速度图像分析物体运动讲解
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第6讲物体运动的判断从v-t图像看加速度如图,大街上,车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往.(1)汽车做加速运动时,加速度的方向与速度方向有什么关系?减速时呢?(2)汽车的加速度增大(或减小),对汽车的速度变化有什么影响?【答案】(1)汽车做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;汽车做减速运动时,加速度方向与速度方向相反.(2)汽车的加速度增大,汽车速度变化得更快;汽车的加速度减小,汽车速度变化得更慢.一、速度图像1.由图像能判断不同时刻对应的瞬时速度(1)瞬时速度为正,说明物体沿选定的正方向运动,如图中的图线1、4、5;(2)瞬时速度为负,说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动,如图中的图线2、3;(3)若图线经过t轴,说明物体的运动方向发生变化,如图中的图线6。
2.根据图像判断物体的运动性质(1)若图线平行于t轴,则表示物体做匀速直线运动,如上图中的图线1、2;(2)若图线不平行于t轴,则表示物体做变速运动,如上图中的图线3、4、5、6。
3.截距的意义(1)纵轴上的截距:表示初始时刻物体的瞬时速度;(2)横轴上的截距:表示该时刻物体的速度为零,该时刻前后物体的速度方向相反。
4.图线交点的意义:两条图线相交,表示该时刻两物体的瞬时速度相同。
二、从vt图像看加速度1.vt图像的斜率:表示物体运动的加速度,即a=ΔvΔt。
(如图所示)2.a 的定性判断:在同一v t 图像中,图线的斜率越大,其加速度也越大。
3.a 的定量计算:在图线上取两点,坐标分别为(t 1,v 1),(t 2,v 2),则a =v 2-v 1t 2-t 1。
三、物体运动性质的判断1.加速度的大小决定了速度变化的快慢(1)(2)2.加速度方向与速度方向的关系决定了速度大小的变化——加速、减速的判断(1)加速度与速度同向时,物体做加速运动;(2)加速度与速度反向时,物体做减速运动。
例题1. 如图是做直线运动的某质点的v -t 图像,请分析:(1)质点在图中各段时间内分别做什么运动?(2)在0~4 s 、8~10 s 、10~12 s 内质点的加速度各是多少?【答案】见解析【解析】(1)在0~4 s 内质点的速度不断增大,且方向始终沿正方向,则质点做正向加速直线运动;在4~8 s 内,质点的速度始终为10 m/s ,则质点做正向匀速直线运动;在8~10 s 内,质点的速度不断减小,且方向始终为正,则质点做正向减速直线运动;在10~12 s 内,质点的速度不断增大,且方向始终为负,则质点做负向加速直线运动.(2)由a =Δv Δt 得0~4 s 内的加速度a 1=10-04-0m/s 2=2.5 m/s 2 8~10 s 内的加速度a 2=0-1010-8m/s 2=-5 m/s 2 10~12 s 内的加速度a 3=-10-012-10m/s 2=-5 m/s 2 对点训练1. (多选)某物体沿直线运动,其v -t 图像如图所示,下列说法正确的是( )A .第1 s 内和第2 s 内物体的加速度大小相等B .第1 s 内和第2 s 内物体的加速度方向相反C .第3 s 内物体的速度方向和加速度方向相同D .第2 s 末物体的加速度为零【答案】ABC【解析】物体在第1 s 内的加速度a 1=2-01 m/s 2=2 m/s 2,在第2 s 内的加速度a 2=0-21m/s 2=-2 m/s 2,选项A 、B 正确;第3 s 内,物体沿与正方向相反的方向做加速运动,速度方向与加速度方向一定相同,选项C 正确;物体在第2 s 末的加速度为-2 m/s 2,选项D 错误. 例题2. (多选)两质点A 、B 从同一地点开始运动的速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )A .质点A 的加速度大小为0.5 m/s 2B .t =1 s 时,质点B 的运动方向发生改变C .t =2 s 时,质点B 的加速度方向不变D .第2 s 内,质点B 的速度方向与加速度方向相同【答案】AC【解析】质点A 的加速度大小为2-04m/s 2=0.5 m/s 2,选项A 正确;t =1 s 时,质点B 的运动方向没有改变,选项B 错误;t =2 s 时,质点B 的速度方向改变但加速度方向不变,选项C 正确;第2 s 内,质点B 的速度方向为负,加速度方向为正,故选项D 错误.对点训练2. 一汽车以36 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶,驾驶员发现正前方斑马线上有行人后立即刹车使汽车做匀减速运动.已知该驾驶员的反应时间为0.4 s,汽车行驶过程中的v-t图像如图所示,则汽车刹车的加速度大小为()A.15 m/s2B.18 m/s2C.5 m/s2D.4.2 m/s2【答案】C【解析】由单位换算可知36 km/h=10 m/s,v-t图像的斜率表示加速度,则刹车的加速度为a=0-102.4-0.4m/s2=-5 m/s2,选项C正确,A、B、D错误.1.由vt图像可以确定物体在某时刻速度的大小和方向纵坐标的绝对值为瞬时速度的大小,正、负表示瞬时速度的方向,正值表示速度的方向与正方向相同,负值表示与正方向相反。
速度时间图像的知识点速度时间图像是物理学中的一种重要工具,它能够用直观的方式展示物体运动的特征,帮助我们更好地理解和分析运动过程。
在本文中,我们将探讨速度时间图像的基本概念、特点以及它与加速度的关系。
首先,我们需要明确速度时间图像是描述物体速度随时间变化规律的图像,通过将时间作为横坐标,速度作为纵坐标,可以获得一条连续的曲线。
这条曲线能够直观地展示出物体在不同时间点的速度大小和方向。
其次,速度时间图像的特点在于能够展示出物体的加速度。
当速度时间图像是一条直线时,说明物体的加速度为常数。
而当速度时间图像是一条曲线时,说明物体的加速度是变化的。
通过观察速度时间图像的曲线形状,我们可以推断出物体的加速度是增大还是减小。
例如,当曲线的斜率逐渐变大,说明物体的加速度在不断增大,反之亦然。
此外,速度时间图像还可以用来推导位移。
位移可以通过速度时间图像上相邻两点之间的面积计算而得。
具体而言,当速度曲线在某一时间段上方,表示物体在该时间段内做正加速运动,面积为正值;当速度曲线在某一时间段下方,表示物体在该时间段内做减速运动,面积为负值。
根据这个特点,我们可以通过速度时间图像计算物体在不同时间段内的位移。
最后,速度时间图像还能够给出物体运动过程中的特殊情况。
例如,当速度时间图像是一条平行于时间轴的直线时,说明物体做匀速运动;当速度时间图像是一条水平交错的曲线时,说明物体处于静止和匀速运动之间的变化阶段;当速度时间图像是一条折线时,说明物体在运动中发生了方向变化。
综上所述,速度时间图像是一种用于描述物体运动特征的重要工具。
通过观察速度时间图像,我们可以推断出物体的加速度变化情况、计算位移以及判断特殊运动状态。
因此,了解速度时间图像的相关知识点对于理解和分析运动过程具有重要的意义。
希望通过本文的介绍,能够帮助读者深入理解速度时间图像的概念和应用。
单元专项提升01 速度的计算和运动图像问题1.利用速度计算公式tsv =解决实际问题,如计算列车的速度、列车过隧道和桥梁问题、判断汽车是否超速、交通安全问题等。
2.利用s-t 图像和v-t 图像分析物体的运动情况,计算物体运动的速度等。
知识点一、利用速度公式tsv =进行计算 1.公式:t s v =变形公式:vs t vt s ==、。
2.单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s ,或者m ·s -1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
hkm h km h kms m s m /6.3/360010001360011000111/1=⨯=== 3.与速度有关的交通标志 ①速度表可以直接显示出车辆的运动速度。
下图中的汽车速度表,它上面的单位是km/h ,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是多少km/h 。
如图所示,汽车的速度是80 km/h 。
“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km 。
汽车速度表 高铁速度指示屏 ②限速标志与里程标记甲 乙在不同的道路或不同的路段,有很多限速的标志牌。
如图甲所示为限速标志,限速标志牌的单位是km/h ,表示机动车在该道路上行驶,速度不得超过60km/h 。
图乙是公路上的里程标记牌,表示从此标志牌到北海的路程为24km 。
4.平均速度(1)在变速运动中,只做粗略研究,也可以用tsv =来描述运动的快慢,这样算出来的速度叫做平均速度。
平均速度等于物体运动的路程与通过这段路程所用时间之比。
日常所说的速度,多数情况下指的是平均速度。
(2)计算公式:tsv =s 是总路程,t 指总时间。
(3)对平均速度的理解平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度,但不能精确地知道它的运动情况。
我们说一个物体的平均速度时,必须指出在哪段时间内,或在哪段路程中,因为在不同的时间或路程中,平均速度一般不同。
知识点二、t s -图像与t v -图像(1)t s -(路程-时间)图像:路程随时间的变化图像叫路程时间图像,纵坐标表示路程(s ),横坐标表示时间(t ),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
物体运动的图像分析一、引言物体的运动是物理学中重要的研究内容之一。
随着科技的发展,人们可以通过图像分析的方法更加直观地观察和研究物体的运动规律。
本文将通过图像分析的角度来探讨物体运动的特点和相关应用。
二、图像分析基础图像分析是对图像中的像素进行处理和解读的过程,通过对像素点的颜色、亮度等信息进行处理,得到物体的轮廓、运动轨迹等重要数据。
图像分析基础包括图像采集、图像处理和运动轨迹分析等方面。
1. 图像采集图像采集是指利用相机、摄像机等设备,将物体的运动过程转化为数字图像。
根据实际需求,可以选择合适的采集设备,并调整参数以确保图像的质量。
2. 图像处理图像处理是对采集到的图像进行数字化处理的过程。
主要包括灰度化、滤波、边缘检测等步骤,以提取出物体的特征信息。
3. 运动轨迹分析运动轨迹分析是对物体在图像中的位置变化进行研究的过程。
通过对连续帧图像的比较和计算,可以得到物体运动的速度、加速度等相关参数。
三、物体运动的图像分析方法物体运动的图像分析方法多种多样,根据具体的应用需求和实验条件选择合适的方法进行研究和分析。
1. 帧差法帧差法是一种基于相邻图像帧的差异来分析物体运动的方法。
通过对相邻帧图像中像素值的差异进行计算,可以得到物体的运动轨迹。
该方法简单易懂,适用于运动速度较慢的物体。
2. 光流法光流法是利用物体在连续帧图像中的像素变化来分析物体运动的方法。
通过对图像中像素点的移动方向和速度进行计算,可以得到物体的运动轨迹和速度信息。
该方法适用于物体速度较快、图像帧数较高的情况。
3. 形态学分析法形态学分析法是一种利用数学形态学原理对物体形状进行分析的方法。
通过对物体的形状、轮廓等特征进行提取和分析,可以得到物体运动的轨迹和形变等信息。
该方法适用于研究物体形状变化的情况。
四、物体运动图像分析的应用场景运动图像分析在很多领域都有广泛的应用,下面将介绍其中几个典型的应用场景。
1. 运动目标跟踪运动目标跟踪是指通过分析图像中的物体运动轨迹,实时追踪和定位物体的位置。
高考物理:认识一下速度-时间图象!物理图象法是运用数学图象,比较直观形象地展示物理规律,解决问题的一种重要方法。
速度—时间图象表示做直线运动的物体的瞬时速度随时间变化的关系。
横坐标表示从计时开始的各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的瞬时速度,速度—时间图象上各点的坐标(t,v)表示t时刻物体的速度是v。
因速度是矢量,故速度—时间图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方速度为正值代表物体沿“正方向”运动,t轴下方速度为负值代表物体沿“负方向”运动,所以“速度—时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况。
如图所示,我们规定小车向左运动为正,那么在速度—时间图象上速度为正就表示小车向左运动,速度为负表示小车向右运动。
如图所示0到t1时间内速度为正表示小车向左运动,t1到t2时间内速度为负表示小车向右运动。
速度—时间图象没有时间t的“负轴”,因为时间没有负值,画图时要注意这一点。
从速度—时间图象可以直接看出任一时刻物体的瞬时速度,所以就可以知道物体在做加速运动还是减速运动。
如图2所示,0到t1时间内速度为正且逐渐减小表示小车向左做减速运动,t1到t2时间内速度为负且逐渐增大表示小车向右做加速运动。
注意速度的正负表示方向,比较大小时只看速度的绝对值。
图象与纵坐标的交点表示开始计时时物体的速度,与横坐标的交点表示这—时刻物体速度为零。
1V-T图像的意义例1、如图为同时、同地出发的甲、乙、丙三个物体的“速度—时间”图象,下列说法正确的是()A. 甲、丙两物体做曲线运动,乙做直线运动B. 甲物体先加速后减速,丙物体一直做加速运动C. 甲、乙、丙三个物体都沿着正方向做加速直线运动D. t'时刻甲、乙、丙三个物体速度相同,位于同一位置分析:对于速度—时间图象首先应明确速度只有两个方向(正和负),所以只能描述直线运动,不能描述曲线运动(速度方向时刻在变)。
速度的正负表示方向,绝对值表示大小,所以可以直接从图上看出物体是做加速运动还是做减速运动。