2019-2020年高一物理 力学专题提升 专题01 运动学图像问题(x-t图与v-t图)
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教学资料参考范本【2019-2020】高中物理力学提升专题01运动学图像问题x_t图与v_t图撰写人:__________________部门:__________________时间:__________________【专题概述】用图像来描述两个物理量之间的关系,是物理学中常用的方法。
图像是一种直观且形象的语言和工具,它运用数和形的巧妙结合,恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。
运用图像解题的能力可以归纳为以下两个方面:1.读图2、作图和用图依据物体的状态和物理过程所遵循的物理规律,作出与之对应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
【典例精讲】1. 对x-t图像的认识:典例1 如图,折线是表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )A.在2~6 s内甲做匀速直线运动B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5 m/sC.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 mD.在t=8 s时,甲、乙两物体的速度大小相等【答案】B典例 2 如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图象,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是( )A.甲、乙两个物体同时出发B.甲、乙两个物体在同一位置出发C.甲的速度比乙的速度小D. t2时刻两个物体速度相同【答案】C2、与s-t有关的追赶问题;典例3 如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的x-t图象,由图可知( )A.t=0时,A在B后面B.B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面C.在0~t1时间内B的运动速度比A大D.A质点在0~t1做加速运动,之后做匀速运动【答案】B【解析】由图象可知,t=0时,B在A后面,故A错误;B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面,B正确;在0~t1时间内B的斜率小于A,故B的运动速度比A小,C错误;A质点在0~t1时间内做匀速运动,之后处于静止状态,故D错误典例 4 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.t1时刻两车相距B.t1时刻乙车追上甲车C.t1时刻两车的速度刚好相等D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度【答案】B【解析】由图知,0到t1时间内,乙车在甲车后面追赶,t1时刻追上甲车,A错误,B正确;x-t图象的斜率表示速度,t1时刻乙车速度大于甲车速度,C错误;0到t1时间内,两车位移相等,时间相等,根据=知,两车平均速度相等,D错误.3 变速运动的x-t图像;典例5 物体沿直线运动的位移—时间图象如图所示,则在0~4 s 内物体通过的路程s为 ( )A.s=2 m B.s=4 mC.s=10 m D.s>10 m【答案】C【解析】由图可知:物体在前2 s内位移是4 m,后2 s内位移是-6 m,所以在0~4 s内物体通过的路程s为10 m,故选C 典例6 如图所示为甲、乙、丙三个物体相对于同一位置的x-t图象,它们向同一方向开始运动,则在时间t0内,下列说法正确的是( )A.它们的平均速度相等B.甲的平均速度最大C.乙的位移最小D.图象表示甲、乙、丙三个物体各自的运动轨迹【答案】A4 利用v-t图像求位移典例7 (多选) 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则( )A.在t=1 s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 【答案】BD【解析】在t=3 s时,两车并排,由图可得在1~3 s内两车发生的位移大小相等,说明在t=1 s时,两车并排,由图象可得前1 s 乙车位移大于甲车位移,且位移差Δx=x2-x1=7.5 m,在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处,选项A、C错误,选项B正确;在1~3 s内两车位移相同,由图象甲可求位移x=×(10+30)×2 m=40 m,选项D正确典例8 如图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度及25 s时直升机所在的高度是多少?【答案】600 m 500 m5 v-t图像的综合运用典例9 图所示是A、B两物体从同一地点出发,沿相同的方向做直线运动的v-t图象,由图象可知( )A.A比B早出发5 sB.第15 s末A、B速度相等C.前15 s内A的位移比B的位移大50 mD.第10 s末A、B位移之差为75 m【答案】D6 利用图像求追击相遇问题:典例10 在水平轨道上有两列火车A和B,相距s,A车在后面做初速度为、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同。
专题一 运动学中的图像问题知识点一、运动学中的图像问题1.v -t 图象的应用技巧(1)图象意义:在v -t 图象中,图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度,斜率的正负表示加速度的方向.(2)注意:加速度沿正方向不表示物体做加速运动,加速度和速度同向时做加速运动. 2.x -t 图象的应用技巧(1)图象意义:在x -t 图象上,图象上某点的斜率表示对应时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向. (2)注意:在x -t 图象中,斜率绝对值的变化反映加速度的方向.斜率的绝对值逐渐增大则物体加速度与速度同向,物体做加速运动;反之,做减速运动.知识点二、其他图像问题1.基本思路(1)解读图象的坐标轴,理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义. (2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息. 2.解题技巧(1)应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度. (2)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和该点前后两段图线. (3)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等.类型1 xt 图的应用解题1.(2023秋•惠山区校级月考)小明带着相机游玩鼓浪屿,边游玩边取景拍照,全程步行2万步。
如图为某段时间内的x ﹣t 图像,由图可知( ) A .在0~t 0时间内,小明的行走轨迹为一条曲线B .在0~t 0时间内,小明的加速度越来越小,行走的平均速度小于x 1−x 0t 0C .t 0时刻以后,小明做匀速直线运动D .游玩过程中,为实时监测相机的大致位置,可以将小明与相机视为一个质点2.(2023秋•安徽月考)一质点做匀变速直线运动的x ﹣t 图像如图所示,图像上的a 点对应6s 末的时刻,图像过a 点的切线与x 轴交于36m 处,质点在10s 末的瞬时速度为零,关于该质点的运动下列叙述正确的是( )A .前6s 内的平均速度为8m/sB .第6s 末的瞬时速度为14m/sC .第8s 未的瞬时速度为12m/sD .第8s 末的瞬时速度为4m/s类型2 匀变速直线运动下xt 图问题3.(2023秋•福州期中)2022年2月24日,俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动。
x-t图像
一、图像的轴、线的物理意义
1.x-t图像的横轴代表时间,纵轴代表位移(位置)。
2.图像的形状(线)反映的是物体的位移(位置)随时间的变化情况
3.x-t图像t轴上方的图线表示x>0,t轴下方的图线表示x<0
4.x-t图像只能反映物体做直线运动
二、图像的点
1.x-t图像点表示物体在某时刻物体的位移(位置)
2.x-t图像两条线的交点表示两物体在某时刻相遇
3.x-t图像上图像的拐点表示速度方向改变
三、图像的截距
1.x-t图像上的线与时间t轴截距表示物体在某时刻位移为0
2.x-t图像上的线与速度x轴截距表示物体初始时刻位置
四、图像的斜率
1.x-t图像两点连线的斜率表示物体在该过程中的平均速度
2.x-t图像曲线中每点切线斜率表示该点物体的瞬时速度。
注意:
1.斜率的计算是几何算法
2.斜率的正负代表运动方向
五、反映运动的性质
1.倾斜直线表示匀速直线运动
2.曲线斜率越来越小,表示物体做速度逐渐减小的变速直线运动
3.曲线斜率越来越大,表示物体做速度逐渐增大的变速直线运动
4.平行于时间轴的直线,斜率k=0,v=0,表示物体静止。
2019-2020学年度上学期高中物理一轮总复习试题内容:《x-t、v-t、a-t图像的应用》命题人:嬴本德测试时间:100分钟试卷满分:150分一、单选题:本题共30小题,每小题2分,共60分。
在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示为甲和乙在地面同一直线上运动的v-t图象,已知t=0时甲乙从同一位置出发,则在0~4s内对于甲、乙运动描述正确的是()A.甲做往返运动,4s末回到起点B.在t=2s时甲乙相距最大C.甲和乙之间的最大距离为8mD.甲和乙之间的最大距离为m3162.某物理兴趣小组用加速度传感器探究一质量为m的物体从静止开始做直线运动的情况,得到加速度随时间变化的关系如图所示,则由图象可知()A.物体在t=6s时速度为2.6m/sB.物体在10~14 s内的平均速度为3.8 m/sC.物体先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动D.物体在t=2 s与t=8 s时所受合外力大小相等,方向相反3.一质点由静止开始沿直线运动,其速度-位移图象如图所示,运动到距出发点x0处,速度大小为v0.下列选项正确的是()A.质点做匀加速直线运动B.质点运动前2x的平均速度大于后2x的平均速度C.质点运动x0的平均速度为2vD.以上说法都不对4.如图是某质点甲运动的速度-时间图像,下列说法正确的是()A.质点在0~1 s内的平均速度是2 m/sB.质点在0~2 s内的位移大小是2 mC.质点在4 内的平均速度是1.25m/sD.质点在0~4 s内的位移是0 m5.光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动,物体的加速度随时间变化(a﹣t)的关系如图所示.已知t=0时物体的速度为2m/s,以此时的速度方向为正方向.下列说法中正确的是()A.0~1s内物体做匀加速直线运动B.t=1s时物体的速度为4m/sC.t=1s时物体开始反向运动D.t=2s时物体离出发点最远6.甲乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,其位移-时间图像如图所示,其中甲车图像为直线,乙车图像为抛物线,则下列关于两车运动情况的说法正确的是()A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动B.在t=2s时,甲、乙两车相遇C.在t=2s时,甲、乙两车速度大小相等D.在0~4s内,甲、乙两车的平均速度大小均为2m/s7.甲、乙两车从同一地点沿同一方向在一平直公路上做直线运动,它们的v-t图象如图所示.下列判断正确的是()A.t=4s时,甲、乙两车相距最远B.t=8s时,乙车正好追上甲车C.0~10s运动过程中,乙车始终没有追上甲车D.t=6s之前,甲、乙两车越来越近8.如图,是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对线段OA、AB、BC、CD 所表示的运动,下列说法正确的是A.OA段运动最快B.AB段汽车做匀速直线运动C.运动4h后汽车的位移大小为30kmD.CD段表示的运动方向与初始运动方向相反s9.东方网有消息报道:上海海洋大学研发的1.1万米载人潜水器,获得了上海市科委立项支持,这一深度已可抵达目前地球所知的最深的海沟-马里亚纳海沟.这意味着中国载人潜水器将在全世界近100%的海洋范围内自由行动.如图所示为潜水器在某次实验中下潜的速度一时间图象,规定向下为速度的正方向,则()A.3s末潜水器的加速度为零B.0~1s内潜水器的加速度小于3s~5s内的加速度C.5s末,潜水器回到出发点D.5s末,潜水器离出发点最远10.我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,终于在2012年6月24日以7020m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6500m),这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.在某次实验中,深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图(a)所示、速度图象如图(a)所示,则下列说法中正确的是()A.(a)图表示深潜器一直在下潜B.本次实验中深潜器的最大加速度是0.025m/s2C.在3~4min和6~8min的时间段内深潜器具有向上的加速度D.在6~10min时间段内深潜器的平均速度为011.甲、乙两物体在同一直线上运动,运动情况如图所示,下列说法中正确的是()A.经过12s,甲、乙两物体相遇B.经过6s,甲物体到达乙物体的出发点C.甲、乙两物体速度的大小相等、方向相反D.经过12s,乙物体的速度变为零12.如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移-时间(x-t)图象,由图象可以看出在0~4 s这段时间内()A.甲先上坡后下坡B.甲、乙两物体始终同向运动C.甲、乙两物体之间的最大距离为4mD.4s时甲乙两物体相遇13.2019年9月13日,美国导弹驱逐舰“迈耶”号擅自进人中国西沙群岛海域.我军组织有关海空兵力,依法依规对美舰进行了识别查证,予以警告,成功将其驱离.下图是美国导弹驱逐舰“迈耶”号在海面上被我军驱离前后运动的速度-时间图象,如图所示,则下列说法正确的是()A.美舰在0~66s内从静止出发做加速度增大的加速运动B.美舰在66s末开始调头逃离C.美舰在96~116s内做匀减速直线运动D.美舰在66~96s内运动了225m14.为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象,下列说法正确的是()A.动力车的初速度为40 m/sB.刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2C.刹车过程持续的时间为10sD.从开始刹车时计时,经过6s,动力车的位移为30m15.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示.已知两车在t=3s时并排行驶,则正确的是()A.两车另一次并排行驶的时刻是t=1sB.在t=0时,乙车在甲车前7mC.乙车做匀加速直线运动,加速度为10m/s2D.甲车2秒内行驶的距离为30m16.汽车的加速性能是反映汽车性能的重要指标.速度变化得越快,表明它的加速性能越好.右图为研究甲、乙、丙三辆汽车加速性能得到的v-t图像,根据图像可以判定()A.甲车的加速性能最好B.乙车比甲车的加速性能好C.丙车比乙车的加速性能好D.甲、丙两车的加速性能相同17.汽车在平直公路上做刹车试验,若从t=0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示,下列说法正确的是()A.t=0时汽车的速度为20 m/sB.刹车过程持续的时间为5 sC.刹车过程经过3 s时汽车的位移为10 mD.刹车过程汽车的加速度大小为10 m/s218.如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称,则在0~t1时间内,关于质点的运动,下列说法正确的是()A.若质点能两次到达某一位置,则两次的速度都不可能为零B.若质点能三次通过某一位置,则可能三次都是加速通过该位置C.若质点能三次通过某一位置,则可能两次加速通过,一次减速通过D.若质点能两次到达某一位置,则两次到达这一位置的速度大小一定相等19.一物体由静止开始运动,其加速度a与位移x关系图线如图所示.下列说法正确的是()A.物体最终静止B.物体的最大速度为02xaC.物体的最大速度为0223xaD.物体的最大速度为03xa20.如图甲所示,一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,将一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,用米尺测量甲、乙之间的距离x.与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间T.改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,作出ttx-的图象如图乙所示.由此可以得出()A.滑块经过光电门乙的速度大小为v0B.滑块经过甲、乙两光电门最长时间为t0C.滑块运动的加速度的大小tvD.图线下所围的面积表示物体由静止开始下滑至光电门乙的位移大小21.有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图象如图所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图象如图所示.根据图象做出的以下判断中正确的是()A.物体A和B均做匀变速直线运动B.在0~3 s的时间内,物体A、B的间距逐渐减小C.t=3 s时,物体C、D的位移相同D.在0~3 s的时间内,物体C与D的间距逐渐增大22.如图,直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点出发,沿同一方向做直线运动的v-t图,当B的速度变为0时,A恰好追上B,则A的加速度为()A.1.0m/s2B.2.0m/s2C.2πm/s2D.πm/s223.某质点做直线运动,运动速率的倒数v1与位移x的关系如图所示(OA与AA′距离相等),关于质点的运动,下列说法正确的是()A.质点做匀速直线运动B.xv-1图线斜率等于质点运动的加速度C.质点从C运动到C′所用的运动时间是从O运动到C所用时间的3倍D.质点从C运动到C′的运动位移是从O运动到C的运动位移的3倍24.甲乙两个物体在同一时刻沿同一直线运动,它们的速度﹣时间图象如图所示,下列有关说法正确的是()A.在4~6 s内,甲、乙两物体的加速度大小相等,方向相反B.前6 s内甲通过的路程更大C.前4 s内甲、乙两物体的平均速度相等D.甲、乙两物体一定在2 s末相遇25.中国火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星.若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x-t图象如图所示,则()A.该火星表面的重力加速度为3.2 m/s2B.该物体上升过程用时为10 sC.该物体被抛出时的初速度为8 m/sD.该物体落到火星表面时的速度为16 m/s26.可视为质点的M、N两车在同地、同时沿同一方向做直线运动,M做初速个度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,N做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零,取出发点位置为x=0,如图所示为M、N两车在运动过程中的位置(x)-速度(v)图象,则()A.N的初速度大小为2m/sB.M、N两车加速度大小之和为6m/s2C.M车加速度大小是N车加速度大小的4倍D.M车加速度大小为2m/s227.如图所示,三个图象表示A、B、C、D、E、F六个物体的运动情况,下列说法中正确的是()A.速度相等的物体是B、DB.合力为零的物体是A、C、EC.合力是恒力的物体是D、FD.合力是变力的物体是F28.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻甲车在乙车前方9m处.在描述两车运动的v-t图像中(如图),直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20s时间内的运动情况.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0~20s内两车相遇两次C.在5~15s内甲车发生的位移大于乙车发生的位移D.在t=10s时两车间距最小二、多选题:本题共30小题,每小题3分,共90分。
专题1:x-t图像和v-t图像一、知识点1.x-t图像:(1)图像的建立:物体运动的时间,可以用一条数轴来表示,直线运动物体的位置,也可以用一条数轴来表示;将两条数轴组成一个直角坐标系:(2)物理意义:图像反映了质点的位移随时间变化的规律,或者反映了质点所处的位置与此时此刻的对应关系.(3)(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a)静止在5m处;(b)从3m处沿正方向匀速运动;(c)从3m处沿负方向匀速运动;(d)相向运动的两质点在t时刻到达同一位置(e)匀速直线运动x-t 图像斜率表示速度(f)质点正方向加速运动2.v-t图像:(1)图像的建立:物体运动的时间,可以用一条数轴来表示,直线运动物体的瞬时速度,也可以用一条数轴来表示;将两条数轴组成一个直角坐标系:(2)物理意义:图像反映了质点的瞬时速度随时间变化的规律,或者反映了质点的瞬时速度与此时此刻的对应关系.(3)(a ) (b ) (c )(d ) (a )物体以5m/s 的速度匀速直线运动;(b )物体以3m/s 的初速度沿正方向匀加速直线运动;(c )物体以3m/s 的初速度沿正方向匀减速直线运动;(d )物体做加速运动,加速运动过程中的加速度越来越大,即速度增加的越来越快.二、练习题1.(1)x-t 图象中,各图线代表什么意义?(2)x-t 图象中,图线是物体的实际运动路线吗?(3)物体的运动方向变了吗?(4)我们还能从x-t 图象中看出哪些信息?答案:(1)0-4s 内,物体沿正方向作大小为2m/s 的匀速直线运动;4-6s 内,物体静止于正方向8m 处的位置;6-8s 内,物体负方向作大小为1m/s 匀速直线运动.(2)不是物体的实际运动路线,只是位移与时间的函数关系.(3)物体在6s 末开始反向运动.(4)我们从x-t 图象可以直观看出物体在每一时刻的位置,如果x-t 图象是直线的话,还可以算出匀速运动的速度.2.(1)甲、乙两物体是从同一个位置开始运动的吗?(2)甲、丙两物体是从同一个时刻开始运动的吗?(3)甲、乙、丙三物体谁的速度比较大?如何比较?(4)三图线的交点有什么特殊含义?答案:(1)不是,甲是从参考点位置开始运动,乙是从离参考点正方向4m 处开始运动;(2)不是,甲是从计时起点开始运动,丙是从计时起2s 后开始运动;(3)乙甲丙v v v >>,根据图像的斜率.(4)交点表示三个物体在同一时刻出现在同一位置.3.某一做直线运动的物体的v-t 图象如右图所示,根据图象求:(1)物体距出发点的最远距离;答案:3s 末最远,x =6m.(面积法)(2)前4s 内物体的位移;答案:5m .(面积法,t 轴下方面积为负)(3)前4s 内通过的路程。
第一天运动学图像1、常规图像:x−t 图像、v−t 图像、a -t 图像(这部分知识较为重要);2、非常规图像:x t -t 图像、v 2-x 图像、x -t 2图像、x t 2-1t图像、v-x 图像(这部分知识需要理解)。
常考考点真题举例竖直上抛运动的v−t 图像2023·广东·高考真题x−t 图像和利用v−t 图像解决变速运动的问题2021·广东·高考真题v-t 图像反应的物理量,及图像形状反应的问题2023·江苏·高考真题v-t 图像斜率的物理意义,求加速度2018·全国·高考真题x-t 图像、v-t 图像反应的物理量,及图像形状反应的问题2014·福建·高考真题知识点1:运动学图像1、常规运动学图像如下表所示:图像类型图像包含的知识图例x−t 图像物理意义:反映物体做直线运动的速度随时间变化的规律。
匀速直线运动的图像是一条与横轴平行的直线,匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线;图线上某点切线斜率的大小(正负)表示物体在该时刻的加速度大小(方向)。
纵轴截距表示t =0时刻的初始位置,横轴截距表示位置坐标为零的时刻。
v−t图像物理意义:反映物体做直线运动的速度随时间变化的规律。
匀速直线运动的图像是一条与横轴平行的直线,匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线;图线上某点切线斜率的大小(正负)表示物体在该时刻的加速度大小(方向)。
图像与时间轴围成的面积表示物体在该段时间内运动的位移。
若此面积在时间轴的上方(下方),则表示这段时间内的位移方向为正(为负)。
纵轴截距表示初速度,横轴截距表示速度为零的时刻。
a -t 图像物理意义:反映物体做直线运动的加速度随时间变化的规律。
包围面积的意义:图像和时间轴所围面积表示该段时间内速度的变化量。
图像解题的方法:确认横坐标、纵坐标对应的物理量;观察图像的走势,获取斜率、截距、面积、交点、转折点等信息,将物体的运动图像转化为物体的运动模型。
高一物理x-t图像知识点一、引言在物理学中,我们经常会遇到图像的表示和分析。
x-t图像是一种描述物体运动的图像,通过观察x轴和t轴上的关系,我们可以了解物体的运动特征和规律。
本文将介绍高一物理中与x-t图像相关的知识点,以帮助同学们更好地理解和应用这一概念。
二、直线运动的图像直线运动是我们最常见的一种运动方式,所以我们先来了解直线运动的x-t图像表示。
在直线运动中,当物体以恒定速度运动时,其x-t图像呈现为一条斜率恒定的直线。
斜率的数值代表着物体的运动速度,正负号则代表了运动的方向。
三、匀速直线运动1. 正向匀速直线运动当物体以正向匀速运动时,在x-t图像中,直线的斜率为正值。
斜率的绝对值表示物体的速度大小,单位为米每秒(m/s)。
而斜线的截距则表示物体的初始位置。
2. 反向匀速直线运动当物体以反向匀速运动时,在x-t图像中,直线的斜率为负值。
同样,斜率的绝对值代表了物体的速度大小,而斜线的截距则表示物体的初始位置。
四、加速度直线运动在某些情况下,物体的速度不是恒定的,而是随着时间发生变化。
这时候,我们需要考虑加速度对x-t图像的影响。
1. 正向加速度直线运动当物体以正向加速度运动时,在x-t图像中,直线的斜率会逐渐增大,代表物体的速度在增大。
斜线的截距仍然表示初始位置。
2. 反向加速度直线运动当物体以反向加速度运动时,在x-t图像中,直线的斜率会逐渐减小,代表物体的速度在减小。
斜线的截距仍然表示初始位置。
3. 零加速度直线运动如果物体的加速度为零,则在x-t图像中,直线的斜率为零。
这意味着物体的速度保持不变,即匀速直线运动。
斜线的截距依然表示初始位置。
五、自由落体运动的图像自由落体是指没有受到其他力影响,仅受重力作用下的物体下落运动。
在自由落体运动中,我们同样可以使用x-t图像来描述该运动。
在自由落体运动中,物体的初速度为零,加速度为重力加速度g,即9.8米每平方秒(m/s²)。
因此,物体的x-t图像会呈现出一条逐渐加速的曲线。
2019-2020年高一物理力学专题提升专题01 运动学图像问题(x-t
图与v-t图)
【专题概述】
用图像来描述两个物理量之间的关系,是物理学中常用的方法。
图像是一种直观且形象的语言和工具,它运用数和形的巧妙结合,恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。
运用图像解题的能力可以归纳为以下两个方面:
1.读图
2、作图和用图
依据物体的状态和物理过程所遵循的物理规律,作出与之对应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
【典例精讲】
1. 对x-t图像的认识:
典例1 如图,折线是表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B 地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )
A.在2~6 s内甲做匀速直线运动
B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5 m/s
C.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 m
D.在t=8 s时,甲、乙两物体的速度大小相等
【答案】B
典例2 如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图象,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是( )
A.甲、乙两个物体同时出发
B.甲、乙两个物体在同一位置出发
C.甲的速度比乙的速度小
D. t2时刻两个物体速度相同
【答案】C
2、与s-t有关的追赶问题;
典例3如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的x-t图象,由图可知( )
A.t=0时,A在B后面
B.B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面
C.在0~t1时间内B的运动速度比A大
D.A质点在0~t1做加速运动,之后做匀速运动
【答案】B
【解析】由图象可知,t=0时,B在A后面,故A错误;B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面,B正确;在0~t1时间内B的斜率小于A,故B的运动速度比A小,C错误;A质点在0~t1时间内做匀速运动,之后处于静止状态,故D错误
典例4甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t1时刻两车相距
B.t1时刻乙车追上甲车
C.t1时刻两车的速度刚好相等
D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度
【答案】B
【解析】由图知,0到t1时间内,乙车在甲车后面追赶,t1时刻追上甲车,A错误,B
正确;x-t图象的斜率表示速度,t1时刻乙车速度大于甲车速度,C错误;0到t1时间内,两车位移相等,时间相等,根据=知,两车平均速度相等,D错误.
3 变速运动的x-t图像;
典例5物体沿直线运动的位移—时间图象如图所示,则在0~4 s内物体通过的路程s 为 ( )
A.s=2 m B.s=4 m
C.s=10 m D.s>10 m
【答案】C
【解析】由图可知:物体在前2 s内位移是4 m,后2 s内位移是-6 m,所以在0~4 s 内物体通过的路程s为10 m,故选C
典例6 如图所示为甲、乙、丙三个物体相对于同一位置的x-t图象,它们向同一方向开始运动,则在时间t0内,下列说法正确的是( )
A.它们的平均速度相等
B.甲的平均速度最大
C.乙的位移最小
D.图象表示甲、乙、丙三个物体各自的运动轨迹
【答案】A
4 利用v-t图像求位移
典例7 (多选) 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则( )
A.在t=1 s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
【答案】BD
【解析】在t=3 s时,两车并排,由图可得在1~3 s内两车发生的位移大小相等,说明在t=1 s时,两车并排,由图象可得前1 s乙车位移大于甲车位移,且位移差Δx=x2-x1=7.5 m,在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处,选项A、C错误,选项B正确;在1~3 s 内两车位移相同,由图象甲可求位移x=×(10+30)×2 m=40 m,选项D正确典例8 如图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度及25 s 时直升机所在的高度是多少?
【答案】600 m 500 m
5 v-t图像的综合运用
典例9图所示是A、B两物体从同一地点出发,沿相同的方向做直线运动的v-t图象,由图象可知( )
A.A比B早出发5 s
B.第15 s末A、B速度相等
C.前15 s内A的位移比B的位移大50 m
D.第10 s末A、B位移之差为75 m
【答案】D
6 利用图像求追击相遇问题:
典例10 在水平轨道上有两列火车A和B,相距s,A车在后面做初速度为、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同。
要使两车不相撞,求A车的初速度满足什么条件。
【答案】v0<
【解析】:利用速度-时间图像求解,先作A、B两车的速度-时间图像,其图像如图乙所示,设经过t时间两车刚好不相撞,则
对A车有v A=v=v0-2at
对B车有v B=v=at
以上两式联立解得t=
经t时间两车发生的位移大小之差,即为原来两车间的距离s,它可用图中
的阴影面积表示,由图像可知
s== =
所以要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是 v0<。
【总结提升】
利用图像解题的关键是要灵活的运用图像的斜率,交点、以及面积所代表的物理意义来分析问题、在追击相遇中利用图像解题更是能达到事半功倍的效果,对于追击相遇问题,可总结如下:
速度小者追速度大者
速度大者追速度小者
即
①若
②若
为
③若
【专练提升】
1、(多选)一遥控玩具小车在平直路上运动的位移—时间图象如图所示,则( )
A. 15 s内汽车的位移为30 m
B. 20 s末汽车的速度大小为1 m/s
C.前10 s内汽车的速度为3 m/s
D.前25 s内汽车做单方向直线运动
【答案】ABC
2、(多选)如图所示是A、B两运动物体的位移图象,下述说法中正确的是( )
A.A、B两物体开始时相距100 m,运动方向相同
B.B物体做匀速直线运动,速度大小为5 m/s
C.A、B两物体运动8 s时,在距A的出发点60 m处相遇
D.A物体在运动中停了6 s
【答案】BC
3、 (多选)甲、乙两车某时刻由同一地点,沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象,即x-t图象如图所示,甲图象过O点的切线与AB平行,过C点的切线与OA平行,则下列说法中正确的是( )
A.在两车相遇前,t1时刻两车相距最远
B. 0~t2时间内甲车的瞬时速度始终大于乙车的瞬时速度
C.甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度
D.t3时刻甲车在乙车的前方
【答案】AC
【解析】图象的纵坐标表示物体所在的位置,图象斜率表示速度,由图可知,0~t1时间甲的斜率大于乙,之后甲的斜率小于乙,A正确,B错误;由题知,甲图象过O点的切线与AB平行,则甲车的初速度等于乙车在t3时刻的速度,C正确;t3时刻两车的位置坐标相
同,两车处在同一位置,D错误
4、(多选)质点做直线运动,其x-t关系如图所示.关于质点的运动情况,下列说法正确的是( )
A.质点在0~20 s内的平均速度为0.8 m/s
B.质点在0~20 s内的平均速度为1 m/s
C.质点做单向直线运动
D.质点做匀变速直线运动
【答案】AC。