高中物理 問題原型與延伸 專題2.3 勻變速直線運動圖像學(xué)案 新人教版必修1.doc

專題2.3 勻變速直線運動圖像知識點撥 【原型】勻變速直線運動的x-t圖像的單一對象問題如圖所示，甲、乙兩物體在同一條直線上運動，折線是物體甲運動的圖象，直線是物體乙運動的圖象，則下列說法正確的是（ ） A.甲、乙兩物體運動方向相反 B.甲做勻速直線運動，速度大小為7.5m/s C乙做勻減速直線運動，加速度是-5m/s 2 D甲、乙兩物體在距甲的出發(fā)點60m處相遇 點評：注意理解位移時間圖像上的點和斜率的物理意義。 變型1、勻變速直線運動的x-t圖像的多個對象問題【延伸1】設(shè)想在百米賽跑游戲中，甲、乙、丙、丁四個運動員從一開始就做勻速直線運動，甲按時起跑，乙0.5s后才開始起跑，丙搶跑的距離為1m，丁則從終點100m處往回跑試說明圖中的A、B、C、D四條圖線分別表示的是哪個運動員的位移一時間圖象（ ）AA代表甲 BB代表乙 CC代表丙 DD代表丁解析：由題意知，甲按時起跑，說明從起始點出發(fā)，開始位移時間均為零，即甲從原點出發(fā)，故B代表甲；乙0.5s后才開始起跑，則D代表乙；丙搶跑的距離為l m，位移初始點在1m處，故C代表丙；丁則從終點100m處往回跑，為圖象中的A故ABD錯誤，C正確故選：C點評：要確定圖象與運動員的對應(yīng)關(guān)系，一定要看每條圖線在縱軸上的截距表示開始計時時運動員所處的位置，圖線在橫軸上的截距則表示運動員開始起跑的時刻。 變型2、勻變速直線運動的v-t圖像的單一對象的問題【延伸2】如圖為一物體做直線運動的v-t圖象，根據(jù)圖象做出的以下判斷中，正確的是（ ） A物體始終沿正方向運動 B物體先沿負方向運動，在t=2s后開始沿正方向運動 C在t=2s前物體位于出發(fā)點負方向上，在t=2s后位于出發(fā)點正方向上 D在t=4s時，物體距出發(fā)點最遠 D、在t=2s時，物體離出發(fā)點最遠，在t=4s時，物體離出發(fā)點的位移最小，為零故D錯誤。故選：B。點評：注意v-t圖像中的方向變化、圖像上的點的物理意義、面積的物理意義。 變型3、勻變速直線運動的v-t圖像的單一對象的多過程問題【延伸3】一個沿直線運動的物體的vt圖象如圖所示，則下列分析錯誤的是 ( ) A圖象OA段表示物體做非勻變速運動，AB段表示物體靜止B圖象AB段表示物體做勻速直線運動C在09 s內(nèi)物體的運動方向相同D在912 s內(nèi)物體的運動方向與09 s內(nèi)的運動方向相反 點評：多過程問題要根據(jù)圖像進行分段處理，要能根據(jù)圖像讀取有用信息。 變型4、勻變速直線運動的v-t圖像的多個對象問題【延伸4】A、B是做勻變速直線運動的兩個物體的速度圖象,如圖所示。 (1)A、B各做什么運動?求其加速度。(2)兩圖象交點的意義是什么?(3)求1 s末A、B的速度。(4)求6 s末A、B的速度。 點評：利用圖象解題時，首先要弄清該圖象究竟是哪一種圖象，這可以通過觀察圖象的坐標軸來區(qū)分，這是解題最關(guān)鍵的一步，其次要理解圖象的物理意義，為了加深對圖象物理意義的理解，可用逐點描圖法認認真真畫幾張st和vt圖象，要從數(shù)與形的關(guān)系以及函數(shù)圖象與物理量的關(guān)系，去理解和領(lǐng)會圖象的物理意義及其應(yīng)用。要注意物體的st圖象并不表示物體的運動軌跡。 變型5、勻變速直線運動的v-t圖像與x-t圖像的綜合問題【延伸5】一質(zhì)點的xt圖象如圖所示，能正確表示該質(zhì)點的 vt的圖象的是( ) 解析： 在第一段時間內(nèi)質(zhì)點的位移在減小，所以物體朝著負方向運動，質(zhì)點的速度為負值，沿負方向做勻速直線運動；在中間一段時間內(nèi)質(zhì)點的位移沒有發(fā)生變化，所以質(zhì)點處于靜止狀態(tài)，即速度為零，在后一段時間內(nèi)，質(zhì)點又開始朝著正方向運動，即速度為正，且做勻速直線運動，最后質(zhì)點的位移保持不變，即速度為零，所以A正確，點評：質(zhì)點的位移s與時間t圖象的斜率表示速度傾斜的直線表示質(zhì)點做勻速直線運動，平行于t軸的直線表示質(zhì)點處于靜止狀態(tài) 跟蹤練習(xí)：1一物體從地面豎直向上拋出，在運動中受到的空氣阻力大小不變，下列關(guān)于物體運動的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是( ) 圖12一質(zhì)點做直線運動的v t關(guān)系圖像如圖2，則該質(zhì)點的x t關(guān)系圖像可大致表示為下圖中的( ) 圖2 圖3 3甲、乙兩物體做直線運動的v t圖像如圖4所示，由圖可知( ) A乙物體的加速度為1 m/s2B4 s內(nèi)兩物體的位移相等C4 s末甲物體在乙物體前面D條件不足，無法判斷兩物體何時相遇 4如圖5所示是某質(zhì)點做直線運動的v t圖像，由圖可知這個質(zhì)點的運動情況是( ) 圖5A前5 s做勻速運動B515 s內(nèi)做勻加速運動，加速度為1 m/s2C1520 s內(nèi)做勻減速運動，加速度為3.2 m/s2D質(zhì)點15 s末離出發(fā)點最遠，20 s末回到出發(fā)點5甲、乙兩車某時刻由同一地點沿同一方向開始做直線運動，若以該時刻作為計時起點，得到兩車的x t圖像如圖6所示，則下列說法正確的是( ) 圖6At1時刻乙車從后面追上甲車Bt1時刻兩車相距最遠Ct1時刻兩車的速度剛好相等D0到t1時間內(nèi)，乙車的平均速度小于甲車的平均速度6一個質(zhì)點沿x軸做勻加速直線運動。其位移時間圖像如圖7所示，則下列說法正確的是( ) 圖7A該質(zhì)點的加速度大小為2 m/s2 B該質(zhì)點在t1 s時的速度大小為2 m/sC該質(zhì)點在t0到t2 s時間內(nèi)的位移大小為6 mD該質(zhì)點在t0時速度為零7a、b兩物體從同一點沿同一方向做直線運動，v t圖像如圖8所示，下列說法正確的是( ) 圖8A當t5 s時，a、b兩物體第一次相遇B當t10 s時，a、b兩物體間距最大C當t15 s時，b物體在a物體的前面D當t20 s時，a、b兩物體第二次相遇8一物體從某一行星表面豎直向上拋出(不計空氣阻力)。設(shè)拋出時t0，得到物體上升高度隨時間變化的h t圖像如圖9所示，則該行星表面重力加速度大小與物體被拋出時的初速度大小分別為( ) 圖9A8 m/s2,20 m/s B10 m/s2,25 m/sC8 m/s2,25 m/s D10 m/s2,20 m/s92012年6月9日晚，受沿線焚燒秸稈產(chǎn)生煙霧的影響，寧洛高速公路安徽省蒙城段發(fā)生多起多輛車輛追尾事故。假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛，甲車在前，乙車在后，速度均為v030 m/s，距離s0100 m。t0時刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時間變化分別如圖10(a)、(b)所示，取運動方向為正方向，下面說法錯誤的是( ) 圖10At6 s時兩車等速Bt6 s時兩車距離最近C06 s內(nèi)兩車位移之差為90 mD兩車在09 s內(nèi)會相撞10如圖11所示是做直線運動某物體的位移時間圖像，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以求出P點的瞬時速度。下面四個選項中哪一項更接近P點瞬時速度的真實值( ) 圖11A2 m/s B2.2 m/sC2.21 m/s D2.211 m/s11(多選)某高速列車沿直線運動的vt圖像如圖12所示，則該列車( ) 圖12A030 s時間內(nèi)的位移小于9102 mB30 s時刻的速度等于30 m/sC060 s時間內(nèi)做勻加速運動D90120 s時間內(nèi)做勻速運動12(多選)如圖13所示，實線記錄了一次實驗中得到的運動小車的v t圖像，為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列表述正確的是( ) 圖13A小車做曲線運動B小車先做加速運動，再勻速運動，最后做減速運動C在t1時刻虛線反映的加速度比實際小D在0t1的時間內(nèi)，由虛線計算出的平均速度比實際的小13(多選)一個質(zhì)量為0.3 kg的物體沿水平面做直線運動，如圖14所示，圖線a表示物體受水平拉力時的v t圖像，圖線b表示撤去水平拉力后物體繼續(xù)運動的v t圖像，g10 m/s2，下列說法中正確的是( ) 圖14A撤去拉力后物體還能滑行7.5 mB物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1C水平拉力的大小為0.1 N，方向與摩擦力方向相同D水平拉力對物體做功為1.2 J14(多選)某物理興趣小組用加速度傳感器探究一質(zhì)量為m的物體從靜止開始做直線運動的情況，得到加速度隨時間變化的關(guān)系如圖15所示，則由圖像可知( ) 圖15A物體先做加速運動，再做減速運動，最后做勻速運動B物體在t14 s時速度為4.2 m/sC物體在1014 s內(nèi)的平均速度為3.8 m/sD物體在t2 s與t8 s時所受合外力大小相等，方向相反15(多選)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運動至最高點的過程中，v t圖像如圖16所示。以下判斷正確的是( ) 圖16A前3 s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B最后2 s內(nèi)貨物只受重力作用C前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)貨物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的過程中，貨物的機械能守恒 答案與解析：1 【答案】選C 【解析】解答：從地面豎直向上拋出，在運動中受到的空氣阻力大小不變，物體運動的速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是C。 2【答案】選B m/s20.8 m/s2，B錯誤；1520 s內(nèi)做勻減速運動，加速度為a2 m/s23.2 m/s2，C錯誤；質(zhì)點在020 s內(nèi)一直沿著正方向運動，20 s末質(zhì)點離出發(fā)點最遠，D錯誤。5【答案】選A 【解析】解答：t1時刻前x甲>x乙，t1時刻x甲x乙，即乙車從后面追上甲，故A正確B錯誤；在x t圖像中斜率表示速度，由題圖知，在t1時刻，v乙>v甲，故C錯誤；0t1時間內(nèi)兩車位移相等，由知甲乙，故D錯誤。6【答案】選D 【解析】解答：質(zhì)點做勻加速直線運動，設(shè)t0時質(zhì)點的速度為v0，加速度為a，由圖像知t11 s時，x12 m；t22 s時，x28 m，利用公式xv0tat2得：x1v0t1at，x2v0t2at，代入數(shù)據(jù)解得a4 m/s2，v00，t1 s時的速度大小為4 m/s，故只有D正確。7【答案】選D 【解析】解答：根據(jù)v t圖線與t軸所圍的面積可知：t5 s時b在a前面，A錯誤。t10 s時，a、b兩物體第一次相遇，B錯誤。t15 s時，a在b前面，C錯誤。t20 s時，a、b兩物體第二次相遇，D正確。8【答案】選A 10【答案】選C 【解析】解答：根據(jù)公式v，時間t取得越短，平均速度越接近瞬時速度，A項的時間段是1 s，B項時間段是0.1 s，C項時間段是0.01 s，因此C正確。D項沒有依據(jù)是臆造的，D錯誤。 11【答案】選AD 【解析】解答：v t圖像與時間軸所圍成的面積表示物體的位移，由圖可知030 s時間內(nèi)的位移小于3030 m9102 m，選項A正確；由圖像可知，30 s時刻的速度大約為40 m/s，選項B錯誤；060 s時間內(nèi)v t圖像的斜率在變化，表示a變化，物體做變加速運動，選項C錯誤；90120 s時間內(nèi)速度不變，故物體做勻速運動，選項D正確。12【答案】選BD 根據(jù)虛線近似，小車應(yīng)先勻加速，再勻速，最后勻減速，B正確；由v t圖線斜率表示小車的加速度可知，在t1時刻虛線反映的加速度比實際的大，C錯誤；因在0t1時間內(nèi)，虛線與t軸所圍面積小，故此段時間內(nèi)虛線所對應(yīng)的平均速度也較小，D正確；v t圖線只能描述直線運動，A錯誤。13【答案】選CD 【解析】解答：由圖可知，aa m/s2，ab m/s2。由牛頓第二定律得：Fmgmaa，mgmab，可解得：F0.1 N，方向與摩擦力方向相同，C正確，B錯誤；撤去拉力后物體還能滑行的距離x13.5 m，A錯誤；拉力對物體做負功，WFxa0.1 J1.2 J，D正確。14【答案】選BC