2011高考物理 運(yùn)動圖像講義 新人教版

1、2011高考物理 運(yùn)動圖像講義 新人教版溫故自查1勻速直線運(yùn)動的xt圖象xt圖象表示運(yùn)動的 位移 隨時間的變化規(guī)律勻速直線運(yùn)動的xt圖象，是一條傾斜的直線速度的大小在數(shù)值上等于圖象的 斜率 ，即vtan.如圖a所示 22直線運(yùn)動的vt圖象 vt圖象表示 速度 隨時間的變化規(guī)律vt圖象表示的規(guī)律是：給出了v、t的對應(yīng)關(guān)系(1)勻速直線運(yùn)動的vt圖象勻速直線運(yùn)動的vt圖象是與橫軸 平行 的直線從圖象不僅可以看出速度的大小，而且可以求出位移(圖b中畫斜線部分的“面積）。3(2)勻變速直線運(yùn)動的vt圖象勻變速直線運(yùn)動的vt圖象是一條傾斜直線(如圖c所示)直線斜率的大小等于 加速度 的大小，即

2、atan，斜率越大，加速度也越大，反之則越小若直線的斜率大于零，則加速度大于零，表示 勻加速 運(yùn)動；若直線的斜率小于零，則加速度小于零，表示 勻減速 運(yùn)動圖形“面積”表示t時間內(nèi)的位移位移的大小在數(shù)值上等于梯形的面積4考點(diǎn)精析1位移圖象與速度圖象的比較比較問題xt 圖象vt圖象圖象其中為拋物線其中為拋物線物理意義反映的是位移隨時間的變化規(guī)律反映的是速度隨時間的變化規(guī)律物體的運(yùn)動性質(zhì)表示從正位移處開始一直做勻速直線運(yùn)動并越過零位移處表示物體靜止不動表示物體從零位移開始做正向勻速運(yùn)動表示物體從靜止做正向加速直線運(yùn)動表示物體做勻加速直線運(yùn)動表示物體做加速度增大的加速運(yùn)動5斜率的意義斜率的大小表示速度

3、大小斜率的正負(fù)表示速度的方向斜率的大小表示加速度的大小斜率的正負(fù)表示加速度的方向圖象與坐標(biāo)軸圍成“面積”的意義無實(shí)際意義表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移2.運(yùn)用圖象時的注意問題(1)首先明確所給的圖象是什么圖象，即認(rèn)清圖中橫、縱軸所表示的物理量及它們的函數(shù)關(guān)系特別是那些圖形相似，容易混淆的圖象，更要注意區(qū)分6(2)要清楚地理解圖象中的“點(diǎn)”、“線”、“斜率”、“截距”、“面積”的物理意義點(diǎn)：圖線上的每一個點(diǎn)都對應(yīng)研究對象的一個狀態(tài)，特別注意“起點(diǎn)”、“終點(diǎn)”、“拐點(diǎn)”，它們往往對應(yīng)一個特殊狀態(tài)線：表示研究對象的變化過程和規(guī)律，如vt圖象中圖線若為傾斜直線，則表示物體做勻變速直線運(yùn)動斜率：表示橫、縱坐標(biāo)軸上

4、兩物理量的比值，常有一個重要的物理量與之對應(yīng)，用于求解定量計算對應(yīng)物理量的大小和定性分析變化的快慢問題如xt圖象的斜率表示速度大小，vt圖象的斜率表示加速度大小面積：圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積常與某一表示過程的物理量相對應(yīng)如vt圖象與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小截距：表示橫、縱坐標(biāo)兩物理量在“邊界”條件下的物理量的大小由此往往能得到一個很有意義的物理量.7溫故自查1追及問題追和被追的兩物體的速度 相等 (同向運(yùn)動)是能追上、追不上、兩者距離有極值的臨界條件(1)速度大者減速(如勻減速直線運(yùn)動)追速度小者(如勻速運(yùn)動)兩者速度相等，追者位移仍小于被追者位移，則永遠(yuǎn)追不上，此時二者間有最 小 距

5、離若速度相等時，有相同位移，則剛好追上，也是二者相遇時避免碰撞的臨界條件8若位移相同時追者速度仍大于被追者的速度，則被追者還能有一次追上追者，二者速度相等時，二者間距離有一個較大值(2)速度小者加速(如初速度為零的勻加速直線運(yùn)動)追速度大者(如勻速運(yùn)動)當(dāng)兩者 速度相等 時二者間有最大距離當(dāng)兩者 位移相等 時，即后者追上前者2相遇問題(1)同向運(yùn)動的兩物體追及即相遇(2)相向運(yùn)動的物體，當(dāng)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 9考點(diǎn)精析1分析“追及”“相遇”問題應(yīng)注意：(1)一定要抓住一個條件兩個關(guān)系：一個條件是兩物體的速度滿足的臨界條件，兩個關(guān)系是時間關(guān)系和位移關(guān)系其中通過

6、畫示意圖找到兩物體位移之間的數(shù)量關(guān)系，是解題的突破口(2)若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動，一定要注意追上前該物體是否停止運(yùn)動(3)仔細(xì)審題，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102解決追及相遇問題分為三種方法：(1)物理分析法：抓好“兩物體能否同時到達(dá)空間某位置”這一關(guān)鍵(2)圖象法：將兩者的速度時間圖象在同一坐標(biāo)系中畫出，然后利用圖象求解(3)數(shù)學(xué)方法：設(shè)相遇時間為t，根據(jù)條件列方程，得到關(guān)于時間t的一元二次方程，用判別式進(jìn)行討論若>0，即有兩個解，說明可以相遇兩次；若0，說明剛好追上或相碰；若

7、<0，說明追不上或不能相碰求最大距離或最小距離時，先根據(jù)條件列出距離的表達(dá)式，然后求其極值11命題規(guī)律能根據(jù)vt圖象確定物體的運(yùn)動狀態(tài)，能正確理解vt圖象的物理意義考例1(2009·海南)甲乙兩車在一平直道路上同向運(yùn)動，其vt圖象如圖所示，圖中OPQ和OQT的面積分別為s1和s2(s2>s1)，初始時，甲車在乙車前方s0處()12A若s0s1s2，兩車不會相遇B若s0<s1，兩車相遇2次C若s0s1，兩車相遇1次D若s0s2，兩車相遇1次解析本題考查了追及與相遇問題由圖線可知在T時間內(nèi)甲車前進(jìn)了s2，乙車前進(jìn)了s1s2，若s0s2s1s2即s0s1兩車相遇一次；若s

8、0s2<s1s2，即s0<s1兩車相遇2次；若s0s2>s1s2，即s0>s1兩車不會相遇綜上所述A、B、C正確答案ABC13總結(jié)評述(1)抓住速度圖象是速度隨時間的變化規(guī)律，是物理公式的函數(shù)表現(xiàn)形式，分析問題時要做到數(shù)學(xué)與物理的有機(jī)結(jié)合，數(shù)學(xué)為物理所用(2)在速度圖象中，縱軸截距表示初速度，斜率表示加速度，圖象與坐標(biāo)軸圍成的“面積”表示位移，抓住以上特征，靈活分析14(2010·廣東省深圳市高三摸底考試)如圖是物體做直線運(yùn)動的vt圖象，由圖象可得到的正確結(jié)論是 ()At1s時，物體的加速度大小為1m/s2Bt5s時，物體的加速度大小為0.75m/s2C第3s

9、內(nèi)物體的位移為1.5mD物體在加速過程的位移比減速過程的位移大15解析由vt圖象可得02s內(nèi)物體的加速度為1.5m/s2，A錯；23s內(nèi)物體的加速度為0；37s內(nèi)物體的加速度為0.75m/s2，故選項B正確.02s物體的位移為3m；23s物體的位移為3m；37s物體的位移為6m，則減速過程的位移比加速過程的位移大，CD錯答案B16命題規(guī)律對物體做往返運(yùn)動或做多過程直線運(yùn)動或有關(guān)極值問題討論時，利用圖象法分析能直觀快捷解答，考查利用圖象解決問題的能力考例2摩托車在平直公路上從靜止開始啟動，a11.6m/s2，稍后勻速運(yùn)動，然后減速，a26.4m/s2，直到停止，共歷時130s，行程1600m.試

10、求：(1)摩托車行駛的最大速度vmax；(2)若摩托車從靜止啟動，a1、a2不變，直到停止，行程不變，所需最短時間為多少？17解析(1)整個運(yùn)動過程分三個階段：勻加速運(yùn)動、勻速運(yùn)動、勻減速運(yùn)動可借助vt圖象表示，如圖甲所示利用推論vv2as有18(2)首先要回答摩托車以什么樣的方式運(yùn)動可使得時間最短借助圖乙所示的vt圖象可以證明：當(dāng)摩托車先以a1勻加速運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到vmax時，緊接著以a2勻減速運(yùn)動直到停止時，行程不變，時間最短，如圖乙所示設(shè)最短時間為tmin，則19答案(1)12.8m/s(2)50s總結(jié)評述用圖象研究物理問題是一種常用的數(shù)學(xué)方法，圖象具有直觀、簡單等優(yōu)點(diǎn)；但是用圖象法研究

11、問題，一定要根據(jù)題意分析清楚物體的運(yùn)動情景，正確畫出物體的運(yùn)動圖象，這是應(yīng)用圖象解題的關(guān)鍵 20(2009·廣東廉江中學(xué)高三月考)如圖所示的位移(s)時間(t)圖象和速度(v)時間(t)圖象中，給出四條曲線1、2、3、4代表四個不同物體的運(yùn)動情況，關(guān)于它們的物理意義，下列描述正確的是 （ ）21A圖線1表示物體做曲線運(yùn)動Bst圖象中t1時刻v1>v2Cvt圖象中0至t3時間內(nèi)3和4的平均速度大小相等D兩圖象中，t2、t4時刻分別表示2、4開始反向運(yùn)動解析st和vt圖象表示的都是物體做直線運(yùn)動的情形，st圖象中圖線的斜率表示物體運(yùn)動速度的大小，st圖象中t1時刻v1&g

12、t;v2，A錯誤，B正確；vt圖象中0至t3時間內(nèi)3所圍的面積小于4所圍的面積，因此兩者的平均速度大小不相等，C錯誤；兩圖象中，t2表示2開始反向運(yùn)動，而t4時刻表示4開始做正向的減速運(yùn)動，D錯誤答案B22命題規(guī)律根據(jù)兩物體的運(yùn)動過程，確定兩物體間的位移、時間、速度的關(guān)系，建立合理的方程式利用數(shù)學(xué)方法或用圖象法解決物理問題考查運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力考例3經(jīng)檢測，汽車A的制動性能：以標(biāo)準(zhǔn)速度20m/s在平直公路上行駛時，制動后40s停下來現(xiàn)A在平直公路上以20m/s的速度行駛發(fā)現(xiàn)前方180m處有一貨車B以6m/s的速度同向勻速行駛，司機(jī)立即制動，能否發(fā)生撞車事故？23解析如下圖汽車A以v

13、020m/s的初速做勻減速直線運(yùn)動經(jīng)40s停下來據(jù)加速度公式可求出a0.5m/s2.當(dāng)A車減為與B車同速時是A車逼近B車距離最近的時刻，這時若能超過B車則相撞，反之則不能相撞24答案能總結(jié)評述分析追及問題應(yīng)把兩物體的位置關(guān)系圖畫好，如上圖，通過此圖理解物理情景本題也可以借圖象幫助理解，上圖中陰影區(qū)是A車比B車多通過的最多距離，這段距離若能大于兩車初始時刻的距離則兩車必相撞，小于、等于則不相撞從圖中也可以看出A車速度為零時，不是A車比B車多走距離最多的時刻，因此不能作為臨界條件分析25甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運(yùn)動，t0時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標(biāo)在描述兩車運(yùn)動的vt圖中(如圖)，直線a、b分別描述了甲乙兩車在020s的運(yùn)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010s內(nèi)兩車逐漸靠近B在10s2