高考物理一輪 1.3運動圖象、追及相遇問題課件.pptVIP

第3單元運動圖象追及相遇問題 精研核心考點 1 x t圖象 1 物理意義 反映了物體做直線運動的隨變化的規(guī)律 2 斜率的意義 圖線上某點切線斜率的大小表示物體 的大小 斜率正負表示物體的方向 位移 時間 速度 速度 2 v t圖象 1 物理意義 反映了做直線運動的物體的隨變化的規(guī)律 2 斜率的意義 圖線上某點切線斜率的大小表示物體的大小 斜率正負表示物體的方向 3 面積 的意義 圖線與時間軸圍成的面積表示相應(yīng)時間內(nèi)的 若面積在時間軸的上方 表示位移方向為 若此面積在時間軸的下方 表示位移方向為 速度 時間 加速度 加速度 位移大小 正方向 正方向 名師點撥 1 無論是x t圖象 還是v t圖象都只能描述直線運動 2 x t圖象和v t圖象都不表示物體運動的軌跡 1 2012年山東淄博高三模擬 利用速度傳感器與計算機結(jié)合 可以自動作出物體運動的圖象 某同學在一次實驗中得到的運動小車的v t圖象如圖所示 由此可以知道 a 小車做曲線運動b 小車先做加速運動 后做減速運動c 小車運動的最大速度約為0 8m sd 小車的最大位移約為11m解析 v一直是正向的 所以小車做單向直線運動 a錯 圖中可知b c正確 而位移為曲線所圍的面積x 0 1 1 84m 8 4m d錯 答案 b c 1 追及問題的兩類情況 1 若后者能追上前者 追上時 兩者處于位置 且后者速度一定不小于前者速度 2 若后者追不上前者 則當后者速度與前者速度時 兩者相距最近 同一 相等 2 相遇問題的兩類情況 1 同向運動的兩物體追及即 2 相向運動的物體 當各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時兩物體間的距離時即 相遇 相遇 名師點撥 1 實質(zhì)討論追及 相遇的問題 其實質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時間內(nèi)能否到達相同的空間位置問題 1 兩個關(guān)系 即時間關(guān)系和位移關(guān)系 這兩個關(guān)系可通過畫草圖得到 2 一個條件 即兩者速度相等 它往往是物體間能否追上 追不上 兩者 距離最大 最小的臨界條件 也是分析判斷的切入點 2 常見的情況物體a追物體b 開始時 兩個物體相距x0 1 a追上b時 必有sa sb x0 且va vb 2 要使兩物體恰好不相撞 必有sa sb x0 且va vb 2 2012年福建聯(lián)考 甲 乙兩車某時刻由同一地點沿同一方向開始做直線運動 若從該時刻開始計時 得到兩車的位移圖象如圖所示 則下列說法正確的是 a t1時刻甲車從后面追上乙車b t1時刻兩車相距最遠c t1時刻兩車的速度剛好相等d 從0時刻到t1時刻的時間內(nèi) 兩車的平均速度相等解析 由給出的s t圖象可知 甲做勻速運動 乙做速度增大的加速運動 t1時刻兩物體的位移相等 因此兩車的平均速度在0到t1時間相等 故選項a b c錯誤 d項正確 答案 d 突破疑難要點 如圖所示是形狀完全相同的圖線 在不同的圖象中意義完全不同 下表是對形狀一樣的x t圖象和v t圖象意義的比較 例1 2012年浙江十二校聯(lián)考 亞丁灣索馬里海峽六艘海盜快艇試圖靠近中國海軍護航編隊保護的商船 中國特戰(zhàn)隊員發(fā)射爆震彈成功將其驅(qū)離 假如其中一艘海盜快艇在海面上運動的v t圖象如圖所示 設(shè)運動過程中海盜快艇所受阻力不變 則下列說法正確的是 a 海盜快艇在0 66s內(nèi)從靜止出發(fā)做加速度增大的加速直線運動b 海盜快艇在96s末開始調(diào)頭逃離c 海盜快艇在66s末離商船最近d 海盜快艇在96s 116s內(nèi)做勻減速直線運動 解析 在0 66s內(nèi)圖象的斜率越來越小 加速度越來越小 故海盜快艇做加速度減小的加速運動 a錯誤 海盜快艇在96s末 速度由正變負 即改變運動的方向 開始掉頭逃跑 此時海盜快艇離商船最近 b正確 c錯誤 海盜快艇在96s 116s內(nèi) 沿反方向做勻加速直線運動 d錯誤 答案 b 規(guī)律小結(jié) 運用運動圖象解題的技巧 1 利用圖象分析物體的運動時 關(guān)鍵是從圖象中找出有用的信息或?qū)㈩}目中的信息通過圖象直觀地反映出來 2 在v t圖象中 由于位移的大小可以用圖線和t坐標軸圍成的面積表示 因此可以根據(jù)面積判斷物體是否相遇 還可以根據(jù)面積的差判斷物體間距離的變化 3 利用圖象可以直接得出物體運動的速度 位移 加速度 甚至可以結(jié)合牛頓第二定律根據(jù)加速度來確定物體的受力情況 1 2012年銀川模擬 甲 乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動 t 0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標 在描述兩車運動的v t圖象中 直線a b分別描述了甲 乙兩車在0 20s的運動情況 關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系 下列說法正確的是 a 在0 10s內(nèi)兩車逐漸靠近b 在10 20s內(nèi)兩車逐漸遠離c 在5 15s內(nèi)兩車的位移相等d 在t 10s時兩車在公路上相遇答案 c 1 解答追及 相遇問題的常用方法 1 物理分析法 抓住 兩個物體能否同時到達空間同一位置 這一關(guān)鍵進行分析 2 相對運動法 巧妙選取參考系 然后找出兩物體的運動關(guān)系 3 極值法 設(shè)相遇時間為t 根據(jù)條件列出方程 得到關(guān)于t的一元二次方程 用判別式進行討論 若 0 即有兩個解 說明可以相遇兩次 若 0 即有一個解 說明剛好追上或相碰 若 0 在實數(shù)范圍無解 說明追不上或不能相碰 4 圖象法 將兩者的速度 時間圖象在同一坐標系畫出 利用圖線特征分析求解 2 解決追及 相遇問題的思路追及問題解題分析思路 1 根據(jù)追趕和被追趕的物體的運動性質(zhì) 列出兩個物體的位移方程 并注意兩個物體的運動時間關(guān)系 2 通過對運動過程的分析 畫出運動過程的圖示 找出兩個物體的位移關(guān)系和時間關(guān)系 追及的突出特征是追上時兩個物體的坐標相同 3 尋找問題中的隱含臨界條件 速度較小的物體加速追趕速度較大的物體 當兩者速度相等時 距離最大 速度較大的物體減速追趕速度較小者 當兩者速度相等時 距離最小 例2 2012年江門模擬 a火車以v1 20m s的速度勻速行駛 司機發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距100m處有另一列火車b正以v2 10m s速度勻速行駛 a車立即做加速度大小為a的勻減速直線運動 要使兩車不相撞 a應(yīng)滿足什么條件 規(guī)律小結(jié) 1 在解決追及 相遇類問題時 要緊抓 一圖三式 即 過程示意圖 時間關(guān)系式 速度關(guān)系式和位移關(guān)系式 另外還要注意最后對解的討論分析 2 分析追及 相遇類問題時 要注意抓住題目中的關(guān)鍵字眼 充分挖掘題目中的隱含條件 如 剛好 恰好 最多 至少 等 往往對應(yīng)一個臨界狀態(tài) 滿足相應(yīng)的臨界條件 2 2012年唐山質(zhì)檢 獵狗能以最大速度v1 10m s持續(xù)地奔跑 野兔只能以最大速度v2 8m s的速度持續(xù)奔跑 一只野兔在離洞窟s1 200m處的草地上玩耍 獵狗發(fā)現(xiàn)后以最大速度朝野兔追來 野兔發(fā)現(xiàn)獵狗時與獵狗相距s2 60m 野兔立即跑向洞窟 設(shè)獵狗 野兔 洞窟總在同一直線上 則野兔的加速度至少要多大才能保證安全回到洞窟 答案 4m s2 整合高考熱點 圖象信息題的綜合應(yīng)用 例 2012年三明模擬 一輛長途客車正在以v 20m s的速度勻速行駛 突然 司機看見車的正前方s 45m處有一只小狗 如圖甲所示 立即采取制動措施 從司機看見小狗到長途客車開始做勻減速直線運動的時間間隔 t 0 5s 若從司機看見小狗開始計時 t 0 該長途客車的速度 時間圖象如圖乙所示 求 1 長途客車在 t時間內(nèi)前進的距離 2 從司機發(fā)現(xiàn)小狗至停止運動的這段時間內(nèi)長途客車前進的距離 3 根據(jù)你的計算結(jié)果 判斷小狗是否安全 解析 1 長途客車在司機的反應(yīng)時間內(nèi)前進的距離s1 v t 10m 2 由題圖乙知 長途客車勻減速運動的時間t 4s長途客車從司機發(fā)現(xiàn)小狗至停止運動的時間內(nèi)前進的距離s2 s1 vt 2 50m 3 因為s2 s 45m 所以小狗不安全 答案 1 10m 2 50m 3 不安全 規(guī)律小結(jié) 圖象在中學物理中應(yīng)用十分廣泛 它能形象地表達物理規(guī)律 直觀地敘述物理過程 并鮮明地表示物理量間的各種關(guān)系 利用圖象解決物理問題 是學好物理的一種重要方法 由于其具有直觀形象 簡捷實用的特點 高考更加重視對圖象的理解與應(yīng)用 利用圖象法解決問題的知識點明顯增多 高考中命題的機率也明顯提高 提升目標課堂 1 運動員從高山懸崖上跳傘 傘打開前可看作是自由落體運動 傘打開后先做減速運動 最后做勻速運動 取豎直向下為正方向 在整個過程中 下列圖象符合事實的是 答案 b c 2 2012年安徽 江南十校 質(zhì)量為1kg的物體放在水平地面上 從t 0時刻起 物體受到一個方向不變的水平拉力作用 2s后撤去拉力 在前4s內(nèi)物體的速度 時間圖象如圖所示 則整個運動過程中該物體 a 所受的摩擦力的大小為1nb 第1s內(nèi)受到的拉力大小是2nc 在4s末回到出發(fā)點d 在4s內(nèi)的平均速度為1 5m s 3 2012年山東理綜 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圖象如圖所示 以下判斷正確的是 a 前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)b 最后2s內(nèi)貨物只受重力作用c 前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同d 第3s末至第5s末的過程中 貨物的機械能守恒 4 2011年海南單科 一物體自t 0時開始做直線運動 其速度圖線如圖所示 下列選項正確的是 a 在0 6s內(nèi) 物體離出發(fā)點最遠為30mb 在0 6s內(nèi) 物體經(jīng)過的路程為40mc 在0 4s內(nèi) 物體的平均速率為7 5m sd 在5 6s內(nèi) 物體所受的合外力做負功 由以上計算結(jié)果可知a錯 b c兩項對 5 6s內(nèi)物體的動能增加 由動能定理知合外力做正功 故d項錯 答案 b c 5 2011年福建理綜 如圖甲所示 繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行 初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的a處滑上傳送帶 若從小物塊滑上傳送帶開始計時 小物塊在傳送帶上運動的v t圖象 以地面為參考系 如圖乙