高一物理運動圖像問題專題講解學案

1、碭山實驗中學高一物理運動圖像、紙帶處理問題專題X/m0位移和速度都是時間的函數(shù)，因此描述物體運動的規(guī)律常用位移-時間圖象（s-t圖象）和速度-時間圖象（v-t圖象）一、 勻速直線運動的-t圖象X-t圖象表示運動的位移隨時間的變化規(guī)律。勻速直線運動的-t圖象是一條 。速度的大小在數(shù)值上等于 ，即v ，如右圖所示。0二、 直線運動的圖象1 勻速直線運動的圖象勻速直線運動的圖象是與 。從圖象不僅可以看出速度的大小，而且可以求出一段時間內(nèi)的位移，其位移為 2 勻變速直線運動的圖象o勻變速直線運動的圖象是 從圖象上可以看出某一時刻瞬時速度的大小?？梢愿鶕?jù)圖象求一段時間內(nèi)的位移，其位移為 還可以根據(jù)圖象求

2、加速度，其加速度的大小等于 即a ， 越大，加速度也越大，反之則越小三、區(qū)分X-t圖象、圖象如右圖為圖象， A描述的是 運動；B描述的是 運動；C描述的是 運動。圖中A、B的斜率為 （“正”或“負”），表示物體作 運動；C的斜率為 （“正”或“負”），表示C作 運動。A的加速度 （“大于”、“等于”或“小于”）B的加速度。圖線與橫軸t所圍的面積表示物體運動的 。 01234S1S2X/mtABC如右圖為X-t圖象， A描述的是 運動；B描述的是 運動；C描述的是 運動。圖中A、B的斜率為 （“正”或“負”），表示物體向 運動；C的斜率為 （“正”或“負”），表示C向 運動。A的速度 （“大于”

3、、“等于”或“小于”）B的速度。如圖所示，是A、B兩運動物體的st圖象，由圖象分析A圖象與S軸交點表示： ，A、B兩圖象與t軸交點表示： ， A、B兩圖象交點P表示： ， A、B兩物體分別作什么運動。 四、圖象與圖象的比較：  圖3和下表是形狀一樣的圖線在X圖象與圖象中的比較。圖象圖象 表示物體做勻速直線運動（斜率表示速度）。 表示物體做勻加速直線運動（斜率表示加速度）。 表示物體靜止。 表示物體做勻速直線運動。 表示物體靜止。 表示物體靜止。 表示物體向反方向做勻速直線運動；初位移為s0。 表示物體做勻減速直線運動；初速度為v0。 交點的縱坐標表示三個運動質(zhì)點相遇時的位移。 交點的

4、縱坐標表示三個運動質(zhì)點的共同速度。 0t1時間內(nèi)物體位移為s1。 t1時刻物體速度為v1（圖中陰影部分面積表示質(zhì)點在0t1時間內(nèi)的位移）。【典型例題】例1：礦井里的升降機，由靜止開始勻加速上升，經(jīng)過5秒鐘速度達到6m/s后，又以這個速度勻速上升10秒，然后勻減速上升，經(jīng)過10秒恰好停在井口，求礦井的深度？分析：審題（寫出或標明你認為的關(guān)鍵詞）分析過程，合理分段，畫出示意圖，并找出各段之間的連接點解題過程：【針對訓練】1. 下圖中表示三個物體運動位置和時間的函數(shù)關(guān)系圖象,下列說法正確的是: （ ）012336X t012336Xt0123-3-6t A. 運動速率相同,3秒內(nèi)經(jīng)過路程相同,起點位

5、置相同. B. 運動速率相同,3秒內(nèi)經(jīng)過路程相同,起點位置不同. C. 運動速率不同,3秒內(nèi)經(jīng)過路程不同,但起點位置相同. D. 均無共同點.2、一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其v-t圖象如圖所示，由圖象可知（ ）A0t1時間內(nèi)火箭的加速度小于t1t2時間內(nèi)火箭的加速度B在0t2時間內(nèi)火箭上升，t2t3時間內(nèi)火箭下落Ct2時刻火箭離地面最遠Dt3時刻火箭回到地面3、右圖所示為A和B兩質(zhì)點的位移時間圖象,以下說法中正確的是：（ ）t0ABt1 A. 當t=0時,A、B兩質(zhì)點的速度均不為零. B. 在運動過程中,A質(zhì)點運動得比B快. C. 當t=t1時,兩質(zhì)點的位移相等. D. 當t=t1時,兩質(zhì)點

6、的速度大小相等.4、(1)如下左圖質(zhì)點的加速度方向為 ，0-t0時間內(nèi)速度方向為 ，t0時刻后的速度方向為 。(2)如下中圖質(zhì)點加速度方向為 ，0- t0時間內(nèi)速度方向為 ，t0時刻后的速度方向為 vt00t乙甲0t0v0vttt0v0(3)甲乙兩質(zhì)點的速度圖線如上右圖所示 a、二者的速度方向是否相同 b、二圖線的交點表示 c、若開始計時時，甲、乙二質(zhì)點的位置相同，則在0t0時間內(nèi)，甲、乙二質(zhì)點的距離將 ， 相距最大。Xba0ttM【能力訓練】1如圖所示，a、b兩條直線分別描述P、Q兩個物體 的位移-時間圖象，下列說法中，正確的是（ ） A 兩物體均做勻速直線運動 B M點表示兩物體在時間t內(nèi)

7、有相同的位移 C t時間內(nèi)P的位移較小D 0t，P比Q的速度大，t以后P比Q的速度小 100-10V（m/s） 2、某物體沿直線運動的v-t圖象如圖 所示，由圖可以看出物體 （ ） A 沿直線向一個方向運動 B 沿直線做往復運動 1 2 3 4 5 6 t/S 。加速度大小不變 。做勻速直線運動3、如圖所示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 =2 s后開始沿正方向運動C.在t = 2 s前物體位于出發(fā)點負方向上，在t = 2 s后位于出發(fā)點正方向上D.在t = 2 s時，物體距出發(fā)點最遠4、甲和乙兩個物體

8、在同一直線上運動, 它們的vt圖像分別如圖中的a和b所示. 在t1時刻( )(A) 它們的運動方向相同(B) 它們的運動方向相反(C) 甲的速度比乙的速度大(D) 乙的速度比甲的速度大5一臺先進的升降機被安裝在某建筑工地上，升降機 0vt的運動情況由電腦控制，一次豎直向上運送重物時，電腦屏幕上顯示出重物運動的vt圖線如圖所示，則由圖線可知（ ）A重物先向上運動而后又向下運動 B重物的加速度先增大后減小 C重物的速度先增大后減小D重物的位移先增大后減小 6如圖為兩個物體A和B在同一直線上沿同一方向同時作勻加速運動的v-t圖線。已知在第3s末兩個物體在途中相遇，則物體的出發(fā)點的關(guān)系是A從同一地點出

9、發(fā) BA在B前3m處 CB在A前3m處 DB在A前5m處7、如圖所示是一個物體向東運動的速度圖象。由圖可知在010s內(nèi)物體的加速度大小是 ，方向是 ；在1040s內(nèi)物體的加速度為 ，在4060s內(nèi)物體的加速度大小是 ，方向是 8.已知一汽車在平直公路上運動，它的位移一時間圖象如圖（甲）所示，求出下列各段時間內(nèi)汽車的路程和位移大小第 l h內(nèi) 前6 h內(nèi) 前7 h內(nèi) 前8 h內(nèi)（二）勻變速直線運動的紙帶處理在勻變速直線運動中，對紙帶打出點的處理涉及到幾個重要的規(guī)律，這些規(guī)律可以簡化我們的運算、廣泛的應(yīng)用于相似物理情景，在高中物理的學習、考查中有著舉足輕重的作用。紙帶處理要主要掌握以下問題：1.

10、計數(shù)點的選取選擇一條點跡清晰的紙帶，舍棄開頭比較密集的點子，在適當?shù)奈恢谜乙粋€開始點。為了測量方便和減小誤差，通常不用每打一次點的時間單位作為時間單位，而是每打幾個點的時間間隔作為時間單位，定計數(shù)點。如每打5個點的時間間隔作為時間單位，或說成每隔4個點取一計數(shù)點、每5個點取一計數(shù)點，則T5×0.020.10s。如圖（1）所示，對應(yīng)計數(shù)點的周期為T s2. 距離的測量為減小實驗誤差，測量通常從第一個計數(shù)點開始，測量每個計數(shù)點到第一個計數(shù)點的距離。測量時注意標尺的精確度，讀出數(shù)據(jù)時注意估讀，保證精度、有效位數(shù)。如圖（1）所示，四個計數(shù)點到0的距離依次為：S1= cm、S2= cm、S3=

11、 cm、S4 = cm。圖（1）40123S1S2S3S4需要注意的是：有些題目中也可能提供相鄰計數(shù)點的距離，如圖（2）所示，這種情況下，應(yīng)注意求解速度、加速度等方程的轉(zhuǎn)化。圖（2）3. 通過紙帶求速度方法如求圖（1）中計數(shù)點1、2、3的速度的依據(jù)為：在勻變速直線運動中，中間時刻速度等等于這一段運動的平均速度。對應(yīng)的方程及速度大小為： m/s、 m/s、 m/s. 若用圖（2）中的距離可表示為V1 m/s。2. 通過紙帶求加速度的方法 （1）試證明：在勻變速度直線運動中，相鄰、相同時間內(nèi)的位移之差相同，且（a為加速度，T為相同的時間間隔。）。說明：此結(jié)果是判定紙帶是否做勻變速直線運動的主要依據(jù)。據(jù)上述結(jié)果推導：第m段與第n段的位移之差為：。（2）通過紙帶求加速度的三種方法對比（結(jié)合圖（2）：方法1.由相鄰、相同的時間內(nèi)的位移之差方程可得：，。對于平均加速度方法2.逐差法： 因為、對于平均加速度 試通過兩結(jié)論的理解、對比，說明：上述兩種求解平均加速度方法的取舍。 若是位移從起點開始，則方程又可以表示為 a= 圖（1）中紙帶的加速度a= m/s2. 若是有六段相鄰、相同時間內(nèi)的位移，則方程又是怎樣呢？ 方法3.通過v-t圖象：應(yīng)用各點對應(yīng)的瞬時速度，描點、畫出速度-時間圖線，然后確定圖線的斜率，即等于小車的加速度。（1） 定點：定軸（物理意義及單位）、定標度（選標