16用图像描述直线运动

Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.§1.6用图象描述直线运动 【学习目标】 1.知识和技能：( 1 )理解匀速直线运动的位移——时间图像。

理解图像的物理意义。

能通过图线求匀速直线运动的速度，能从图线的斜率大小判断速度的大小。

( 2 )理解匀速直线运动的速度——时间图像。

理解图像的物理意义。

知道图线下的“面积”表示做匀速直线运动物体的位移大小。

2. 方法和过程：( 1 )认识到许多物理规律都可以由图像表示。

( 2 )学会看懂图像所表示的物理规律。

( 3)了解文字叙述、数学公式、函数图像是表述物理规律的三种基本方法。

3. 情感、态度、价值观：( 1 )培养观察能力和归纳总结能力。

( 2 )培养乐于合作讨论的习惯，体验自主探究的学习方式。

【学习重点】 图像的物理意义。

【知识要点】（1）、匀速直线运动的位移-时间图像 匀速直线运动位移-时间图像的特点：①s=vt ，显然匀速直线运动 s —t 图是s=vt 的反映；②通过s —t 图可以直接读出运动过程中对应时刻(间)的位置(移)； ③ s —t 图直线的斜率表示匀速直线运动的速度。

（2）、匀速直线运动的速度-时间图像 匀速直线运动的速度-时间图像特点：①s v t =，s=vt ，显然匀速直线运动 v —t 图是v=c 的反映，图像是一条平行于横轴的直线； ②通过 v —t 图，可以读出物体运动的速度（大小、方向）； ③s=vt ，匀速直线运动v —t 图线下的面积表示运动的位移。

（3）、匀变速直线运动的速度-时间图像 由加速度公式可得：与数学方程式 对比分析可得匀变速直线运动的速度-时间图像的特点： ①匀加速直线运动 v —t 图是 v t =v 0+at 的反映；②通过 v —t 图，可以读出某一时刻物体运动的瞬时速度； ③直线的斜率表示匀变速直线运动的加速度； ④纵轴上的截距表示初速度的大小。

1.6 用图像描述直线运动突破思路学生最难理解的是图象和物体具体运动的对应关系．教学中要双管齐下：先引导学生探讨怎样把一个具体的运动用图象表示出来，然后再针对具体的图象探讨究竟表示了什么样的运动．从作图、看图、用图各方面引导学生掌握图象的意义．作图时要学会用实验数据、建立合适的坐标系、用描点法绘图．看图时，首先要看纵、横坐标的物理量符号，弄清所表示的是哪两个量之间的关系，再看物理量的单位和标度，搞清每个坐标小格代表的量是多少，然后才看图象的形状，根据它的特点和变化分析其含义．有些图象的形状相同或相似，但由于纵、横坐标代表的物理量不同,则图象的含义也不同．图象的截距往往反映物理过程中的某些特定状态，如匀变速直线运动的速度图线与纵轴的截距表示物体运动的初速度．物理图象的斜率有一定的物理意义，如位移一时间图象的斜率表示物体运动的速度，速度一时间图象的斜率表示物体的加速度．一般规定横轴上方的“面积”为正，下方为负．无论该“面积”表示的是矢量还是标量，都应取代数和．用这种图象的“面积”解决变量问题很有效，分析复杂的运动过程常利用它．本节教学主要是认识图象的意义，学会看图和画很简单的s－t 图和v－t图，对两种图象之间的转换暂不要涉及．学生的数学知识可能跟不上，教师要注意事先补充一些平面解析几何的知识，如斜率、截距等．规律总结1．弄清纵、横坐标所代表的物理意义．对于函数图象，首先要看纵、横坐标的物理量符号，弄清所表示的是哪两个量之间的关系，再看物理量的单位和标度，搞清每小格代表的量是多少,然后才看图象的形状,根据它的特点和变化分析其含义．有些图象的形状相同或相似，但由于纵、横坐标代表的物理量不同，则图象的含义也完全不同．2．图象的几个观察点．（1）图象的交点两图象相交，有一组状态量同时适合所描述的两个不同对象．例如图1－15中所示，若是位移图象，两图线的交点表示两物体相遇．若是速度图象，且甲、乙两物体同时同地运动，两图线的交点表示某时刻两物体有相同的速度，但不是相遇,而恰恰此时两物体相距最远．（2)图象的截距纵横截距往往反映物理过程中的某些特定状态，如匀变速运动的速度图线与纵轴的截距表示物体运动的初速度．（3）图象的斜率物理图象的斜率有一定的物理意义，如位移一时间图象的斜率表示物体运动的速度，速度一时间图象的斜率表示物体的加速度．(4）图象的“面积”一般规定横轴上方的“面积”为正,下方的“面积"为负,无论该“面积"表示的是矢量还是标量，都应取代数和．用这种图象的“面积”解决变量问题很有效,分析复杂的运动过程常利用它．3．物理图象常见考查方式—-图象变换考试中最常见的形式就是用图象变换考查学生掌握知识的程度．这里主要有位移一时间图象和速度一时间图象之间的变换，在处理这类问题时，首先要读懂已知图象表示的物理规律或物理过程，然后再根据所求图象与已知图象间的联系，进行图象间的变换．不过，图象变换的能力不可能靠这一节课培养,需要在今后的学习中不断练习深入．相关链接____实验数据的处理和分析（图象法）图象可以反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系．它可以将测量结果取平均值，可以由图象直接求出待测量．描绘图象的要求是：1．根据测量的要求选定坐标轴,一般以横轴为自变量,纵轴为因变量．坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位．2．坐标轴的标度的选择应合适,使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映．为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零,也可以不是零．坐标的标度值一般不必用有效数字表示，只要写明1、1。

第三节 匀变速直线运动及其图像1、匀变速直线运动若在任意相等时间内速度的变化（增加或减少）均相等，这种运动称为匀变速直线运动。

质点作匀变速直线运动时的加速度a 的大小和方向恒定不变。

由匀变速运动的两个基本概念，平均速度tsv =和加速度tv v a t 0-=，可推导出匀变速直线运动的即时速度公式、位移公式、速度平方公式。

即 at v v t +=02021at t v s +=as v v t 2202+=在运用上述公式时，一定要写注意速度v 、位移s 和加速度a 的矢量性。

此外运用这些公式还可以得出匀变速直线运动的一些特殊规律。

（1）在某个运动过程中，中间时刻的即时速度等于这个过程的平均速度，即)(2102/t t v v v v +== （2）在某个运动过程，中点的即时速度为22202/t s v v v +=且无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动都有2/2/t s v v ≥。

（3）在任意连续相邻相等的时间间隔T 内的位移之差s ∆都相等，且有2aT s =∆。

（4）初速为零的加速直线运动，从运动开始计时，在连续相等的时间间隔内的位移之比为奇数比，即123:::1:3:5:s s s =L L（5）初速为零的加速直线运动，从运动开始计时，经过连续相同的位移所用时间之比为123:::1:(21):(32):t t t =--L L知 识 导 航图1-3-12、图像物理图像能形象地表述物理规律，直观地描述物理过程，鲜明地表示物理量之间的相互关系及变化趋势。

因此努力培养自己作图、识图、分析图像的能力，对于理解物理概念，认识物理规律，分析和解答物理问题都是十分必要的。

质点的运动图像主要有：速度－时间图像（v t -图像），位移－时间图像（s t -图像）等。

对速度图线应着重理解两点：（1）速度图线的斜率，等于加速度，如图1-3-1所示，即tan va tα∆==∆ （2）速度图线下梯形的面积在数值上等于对应时间内质点位移的大小。

第二节匀速直线运动的图象理解理解匀速运动的规律，理解 s-t 图像的物理意义，能通过图像求匀速运动的速度，从图 像的斜率判断速度的大小， 学习匀速运动的 v-t 图线， 理解该图像的物理意义， 知道图像与 t 轴间所围得面积的数值就等于位移的大小，感悟图像在描述物理规律时的形象、直观、简 基础级1．怎样理解匀速直线运动的定义定义： 物体在一条直线上运动，且在任意相等的时间间隔内通过的位移相等，这 种运动称为匀速直线运动① 匀速直线运动的前提：沿直线运动，不能往返，即轨迹是直线② 运动的特点：时间若相等，位移必相等。

且时间的选取是任意的，可长可短。

若物体 在 t=1s 内，位移 s=1m ，则物体在 0.1s 内，位移为 0.1m ；物体在 0.01s 内，位移为 0.01m 2．关于匀速直线运动的位移时间图像为了描述物体的位移随时间变化的关系，我们可以任意选择一个平面直角坐标系，用横轴表示时间，用纵轴表示位移， 画出位移和时间的关系图线，这种图象叫做位移 - 时间图象，简 称为位移图象。

如图 1－8 所示，就是物体做匀速运动的位移图 象。

取初位置为坐标原点时，物体的位移等于末位置的坐标， 因此这个图象也可以叫做物体的位置 - 时间图象。

应用位移图象，我们可以求出物体在任意时间内的位移， 也可以反过来求出物体通过任一位移所需的时间。

位移图象中， 两条图线的交点表示两物体处于同一位置，即两物体相遇。

①匀速直线运动的 s-t 图像一定是一条直线②直线是否过原点？若开始计时时刻的初始位置作为位移的零点，直线过原点；若开始 计时时的初位置不作为位移的零点，则图像就不过原 点。

③ 根据图像可以知道质点在任意一段时间内的位 移；也可以知道发生一段位移所需的时间。

④ s-t 图像表示的是位移随时间变化的情况，而不 是运动的轨迹。

0-4s 时间内： 表示物体做与选定的正方向同向的匀 速直线运动4-8s 时间内 ：表示物体静止8-10s 时间内 ：表示物体做与选定的正方向相反的匀速直线运 时物体回到运动的初始位置。

匀变速直线运动专题二一一运动图像一、运动图像基本知识点:二、考试考点：1、斜率k：A：速度的大小。

B：加速度大小。

C：正负值含义2、面积S：A：是否相遇。

B：某时刻的速度大小3、交点：A：位移的极大值极小值B：是否相遇4、截距含义：A：初始值B：正负值含义5、平均值计算：三、考试类型1、普通型：【例1】质点做直线运动的速度一时间图彖如图所示，该质点（）A、在第1秒末速度方向发生了改变B、在第2秒末加速度方向发生了改变C、在前2秒内发生的位移为零D、第3秒末和第5秒末的位置相同【例2】一遥控玩具汽车在平直路上运动的位移一fl寸间图象如图1所示，贝“A、15s内汽车的位移为300mB、前10s内汽车的加速度为3m/s2C、20s末汽车的速度为一lm/sD、前25s内汽车做单方向直线运动【练习1］将一物体竖直上抛，一段时间后物体又落回抛出点。

不计空气阻力，则在这段时间内，物体速度的人小随时间变化的图像为（）【练习2］某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图所示，则（）A、在10s末时，质点的速度最大B、在0〜10s内，质点加速度的方向与速度方向相反C、在8s和12s时，质点的加速度方向相反D、在20s内，质点的位移为9m【练习3】质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示，该图线的斜率为k,图中斜线部分面枳S,下列说法正确的是（）A、斜率k表示速度变化的快慢B、斜率k表示速度变化的人小C、面积S表示tl-t2的过程中质点速度的变化量D、面积S表示tl-t2的过程中质点的位移【练习4】某汽车在沿直线刹车的过程中，其加速度逐渐增人，下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是°C A2、双线型：【例1】物体A、B的s・t图彖如图所示，由图可知（）A、从第3s起，两物体运动方向相同，且V A>V BB、两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动C、在5s内物体的位移相同，5s末A、B相遇Ds5s内A、B的平均速度相等【例11如图所示人、B、C是三个物体同时同地开始运动的位移时间图像,在时间10内下列说法正确的是（）A、A.C做曲线运动匕做直线运动B、A、B、C都是直线运动，平均速度相等C、A的路程最长,B的路程比C的路程短D、A做减速运动,B做匀速运动,C做加速运动【例1】如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移一时间（x・t）图象，由图象可以看出在0〜4s这段时间内A、甲、乙两物体始终同向运动B、4s时甲、乙两物体之间的距离最人C、甲的平均速度人于乙的平均速度D、甲、乙两物体之间的最人距离为3m【例2】A、B两个物体在水平面上沿同一直线运动，它们的v-t图象如图所示.在t二0时刻，B 在A的前面，两物体相距9m,B物体在滑动摩擦力作用下做减速运动的加速度人小为2m/s2,则A 物体追上B物体所用时间是A、3sB、5sC、7.5sDx8.5s【例1】甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，t二0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v・t图中，直线a、b分别描述了甲、乙两车在0・20s的运动情况.关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是（）A、在0-10s内两车逐渐靠近B、在10-20s内两车逐渐远离C、在5-15s内两车的位移相等D、在t=10s时两车在公路上相遇甲、乙两个物体在t二0时的位置【例1】如图（a）所示，它们沿x轴正方向运动的速度图象分别如图（b）中的图线甲、乙所示，则（）A、t二2s时甲追上乙B、甲追上乙前t二Is时二者相距最远C、甲追上乙前t二3s时二者相距最远D、t二3s时甲追上乙3、曲线型：【例1】甲、乙两物体同时开始运动，他们的s-t图象如图所示，下面所法正确的是（A、乙物体做曲线运动B、甲、乙两物体从同一地点出发C、当加以两物体速度相等时，二者之间的距离最人D、当甲乙两物体两次相遇时，二者的速度人小不相等【例11某一质点运动的位移x随时间亡变化的图象如图所示，贝叭）A、第10s末，质点的速度最人B、（T10s内，质点所受合外力的方向与速度方向相反C、第5s末和第15s末，质点的加速度方向相反D、在20s内，质点的位移为9m【例1］如图所示，a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一公路上的v-t图彖，a、b曲线交点的连线与时间轴平行，且a、b曲线关于它们两交点的连线对称.已知在匕时刻两车相遇，卞列说法正确的是（）A、在h〜匕这段时间内，两车位移相等B、匕时刻A车在前，B车在后C、在匕〜匕这段时间内的同一时刻，A、B两车的加速度相等D、在匕〜匕这段时间内的同一时间段，A、B两车的速度改变量的人小均相等【例1】如图所示为某一质点运动的位移（x）—时间（t）图像，图线为一段半圆弧，则下列说法正确的是：（）A、质点做圆周运动B、t。

物理必修一第一章课后习题答案第一节认识运动1.以地球做作为参考系2.车厢的人是注视另一站台的火车，即人的视线以离开了地面，人不以自身为参考系，就会一另一站台的火车为参考系，显然，人习惯于以自身为参考系，故有此感觉。

3.（1）、（3）4.以列车位参考系时，人向西运动；以地面为参考系时，人随列车向东运动。

5.在研究瓢虫的星数、翅膀扇动问题时，不可以将瓢虫视为质点。

在研究瓢虫的爬行轨迹、飞行路线问题时，可以将瓢虫视为质点。

6.地球同步卫星与地球自转一周的时间一致，都是一天，因此地球同步卫星与地球总是相对静止的。

第二节时间位移1.位移为零；路程1600m。

2.物体运动的路程不一定大于物体运动的位移，物体作直线运动并没有改变运动方向时，位移的大小才等于路程。

3.“3s”是指时间，时间为3s；“第3s”是指时间，时间为1s；“3s末”是指时刻；“前3s”是指时间，时间为3s;“最后1s”是指时间，时间为1s。

4.（1）“9时0分50秒”是时刻；“21小时”是时间；“6时23分”是时刻。

（2）是时刻。

（3）是时刻。

5.（1）影子的边缘在“圭”上的位置可以表示时刻，就象时间坐标轴上的一点；影子边缘在“圭”上移动的距离可以表示时间，就象时间坐标轴上的一段。

（2）经过长期观测，古人不仅了解到一天钟表影在正午最短，而且得出一年夏至日的正午，烈日高照，表影最短；冬至日的正午，煦阳斜照，表影则最长。

于是古人就以正午时的表影长度来确定节气和一年的长度。

如果连续两次测得表影的最长值（或最短值），这两次最长值（或最短值）相隔的天数，就是一年365天的时间长度。

第三节 记录物体的运动信息1． 下面一条纸带运动比较快，上、下两条纸带运动的时间之比是16：10。

2． 在DK 围点于点之间的距离几乎是等间距的，所以纸带做匀速直线运动，在A 到D 和K 到N 围，点与点之间的距离不是等间距的，所以纸带做变速直线运动。

3． 略。

第四节 物体运动的速度1． 大白鲨合某优秀运动员的速度都是平均速度。

高一物理必修一运动图像专题位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规律常用位移-时间图象（x-t图象）和速度-时间图象（v-t图象）一、匀速直线运动的Ｘ-t图象X-t图象表示运动的位移随时间的变化规律。

匀速直线运动的Ｘ-t图象是一条。

速度的大小在数值上等于，即v＝，如右图所示。

二、直线运动的v t图象1．匀速直线运动的v t图象⑴匀速直线运动的v t图象是与。

⑵从图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出一段时间内的位移，其位移为2．匀变速直线运动的v t图象⑴匀变速直线运动的v t图象是⑵从图象上可以看出某一时刻瞬时速度的大小。

⑶可以根据图象求一段时间内的位移，其位移为⑷还可以根据图象求加速度，其加速度的大小等于即a＝，越大，加速度也越大，反之则越小三、区分X-t图象、v t图象⑴如右图为v t图象， A描述的是运动；B描述的是运动；C描述的是运动。

图中A、B的斜率为（“正”或“负”），表示物体作运动；C的斜率为（“正”或“负”），表示C作运动。

A 的加速度（“大于”、“等于”或“小于”）B的加速度。

图线与横轴t所围的面积表示物体运动的。

⑵如右图为X-t图象， A描述的是运动；B描述的是运动；C描述的是运动。

图中A、B的斜率为（“正”或“负”），表示物体向运动；C的斜率为（“正”或“负”），表示C向运动。

A的速度（“大于”、“等于”或“小于”）B的速度。

⑶如图所示，是A、B两运动物体的s—t图象，由图象分析A图象与S轴交点表示：，A、B两图象与t轴交点表示：， A、B两图象交点P表示：，A、B两物体分别作什么运动。

o1tvt v/t s X/m1/v ms（）/t s 00 1 2 3 4SSX/mtABC四、Ｘ－图象与图象的比较：Ｘ－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。