2018-2019高中物理 第一章 運動的描述 第六節(jié) 用圖象描述直線運動課件 粵教版必修1.ppt

第六節(jié) 用圖象描述直線運動,第一章 運動的描述,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.掌握勻速直線運動的位移圖象的特點，并能根據(jù)位移圖象求速度. 2.掌握勻速直線運動的速度圖象的特點，并能根據(jù)速度圖象求位移. 3.掌握勻變速直線運動的速度圖象，并能根據(jù)速度圖象求初速度、加速度和位移. 4.初步掌握勻變速直線運動的平均速度公式 ，并能做簡單的應(yīng)用.,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ),重點探究 啟迪思維 探究重點,達標(biāo)檢測 檢測評價 達標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、位移圖象 1.位移時間圖象 用橫坐標(biāo)表示時間t，用縱坐標(biāo)表示 ，建立平面直角坐標(biāo)系，所畫出的 隨時間t的變化圖象，叫位移時間圖象(st圖象)，簡稱為位移圖象. 2.常見的st圖象： (1)靜止：一條 的直線. (2)勻速直線運動：一條 的直線. 3.st圖象的斜率等于物體的 .,位移s,位移s,平行于時間軸,傾斜,速度,二、速度圖象 1.在平面直角坐標(biāo)系中，用縱坐標(biāo)表示物體運動的 ，用橫坐標(biāo)表示 ，得出的圖象稱為速度時間圖象(vt圖象)，簡稱為速度圖象. 2.勻速直線運動的vt圖象是一條 .圖線與t軸_ 表示的是位移. 3.勻變速直線運動的vt圖象是一條 的直線，在v軸上的截距表示 ，直線的斜率表示的是 .某段時間內(nèi)的平均速度 .,速度,時間,和橫軸平行的直線,包圍的,面積,傾斜,初速度,加速度,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)物體的位移時間圖象就是物體的運動軌跡.( ) (2)位移時間圖象是直線的說明物體在做直線運動，是曲線的說明物體在做曲線運動.( ) (3)位移時間圖象向上傾斜說明速度在增大，向下傾斜說明速度在減小. ( ) (4)物體的vt圖象是一條傾斜直線時，物體的加速度恒定.( ) (5)物體的vt圖象向上傾斜說明物體的速度在增大，向下傾斜說明物體的速度在減小.( ),答案,2.如圖1所示為一質(zhì)點沿直線運動的vt圖象，則它在012 s內(nèi)的位移s_m，路程s_m.,解析 vt圖線與t軸所圍圖形的“面積”表示位移，06 s內(nèi)的位移s1v1t110 m/s6 s60 m,612 s內(nèi)的位移s2v2t220 m/s6 s120 m, 012 s內(nèi)的位移ss1s260 m，路程s|s1|s2|180 m.,圖1,答案,60,180,解析,重點探究,一、位移圖象,導(dǎo)學(xué)探究 一輛汽車做勻速直線運動的數(shù)據(jù)表如下表,答案,(1)建立如圖2所示的平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時間t，縱軸表示位移s，將汽車做勻速直線運動的數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)系中，然后用平滑的曲線(或直線)連接起來.,圖2,答案 如圖所示,答案,(2)圖象有什么特點？圖線的斜率表示什么？,答案 圖象是一條傾斜的直線，圖線的斜率表示速度，即k v.,知識深化 1.st圖象的理解 (1)斜率：斜率的絕對值表示速度的大?。恍甭实恼?fù)表示速度的方向. (2)截距：縱截距表示物體起始位置. (3)交點：交點表示兩物體在同一時刻處于同一位置， 即相遇. 2.幾種常見的位移時間圖象 (1)靜止物體的st圖象是平行于時間軸的直線，如圖3直線A. (2)勻速直線運動的st圖象是一條傾斜的直線，如圖直線B 和C，其斜率表示速度.其中B沿正方向運動，C沿負(fù)方向運動.,圖3,(3)若物體的st圖象為曲線，如圖4所示.,圖4,則說明相等的時間t內(nèi)，位移s不相等，也說明物體的速度在變化，圖線切線的斜率表示那一瞬時的速度.,例1 (多選)一遙控玩具小汽車在平直路面上運動的位移時間圖象如圖5所示，則下列說法錯誤的是 A.前15 s內(nèi)汽車的位移為30 m B.20 s末汽車的速度為1 m/s C.前10 s內(nèi)汽車的加速度為3 m/s2 D.前25 s內(nèi)汽車做單方向直線運動,答案,解析,圖5,解析 從圖象上可以看出前15 s內(nèi)汽車的位移為30 m，選項A正確； 圖象的斜率表示速度，故1525 s內(nèi)汽車反向做勻速直線運動，速度為v m/s1 m/s，選項B正確； 前10 s內(nèi)汽車做勻速直線運動，加速度為零，1015 s內(nèi)汽車靜止，1525 s內(nèi)汽車反向做勻速直線運動，選項C、D錯誤.,例2 如圖6是在同一條直線上運動的A、B兩質(zhì)點的st圖象，由圖可知 A.t0時，A在B后面 B.B質(zhì)點在t2時刻追上A并在此后跑在A的前面 C.在0t1時間內(nèi)B的運動速度比A大 D.A質(zhì)點在0t1時間內(nèi)做加速運動，之后做勻速運動 解析 由圖象可知，t0時，B在A后面，故A錯誤； B質(zhì)點在t2時刻追上A并在此后跑在A的前面，B正確； 在0t1時間內(nèi)B的斜率小于A，故B的運動速度比A小，C錯誤； A質(zhì)點在0t1時間內(nèi)做勻速運動，之后處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D錯誤.,解析,圖6,答案,1.st圖象上兩點縱坐標(biāo)之差表示對應(yīng)時間內(nèi)的位移s，即ss2s1； 2.st圖象的斜率k 表示質(zhì)點的速度； 3.交點坐標(biāo)表示兩質(zhì)點同一時刻到達同一位置，即相遇.,二、速度圖象(vt圖象),導(dǎo)學(xué)探究 四個物體運動的vt圖象如圖7所示.,圖7,(1)它們分別做什么運動？ 答案 甲做勻速直線運動；乙做勻加速直線運動；丙做勻減速直線運動；丁做反向勻加速直線運動.,答案,(2)求出各圖中物體的加速度；,答案,答案 a甲0,(3)勻加速直線運動的vt圖象斜率一定為正值嗎？勻減速直線運動的vt圖象斜率一定為負(fù)值嗎？,答案,答案 不一定 不一定,知識深化 1.勻變速直線運動的特點 (1)加速度a恒定不變； (2)vt圖象是一條傾斜直線. 2.兩種理想化模型的vt圖象 (1)勻速直線運動的vt圖象是一條平行于時間軸的直線. (2)勻變速直線運動的vt圖象是一條傾斜直線，直線的斜率表示加速度.,3.若vt圖象為曲線，如圖8所示. 圖甲、乙中，速度v隨時間t的增大都增大. 圖甲中，在相等的時間t內(nèi)，v2>v1，加速度增大；圖乙中，在相等的時間t內(nèi)，v2<v1，加速度減小.即vt圖象為曲線時，物體的運動不是勻變速運動，曲線上某點的切線斜率等于該時刻物體的加速度.,圖8,4.vt圖象的理解和應(yīng)用 (1)圖線上某點的縱坐標(biāo)：表示瞬時速度的大小和方向(其中正、負(fù)號表示方向). (2)圖線的斜率：表示加速度的大小和方向(其中正、負(fù)號表示方向). (3)圖線的拐點：表示運動性質(zhì)改變的時刻. (4)圖線與時間軸所圍圖形的面積：表示位移. 5.做勻變速直線運動的物體，經(jīng)過兩點間的平均速度等于其初速度與末速度和的一半，即 .,例3 (多選)某物體運動的vt圖象如圖9所示，根據(jù)圖象可知，該物體,答案,解析,圖9,A.在0到2 s末的時間內(nèi)，加速度為1 m/s2 B.4 s末質(zhì)點運動方向改變 C.在0到6 s末的時間內(nèi)，位移為7.5 m D.在0到6 s末的時間內(nèi)，位移為6.5 m,5 s末質(zhì)點速度方向改變，B錯誤；,例4 (多選)甲、乙兩物體在同一直線上做勻變速直線運動的速度時間圖象如圖10所示，由此可知,答案,解析,A.甲和乙的初速度方向相同，大小之比為31 B.在前2 s內(nèi)甲、乙兩物體的位移相等 C.甲和乙的加速度方向相同，大小之比為31 D.甲和乙的加速度方向相反，大小之比為11,圖10,解析 甲的初速度為3 m/s，乙的初速度為1 m/s，因此甲和乙的初速度方向相同，大小之比為31，選項A正確； 在前2 s內(nèi)甲的速度一直大于乙的速度，甲的平均速度比乙大，故s甲s乙(或由圖線與t軸所圍面積看出，s甲s乙)，選項B錯誤； 甲沿正方向做勻減速運動，乙沿正方向做勻加速運動，甲的加速度為0.5 m/s2，乙的加速度為0.5 m/s2，因此甲和乙的加速度方向相反，大小之比為11，選項C錯誤，D正確.,運動圖象的應(yīng)用技巧 1.確認(rèn)是哪種圖象，vt圖象還是st圖象. 2.理解并熟記四個對應(yīng)關(guān)系. (1)斜率與加速度或速度對應(yīng). (2)縱截距與初速度或初始位置對應(yīng). (3)交點對應(yīng)速度或位置相同. (4)拐點對應(yīng)運動狀態(tài)發(fā)生改變.,三、st 圖象與vt 圖象的比較,注意：(1)無論是vt圖象還是st圖象都不是物體的運動軌跡. (2)vt圖象和st圖象都只能描述直線運動，不能描述曲線運動.,例5 (多選)下列所給的圖象中能反映做直線運動的物體回到初始位置的是,答案,解析,解析 A項中，物體開始和結(jié)束時的縱坐標(biāo)為0，說明物體又回到了初始位置，A正確； B項中，物體一直沿正方向運動，位移增大，故無法回到初始位置，B錯誤； C項中，物體第1 s內(nèi)的位移沿正方向，大小為2 m，第2 s內(nèi)的位移沿負(fù)方向，大小為2 m.故2 s末物體回到初始位置，C正確； D項中，物體做勻變速直線運動，2 s末時物體的總位移為零，故物體回到初始位置，D正確.,達標(biāo)檢測,1.(對st圖象的理解)(多選)圖11表示甲、乙兩運動物體相對同一原點的st圖象，下面說法中正確的是,1,2,3,答案,解析,圖11,A.甲和乙都做勻變速直線運動 B.甲、乙運動的出發(fā)點相距s0 C.乙運動速率大于甲運動速率 D.乙比甲早出發(fā)t1的時間,1,2,3,解析 題圖中st圖象都是直線，所以甲、乙均做勻速直線運動，故A錯； 因t0時，甲圖線的截距為s0，而乙圖線表示乙在原點，所以出發(fā)點相距s0，故B正確； 因為乙圖線的斜率大于甲圖線斜率的絕對值，所以乙運動速率大于甲運動速率，故C正確； 從圖象中還可以看出甲比乙早出發(fā)t1的時間，故D錯.,2.(對st圖象的理解)質(zhì)點沿直線運動，其位移時間圖象如圖12所示，關(guān)于質(zhì)點的運動，下列說法中正確的是,A.2 s末質(zhì)點的位移為零，2 s末質(zhì)點改變了運動方向 B.2 s末質(zhì)點的位移為零，該時刻質(zhì)點的速度為零 C.質(zhì)點做勻速直線運動，速度大小為0.1 m/s，方向與規(guī)定的正方向相反 D.質(zhì)點在4 s時間內(nèi)的位移大小為0.4 m，位移的方向與規(guī)定的正方向相同,圖12,1,2,3,答案,解析,1,2,3,解析 由所給圖象可知：質(zhì)點從距原點負(fù)方向0.2 m處沿規(guī)定的正方向做勻速直線運動，經(jīng)4 s運動到距原點正方向0.2 m處，在st圖象中，“”號表示質(zhì)點在坐標(biāo)原點正方向一側(cè)，“”號表示質(zhì)點位于原點負(fù)方向一側(cè)，與質(zhì)點實際運動方向無關(guān)，位移由“”變?yōu)椤啊辈⒉槐硎举|(zhì)點運動方向改變.由圖象的斜率可得質(zhì)點運動速度大小為0.1 m/s，綜上所述，選項A、B、C錯誤，D正確.,3.(運動圖象的意義及應(yīng)用)(多選)物體甲的st圖象和物體乙的vt圖象分別如圖14甲、乙所示，則這兩物體的運動情況是,圖14,A.甲在整個t6 s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為4 m B.甲在整個t6 s時間內(nèi)來回運動，它通過的總位移為零 C.乙在整個t6 s時間內(nèi)來回運動，它通過的總位移為零 D.乙在整個t6 s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為4 m,1,2,3,答案,解析,1,2,3,解析 st圖象中，初位置2 m到末位置2 m的總位移為4 m，整個過程運動方向不變，一直是正方向.vt圖象中，圖線與時間軸圍成的面積表示位移，后3 s的運動方向發(fā)生改變，所以物體的總位移為零.,