高中物理运动图像:追及与相遇问题
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运动图像、追及与相遇【典型例题】类型一、对x-t 图象的应用例1、甲、乙两人同时从A 地赶往B 地,甲先骑自行车到中点改为跑步,而乙则是先跑步到中点改为骑自行车,最后两人同时到达B 地。
又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度快,并且两人骑车速度均比跑步速度快,若某人离开A 地的距离x 与所用时间t 的函数关系用图中的四个函数图象表示,则甲、乙两人的图象只可能是()A .甲是①,乙是②B .甲是①,乙是④C .甲是③,乙是②D .甲是③,乙是④【答案】B 【解析】前一段位移甲的速度比乙的速度大,故甲的x-t 图象的斜率较大;后一段位移甲的速度比乙的速度x-t 图象要时刻牢记:BC 【答案】C类型二、通过对v-t 图象分析获取信息例2、两辆游戏赛车a 、b 次比赛中的v-t 图如图所示。
哪些图对应的比赛中,有一辆赛车追上了另一辆()【答案】AC【解析】在v-t 图象中,图线和坐标轴包围的面积,在数值上等于位移的大小。
若要一辆车追上另一辆车,位移应该相等,在图象中,面积应该相等,所以AC 正确。
【总结升华】从v-t 图象可获取物体运动的信息有:1.物体运动的快慢(速度大小)——对应纵轴数值;2.物体运动的方向——t 轴上方为正方向,t 轴下方为负方向;3.运动速度的变化——图象对应的v 的数值变化可以看出运动快慢的变化;4.加速度大小及变化——图象斜率大小即加速度大小(tan a θ=)。
斜率变大,则a 变大;反之,则a 变小;斜率不变,则是加速度不变的匀变速直线运动;5.物体运动的位移——图象和坐标轴围成的图形的面积大小。
举一反三【变式】某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。
不计空气阻力,取向上为正方向,在下边v-t图象中,最能反映小铁球运动过程的速度——时间图线是()【答案】C【解析】小球竖直上抛后,在上升过程,速度减小,到最高点时速度等于零,下降时速度增大,进入水中后,因受到水的阻力,加速度减小,但速度仍增大,进入淤泥后,淤泥对球的阻力大于小球的重力,故向下减速运动,直到速度为零,由以上分析知,选项C正确。
第 1 讲图像和追及相遇专题【知识点三】图像问题1、匀速直线运动的运动图象:(1)位移时间图象( x-t 图象):从原点出发的匀速直线运动中位移x 与时间 t 成正比,x 因此其位移图象是正比率函数图象(如下图 ),x 这条而直线的斜率表示匀速直线运动的速度。
(2)速度时间图象( v-t 图象):因为匀速直线运动的速度不随时间而改变。
2、匀变速直线运动的运动图象:速度 - 时间图象位移-时间图象加快度-时间图象vxa图象t 0 t tt 0t初速度为零的匀加快直线运动从原点出发的匀加快直线运动特(图线和坐标轴所围成部分可是原点的直线经过原点的抛物线线(图线和坐标轴所围成部分的面点的面积大小代表位移的大小)积大小代表末速度大小)3、位移图像和速度图像的比较:x-t 图象v-t 图象x ①v ①②②x1 ③v1③④④①t ①表示初速度不为零匀加快直线运动表示初始地点坐标不为零的匀速直线运动1②表示物体做匀速运动(斜率表示速度)②表示物体做匀加快运动(斜率表示速度)③表示物体静止③表示物体做匀速运动④表示物体沿负方向做匀速直线运动④表示物体做匀减速运动★交点坐标表示相遇时的地点和时辰★交点坐标表示速度相等时的速度和时辰★ 图线的斜率代表速度★ 图线的斜率代表加快度★ 面积无心义★ 面积:代表位移。
★ 截距代表初始地点★ 截距代表初速度题型一: V-t 图像【例】如下图是一物体做直线运动的 v-t 图像,以向东为正方向,该物体在 t<5 s 时间内的速度方向为,加快度方向为,该物体做 (选填“匀加快” 或“匀减速” ) 直线运动 ;在 t=5s 时,该物体的速度大小为,加快度大小为 ;在 t >5S 此后该物体的速度方向为,加快度方向为,该物体做 (选填“匀加快”或“匀减速,’ )直线运动 ;在 0-10S 内该物体速度大小的变化状况是。
【例】质点做直线运动的A 0.25m/s向右B 0.25m/s向左v-t 图像如下图,规定向右为正方向,则该质点在前8s 内均匀速度的大小和方向分别为( )C 1m/sD 1m/s 向右向左【例】某物体沿直线运动,其v-t 图象如下图,以下说法正确的选项是()A在 1s 内和第 6s 内的速度方向相反B在 1s 内和第 6s 内的加快度方向相反C第 2s 内的加快度为零D第 6s 末物体回到原出发点【例】如下图,一起学沿向来线行走,现用频闪照相记录了他行走中映该同学运动的速度-时间图像的是()9 个地点的图片,察看图片,能比较正确反【例】一枚火箭由地面竖直向上发射,其v-t 图象如下图,由图象可知()A 0 ~ t a段火箭的加快度小于t a-t b段火箭的加快度B 在 0-t b段火箭是上涨的,在t b-t c段火箭是着落的C t b时辰火箭离地面最远D t c时辰火箭回到地面【例】(2013 海南卷)一物体做直线运动,其加快度随时间变化的a-t 图象如下图。
四、运动的图象运动的相遇和追及问题1、图象:(1) x—t图象①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。
②图线斜率的意义A.图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.B.图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向.③两种特殊的x-t图象(1)匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线.(2)若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态纵坐标表示物体运动的位移,横坐标表示时间Array图像意义:表示物体位移随时间的变化规律①表示物体做静止;②表示物体做匀速直线运动;③表示物体做匀速直线运动;①②③交点的纵坐标表示三个运动物体相遇时的位移相同。
(2)v—t图象①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律.②图线斜率的意义a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小.b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向.③图象与坐标轴围成的“面积”的意义a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.③常见的两种图象形式(1)匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线.(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时间图像意义:表示物体速度随时间的变化规律①表示物体做匀速直线运动;②表示物体做匀加速直线运动;③表示物体做匀减速直线运动;①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;图中阴影部分面积表示0~t1时间内②的位移【习题1】在下面的图像中描述匀加速直线运动的有()A.甲、乙 B.乙、丁 C.甲、丁 D.丙、丁【习题2】(双选)甲、乙、丙、丁四个物体在沿同一条直线上运动,规定统一的正方向,建立统一的X坐标轴,分别画出四个物体的位移图像或速度图像,如图所示,以下说法正确的是()A.甲与乙的初位置一定不同,丙与丁的初位置可能相同B.在t1时刻,甲与乙相遇,丙与丁相遇C.甲与丙的运动方向相同D.若丙与丁的初位置相同,则在t1时刻丙在丁的前面11【习题3】(双选)图为P、Q两物体沿同一直线作直线运动的s-t图,下列说法中正确的有A. t1前,P在Q的前面B. 0~t1,Q的路程比P的大C. 0~t1,P、Q的平均速度大小相等,方向相同D. P做匀变速直线运动,Q做非匀变速直线运动【习题4】(双选)如图为一物体沿直线运动的速度图象,由此可知A. 2s末物体返回出发点B. 4s末物体运动方向改变C. 3s末与5s末的加速度大小相等,方向相反D. 8s内物体的位移为零【习题5】(双选)如图是某物体做直线运动的v-t图象,由图象可得到的正确结果是A. t=1s时物体的加速度大小为1.0 m/s2B. t=5s时物体的加速度大小为0.75 m/s2C. 第3s内物体的位移为1.5 mD. 物体在加速过程的位移比减速过程的位移小【习题6】t=0时,甲乙两汽车从相距80 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是A、在第1小时末,乙车改变运动方向B、在第2小时末,甲乙两车相距20 kmC、在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大D、在第4小时末,甲乙两车相遇2、相遇和追及问题:(1) 追击问题的分析方法:A. 根据追逐的两个物体的运动性质,选择同一参照物,列出两个物体的位移方程;⎭⎬⎫;.;.的数量关系找出两个物体在位移上间上的关系找出两个物体在运动时C B 相关量的确定D.联立议程求解.说明:追击问题中常用的临界条件:⑴速度小者追速度大者,追上前两个物体速度相等时,有最大距离;⑵速度大者减速追赶速度小者,追上前在两个物体速度相等时,有最小距离.即必须在此之前追上,否则就不能追上.【习题7】 一车处于静止状态,车后距车S0=25处有一个人,当车以1的加速度开始起动时,人以6的速度匀速追车,能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少?【习题8】 汽车正以10m/s 的速度在平直公路上前进,发现正前方有一辆自行车以4m/s 的速度同方向做匀速直线运动,汽车应在距离自行车多远时关闭油门,做加速度为6m/s 2的匀减速运动,汽车才不至于撞上自行车?(2) 相遇问题的分析方法:A. 根据两物体的运动性质,列出两物体的运动位移方程;B. 找出两个物体的运动时间之间的关系;C. 利用两个物体相遇时必须处于同一位置,找出两个物体位移之间的关系;D. 联立方程求解.【习题9】从同一抛点以30m/s初速度先后竖直上抛两物体,抛出时刻相差2s,不计空气阻力,取g=10m/s2,两个物体何时何处相遇?易错现象:1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义2、不能正确计算图线的斜率、面积3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退五、力重力弹力摩擦力1、力:力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。