系部分的内容。
PPT(第 5 页):这张片子是关于追击相遇问题的主要框架,主要分为
运动图像和追击相遇两个板块,这也反应了我们追击相遇问题或者直
线运动的问题,其实他的最优解都是通过图像来解答的。
PPT(第 6 页):让我们来看一下 x-t 图像,这个图上不同的线表示不
同的意义。
①表示物体做匀速直线运动,斜率表示速度
②表示物体静止
③表示物体静止
④表示物体自 x0 位置向负方向做匀速直线运动
⑤交点的纵坐标表示三个物体此时刻相遇的位置
⑥表示 t1 时刻的位移 x
1
⑦与④平行,表示速度相同PPT(第 7 页):然后是 v-t 图像,图中的线段代表运动的不同状态:
①表示物体做匀加速直线运动,斜率表示加速度
②表示物体做匀速直线运动
③表示物体静止
④表示物体以 v0 的初速度向正方向做匀减速直线运动
⑤交点的纵坐标表示三个物体此时刻的速度是相同的,不一定相遇
⑥表示 t1 时刻物体的速度 v
1
⑦与④平行,表示加速度相同
PPT(第 8 页):好,说完图像问题,我们先谈一下追及、相遇问题的实
质,就是分析两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置。
1.抓住一个条件,两个关系
(1)一个条件:二者速度相等。它往往是能否追上或距离最大、最小
的临界条件,也是分析判断的切入点。
(2)两个关系:即时间关系和位移关系。可通过画草图找出两物体的