新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
【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。 物理意义 x-t图像 表示位移随时间的变化规律,可直接判定各时刻物体的位置或相对参考点的位移 v-t图像 表示速度随时间的变化 规律,可直接判定各时刻 物体的速度
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图像 斜率 表示物体运动的速度,其值为正说明物体沿与规定的正方向相同的方向运动,如图线①;其值为负则说明物体沿与规定的正方向相反的方向运动,如图线③ 图线 1.倾斜直线表示物体做匀速直线运动,如图线①和③ 2.与时间轴平行的直线表示物体处于静止状态,如图线② 3.图线为曲线表示物体做变速直线运动,如图线④,图线上两点连线的斜率表示这段时间内的平均速度,图线上某点切线的斜率表示该点的瞬时速度 截距 1.纵轴上的截距表示开始计时时物体的位移 2.横轴上的截距表示相应时刻物体在x=0处 面积 无意义 表示物体的加速度,其值 为正说明物体的加速度方向与规定的正方向相同,如图线①;其值为负则说明加速度方向与规定的正方向相反,如图线③ 1.倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,如图线①和③ 2.与时间轴平行的直线表示物体处于匀速直线运动状态,如图线② 3.图线为曲线表示物体做变加速直线运动,如图④,图线上某点切线的斜率表示该点的瞬时加速度 1.纵轴上的截距表示物体运动的初速度 2.横轴上的截距表示相应时刻物体速度为零 图线与t轴所围面积表示物体在相应时间内发生的位移,t轴上方面积表示物体的位移为正,t轴下方面积表示物体的位移为负 交点
两图线相交说明两物体相遇 两图线相交说明两物体在此时速度相等 【典例精讲】
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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
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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
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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
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 ( )
=知,两车平均速度相等,D错误.
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
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