高一物理 力学专题提升1 运动学图像问题(xt图与vt图)高一全册物理试题
高一物理运动学图像问题(含答案)

运动学图象问题分析一、学习目标1.掌握s -t 、v -t 图象的特点并理解其意义2.会应用s -t 图象和v -t 图象解决质点运动的有关问题二、概念回顾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(s -t 图象)和速度-时间图象(v -t 图象).一、匀速直线运动的s-t 图象s-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s-t 图象是一条 。
速度的大小在数值上等于 ,即v = .二、直线运动的v t −图象1.匀速直线运动的v t −图象(图1)(1)匀速直线运动的v t −图象是与 。
(2)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(图2)(1)匀变速直线运动的v t −图象是 .(2)从图象上可以看出某一时刻瞬时速度的大小.(3)可以根据图象求一段时间内的位移,其位移为 .(4)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s -t 图象、v t −图象1.如图3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 。
图1 图2 图32.如图4为s-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。
3.如图5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。
【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

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。
高一物理运动的图象试题答案及解析

高一物理运动的图象试题答案及解析1.在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机直至静止,v-t图象如图所示,设汽车的牵引力为F,受到的摩擦力为Ff ,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则()A.F∶Ff =1∶3B.W1∶W2=1∶1C.F∶Ff =4∶1D.W1∶W2=1∶3【答案】BC【解析】由运动图像可知汽车加速和减速阶段的加速度之比为3:1,即牵引力与摩擦力之比为4:1,牵引力的做功位移与摩擦力的做功位移为1:4,故做功之比为1∶1,选BC。
【考点】匀变速直线运动的图像、牛顿第二定律、恒力的功2.(12分)如左图所示,质量m=1kg的物体B置于倾角θ=37°的固定斜面上,用轻绳通过光滑的滑轮与物体A相连。
t=0时同时释放A、B,物体A拉动B沿斜面向上运动,已知斜面足够长,A落地后不再反弹,物体B运动的部分v-t图如图所示求:(1)物体A的质量;(2)物体B在上升过程中,和斜面摩擦产生的热量;(3)若物体B到达最高点时,剪断绳子。
取地面为零势能参考平面,物体B向下滑动过程中在何位置时具有的动能和势能相等。
【答案】(1)3kg;(2)240J;(3)7.5m。
【解析】(1)从v-t图像中可得0-4s内B在拉力作用下,沿斜面向上做加速度为a1=m/s2=5m/s2的加速运动,故有:对A有:mg-T=ma1(1)对B有:T-mB gsinθ-μmBgcosθ=mBa1(2)从v-t图像中可得在4-5s内A下落到底,故B做加速度大小为a2=10m/s2的减速运动,对B有:mB gsinθ+μmBgcosθ=mBa2(3)联立三式可得m=3kg。
(2)由T-mB gsinθ-μmBgcosθ=mBa1可得f=μmBgcosθ=4N,根据v-t图像围成的面积表示位移可得,B物体加速阶段的位移为x1=×4×20m=40m,物体做减速的位移为x2==20m,所以产生的热量为Q=μmBgcosθ(x1+x2)=240J(3)在最高点距离地面的高度为:H=(x1+x2)sinθ,动能和势能相等时,有:mgh=mv2,mg(H-h)= mv2+f,代入数据可得,h=7.5m【考点】牛顿第二定律,动能与重力势能。
高一物理必修xt,vt图像同步测试题

高一物理必修x t,v t图像同步测试题LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020高一上学期高一物理速度——时间图象同步测试题1.(多选)如图所示,在下列表示物体运动规律的图象中,表示物体做匀速直线运动的是()2.如图为一物体做直线运动的v -t 图象,则在0~t 1和t 1~t 2时间内( )A .速度方向相同,加速度方向相同B .速度方向相同,加速度方向相反C .速度方向相反,加速度方向相同D .速度方向相反,加速度方向相反 3.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图像如图所示,由图像可知( )A .0~t a 段火箭的加速度小于t a ~t b 段火箭的加速度B .在0~t b 段火箭是上升的,在t b ~t c段火箭是下落的C .t b 时刻火箭离地面最远D .t c 时刻火箭回到地面4.(多选)如图所示是某质点运动的速度图象,由图象得到的正确结果是( )A .0~1s 内的加速度是2m/s 2B .1~2s 内的位移大小是2mC .0~1s 内的加速度大于2~4s 内的加速度D .0~1s 内的运动方向与2~4s 内的运动方向相反5.如图为某物体做直线运动的v -t 图象,关于物体在前4s 的运动情况,下列说法正确的是( )A .物体始终向同一方向运动B .物体的加速度大小不变,方向与初速度方向相同C .物体在前2s 内做减速运动D .物体在前2s 内做加速运动6.如图示,是一质点从位移原点出发的v--t 图象,下列说法正确的是()A 、1s 末质点离开原点最远B2S 末质点回到原点末质点离开原点最远D .4s 末质点回到原点7.某物体运动的图象如图所示,则物体做() A .往复运动B .匀变速直线运动C .朝某一方向的直线运动D .不能确定 8.(多选)如图为一物体沿直线运动的速度图象,由此可知() 末物体返回出发点末物体运动方向改变末与5s 的加速度大小相等,方向相反 内物体的位移为零9.(多选)两质点运动的速度—时间图象如图所示,下列说法正确的是()A.在0—10秒内只有甲物体在运动B.在10秒末乙物体离出发点最近C.在25秒末两物体相遇D.不能确定这段时间内两物体的前后位置。
高中物理专题练习-运动学图像专题(含答案)

图像专题:在运动学中的图像,主要是S-T图像和V-T图像。
题目给我们一个图像,我们首先要看这个图像是描述什么物理量跟什么物理量之间的关系,也就是看横坐标和纵坐标分别表示什么。
这一点非常重要,如果这一步错了,那接下来所有你做的判断很有可能都是错的!我们一定要学会从图像中尽可能多的读取到多一点信息。
给我们一个图像,我们除了要看横纵坐标外,还要看什么呢?1、看变化趋势,看走势。
比如S-T图像中,S是随时间变大了,还是变小了,还是先变大后变小,等等。
2、看起点,也就是看截距。
比如S-T图像中T=0时的位移,就代表物体的出发点离O点多远。
再比如,V-T图像中T=0时的速度就代表物体的初速度。
3.看斜率,弄懂图像中斜率代表的物理含义。
一般的,纵轴的单位除以横轴的单位得出来一个单位,这个单位是谁的单位,那么图像中曲线的切线斜率,它的物理含义就代表谁(不信,你试试)。
比如,从S-T图像中切线的斜率就代表速度,切线的倾斜程度就代表物体速度的大小,越倾斜,速度就越大。
这里,还要注意速度的正负。
同样,V-T图像中切线的斜率就代表加速度,切线的倾斜程度就代表物体加速度的大小,越倾斜,加速度就越大。
这里,要注意加速度的正负。
4.看面积,弄清图像中横纵轴围成的面积代表的物理含义。
一般的,纵轴的单位乘以横轴的单位得出来一个单位,这个单位是谁的单位,那么面积的物理含义就代表谁(不信,你试试)。
比如,V-T图像中的面积就代表位移。
在这里,试卷对我们的要求就更高了,要求我们还要定量算出位移的大小。
追及、相遇问题常有以图像题出现的。
5.看交点。
如果时间为t1时,两曲线有交点,那就说明,这时候两物体有相同的物理量,这个物理量就是纵轴。
比如,S-T图中如果图像有交点,那就说明那个时刻有相同的位移。
【练习题】1某同学从学校匀速向东去邮局,邮寄信后返回学校,在图中能够正确反映该同学运动情况s-t图像应是图应是( )2.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3.物体A、B的s-t图像如图所示,由右图可知( )A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vA>vBB.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D.5s内A、B的加速度相等4.A、B、C三质点同时同地沿一直线运动,其s-t图象如图所示,则在0~t0这段时间内,下列说法中正确的是( )A.质点A的位移最大B.质点C的平均速度最小C.三质点的位移大小相等D.三质点平均速度不相等SABCt v v 0 t O v 5.某物体运动的图象如图所示,则物体做 ( )A .往复运动B .匀变速直线运动C .朝某一方向的直线运动D .不能确定6.一枚火箭由地面竖直向上发射,其v-t 图象如图所示,由图象可知( )A .0-t 1时间内火箭的加速度小于t 1-t 2时间内火箭的加速度B .在0-t 2时间内火箭上升,t 2-t 3时间内火箭下落C .t 2时刻火箭离地面最远D .t 3时刻火箭回到地面7.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 的加速度大小相等,方向相反D. 8s 内物体的位移为零8. 一台先进的升降机被安装在某建筑工地上,升降机的运动情况由电脑控制,一次竖直向上运送重物时,电脑屏幕上显示出重物运动的v —t 图线如图所示,则由图线可知 ( )A .重物先向上运动而后又向下运动B .重物的加速度先增大后减小C .重物的速度先增大后减小D .重物的位移先增大后减小 9.如图所示为初速度v0沿直线运动的物体的速度图象,其末速度为v ,在时间t 内,下列关于物体的平均速度和加速度a 说法正确的是 ( )A . ,a 随时间减小B . ,a 随时间增大C . ,a 随时间减小D . ,a 随时间减小 10. a 和b 两个物体在同一直线上运动, 它们的v -t 图像分别如图中的a 和b 所示. 在t1时刻: ( )A . 它们的运动方向相反B. 它们的加速度方向相反C. a 的速度比b 的速度大D. b 的速度比a 的速度大11.小球由空中某点自由下落,与地面相碰后,弹至某一高度,小球下落和弹起过程的速度图象如图所示,不计空气阻力, 则 ( )A.小球下落的最大速度为5 m/sB.小球向上弹起的最大高度为3 mC.两个过程小球的加速度大小都为10 m/s2D.两个过程加速度大小相同,方向相反 t V O 20v v v +>20v v v +>20v v v +<2v v v +=参考答案:图像专题:1.C 2.AC 3.AC 4.C 5.C 6.A 7.CD 8.C 9.C 10.BD 11.AC。
人教版物理必修一试题高一运动学相关练习及V——T图像练习

高一物理运动学相关练习及V——T图像练习1. 如图是加油机给F-22A猛禽战斗机在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参照物,可以认为加油机是运动的( )
A.F-22A猛禽战斗机
B.地面上的房屋
C.加油机中的飞行员
D.F-22A猛禽战斗机里的飞行员
解析:空中加油时加油机与战斗机保持相对静止,以F-22A猛禽战斗机、加油机中的飞行员、F-22A猛禽战斗机里的飞行员为参照物,加油机都是静止的;以地面上的房屋为参照物,加油机是运动的.
答案:B
2. 2016年奥运会将在巴西里约热内卢举办,在以下几个奥运会比赛项目中,研究对象可视为质点的是( )
A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时
B.确定马拉松运动员在比赛中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员动作时
D.乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时
解析:能否把某物体视为质点,关键要看忽略物体的大小和形状后,对所研究的问题是否有影响.显然ACD项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题将无法继续,故ACD项错误;而B项中的。
高一物理 力学专题提升 专题01 运动学图像问题(xt图与vt图)

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/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。
2024年高一物理寒假提升(人教版)第一天 运动学图像(解析版)

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。
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象对市爱好阳光实验学校专题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,作出与之对的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
x-t图像v-t图像物理意义表示位移随时间的变化规律,可直接判各时刻物体的位置或相对参考点的位移表示速度随时间的变化规律,可直接判各时刻物体的速度图像斜率表示物体运动的速度,其值为正说明物体沿与规的正方向相同的方向运动,如图线①;其值为负那么说明物体沿与规的正方向相反的方向运动,如图线③表示物体的加速度,其值为正说明物体的加速度方向与规的正方向相同,如图线①;其值为负那么说明加速度方向与规的正方向相反,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③1.倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,如图线①和③2.与时间轴平行的直线表示物体处于静止状态,如图线②3.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②3.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时刻物体在x=0处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时刻物体速度为零面积无意义图线与t轴所围面积表示物体在相时间内发生的位移,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【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,那么以下说法正确的选项是( )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【答案】B典例2 如下图为甲、乙两物体运动的x-t图象,以下关于甲、乙两物体运动的说法,正确的选项是( )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,假设以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象如下图,那么以下说法正确的选项是( )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,时间相,根据=知,两车平均速度相,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—时间图象如下图,那么在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,应选C典例6 如下图为甲、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,那么在时间t0内,以下说法正确的选项是( ) A.它们的平均速度相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 (多项选择) 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如下图.两车在t=3 s时并排行驶,那么( )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,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。
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,那么对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到达事半功倍的效果,对于追击相遇问题,可总结如下:速度小者追速度大者图像说明 匀加速追匀速①以前,后面物体与前面物体间距离增大②时,两物体相距最远,为③以后,后面物体与前面物体间距离减小 ④能追上且只能相遇一次匀速追匀减速匀加速追匀减速速度大者追速度小者图像说明匀减速追匀速开始追赶时,后面物体与前面物体间的距离在 减小,当两物体速度相时,即时刻: ①假设,那么恰能追上,两物体只能相遇一次,这也是防止相撞的临界条件 ②假设,那么不能追上,此时两物体最小距离 为匀速追匀加速匀减速追匀加速③假设,那么相遇两次,设时刻,两物体第一次相遇,那么时刻两物体第二次相遇【专练提升】1、(多项选择)一遥控玩具小车在平直路上运动的位移—时间图象如下图,那么( )A . 15 s 内的位移为30 mB . 20 s 末的速度大小为1 m/sC . 前10 s 内的速度为3 m/sD . 前25 s 内做单方向直线运动【答案】ABC2、(多项选择)如下图是A 、B 两运动物体的位移图象,下述说法中正确的选项是( )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/sC .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】BC3、 (多项选择)甲、乙两车某时刻由同一地点,沿同一方向开始做直线运动,假设以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象,即x -t 图象如下图,甲图象过O点的切线与AB平行,过C点的切线与OA平行,那么以下说法中正确的选项是( )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,那么甲车的初速度于乙车在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、(多项选择)质点做直线运动,其x-t关系如下图.关于质点的运动情况,以下说法正确的选项是( )A.质点在0~20 s内的平均速度为0.8 m/sB.质点在0~20 s内的平均速度为1 m/sC.质点做单向直线运动D.质点做匀变速直线运动【答案】AC。