。 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 内部文件,版权追溯 专题1.3 运动图像的分析与应用
一、常见的动力学图象
v-t图象、a-t图象、F-t图象、F-a图象等。
二、应用运动图像解题“六看” (1)看“轴”?
??
x-t图像纵轴表示位移??v-t图像纵轴表示速度
(2)看“线”
(3)看“斜率”???
x-t图像上斜率表示速度
??
v-t图像上斜率表示加速度
(4)看“面积”:v-t图像上图线和时间轴围成的“面积”表示位移
(5)看“纵截距”???
x-t图像表示初位置
??
v-t图像表示初速度
?(6)看“特殊点”?拐点转折点:一般表示从一种运动? 变为另一种运动
?交点:在?x-t图像上表示相遇,在v-t 图像上表示速度相等
三、 直线运动中三种常见图象的比较(⑥是与t轴重合的直线)
比较 x-t图象 v-t图象 a-t图象 项目 图象 图 图线①表示质点做匀图线①表示质点做匀图线①表示质点做加线 速直线运动(斜率表加速直线运动(斜率速度逐渐增大的直线含 示速度v) 表示加速度a) 运动 1
义 图线②表示质点静止 图线③表示质点向负图线②表示质点做匀速直线运动 图线③表示质点做匀图线②表示质点做匀变速直线运动 图线③表示质点做加速度减小的直线运动 交点④表示此时三个质点有相同的加速度 点⑤表示t1时刻质点方向做匀速直线运动 减速直线运动 交点④表示此时三个质点相遇 点⑤表示t1时刻质点位移为x1(图中阴影部分的面积没有意义) 图线⑥表示物体静止图线⑥表示物体静止 在原点 【技巧总结】
(1) 无论是x-t图象还是v-t图象都只能描述直线运动。 (2) x-t图象和v-t图象都不表示物体运动的轨迹。
(3) x-t图象和v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
交点④表示此时三个质点有相同的速度 点⑤表示t1时刻质点加速度为a1(图中阴影速度为v1(图中阴影部分面积表示质点在部分面积表示质点在0~t1时间内的速度变0~t1时间内的位移) 化量) 图线⑥表示物体加速度为0 (4) 根据斜率判断物体的运动状况,根据位移图像斜率判断速度变化情况、根据速度图像斜率判断加速度变化情况。
类型一、x-t与υ-t图像的的基本应用
(1) 一般在解答题中,对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图象,由图象提取相关信息从而对问题做出分析解答。
(2) 解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律,由图象提取信息和有关数据,根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。具体分析过程如下:
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【典例1】(2015·广东理综,13) 甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移-时间图象如图所示,下列表述正确的是( )
A. 0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大 B. 0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大 C. 0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小 D. 0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等
【答案】B
【典例2】(2017山东济南一中高三上期末)一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其
x?t的图象如图所示,则 t 3
A.质点做匀速直线运动,速度为0.5 m/s B.质点做匀加速直线运动,加速度为0.5 m/s C.质点在第1s内的平均速度0.75 m/s D.质点在1s末速度为1.5 m/s 【解析】设方程为Y?aX?b,从图中可知直线经过(-1,0)(0,0.5),
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11x11,b?,即?t?, 22t2211所以有x?t2?t,
2212对比公式x?v0t?at2可得v0?0.5m/s,a?1m/s,
2
可得a?质点在1s末速度为v?0.5?1?1.5m/s, 质点在第1s内的平均速度v?【答案】D
【典例3】(2017届河北石家庄二中高三上学期第二期联考)斜面ABC中AB段粗糙,BC段长为1.6m且光滑,如图(a)所示。质量为1kg的小物块以初速度vA?12m/s沿斜面向上滑行,到达C处速度恰好为零,小物块沿斜面上滑的v?t图像如图(b)所示。已知在AB段的加速度是BC断加速度的两倍,取g?10m/s。(
,未知)求:
2v0?v0.5?1.5??1m/s,故D正确。 22
(1)小物块沿斜面向上滑行通过B点处的速度(2)斜面AB 段的长度;
(3)小物块沿斜面向下滑行通过BA 段的时间。
;
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(3)上滑时aAB?2aBC,由牛顿运动定律可知 f+mgsin??2mgsin?,即f=mgsin?
4m/s ,因此:tBA?所以下滑通过AB段时小物块做匀速运动,其速度为vB==1.6s。 代数解得tBA4m/s;(2)sAB=6.4m;(3)tBA=1.6s 【答案】(1)vB=【方法总结】
sAB
vB应用x-t或υ-t图像分析物体的运动时,要抓住图线的特征与运动性质的关系,要抓住图线的“点”、“线段”、“面积”的意义。 类型二 图象的迁移与妙用
(1) 对于实际问题在无法运用物理公式解答的情况下,用图象法则会使思路豁然开朗。
(2) 运用图象法时,要结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象,再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量。
【典例2】 一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间
A.p小球先到 B.q小球先到 C.两小球同时到 D.无法确定
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