新教材高中物理第2章勻變速直線運(yùn)動學(xué)法指導(dǎo)課運(yùn)動圖像問題學(xué)案

學(xué)法指導(dǎo)課運(yùn)動圖像問題題型一根據(jù)運(yùn)動圖像分析運(yùn)動情況例圖為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動的位移時(shí)間圖像,關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況,下列說法正確的是 ()A.在0~t0時(shí)間內(nèi),甲、乙的運(yùn)動方向相同B.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的速度一直在減小C.在0~t0時(shí)間內(nèi),乙的速度一直增大D.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲、乙發(fā)生的位移不相同答案D根據(jù)位移時(shí)間圖像的斜率表示速度,可知,在0~t0時(shí)間內(nèi),甲的速度為負(fù),乙的速度為正,說明甲、乙的運(yùn)動方向相反,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)位移時(shí)間圖像的斜率表示速度,可知在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的速度不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。在0~t0時(shí)間內(nèi),乙圖線的斜率不斷減小,則乙的速度一直減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的位移s1=02s0=2s0,乙的位移為s2=s0(s0)=2s0,所以甲、乙發(fā)生的位移不相同,故D項(xiàng)正確。學(xué)法指導(dǎo)常用的運(yùn)動圖像對比運(yùn)動圖像st圖像vt圖像at圖像物理意義質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)隨時(shí)間的變化規(guī)律質(zhì)點(diǎn)的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律質(zhì)點(diǎn)的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律圖線斜率表示速度表示加速度加速度的變化率面積無意義圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示速度的變化量縱軸截距初始位置初始速度初始加速度兩線交點(diǎn)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相遇兩質(zhì)點(diǎn)速度相同兩質(zhì)點(diǎn)加速度相同1.A、B、C三個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動,其位移時(shí)間圖像中,圖線c是一條s=0.4t2(m)的拋物線,有關(guān)這三個(gè)物體在0~5s內(nèi)的運(yùn)動,下列說法正確的是 ()A.A物體做勻加速直線運(yùn)動B.C物體做勻加速直線運(yùn)動C.t=5s時(shí),A物體速度最大D.A、B兩物體都做勻速直線運(yùn)動,且速度相同答案B位移時(shí)間圖像是傾斜的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動,則知A、B兩物體都做勻速直線運(yùn)動,由題圖看出斜率,a、b兩圖線的斜率大小相等、正負(fù)相反,說明兩物體的速度大小相等、方向相反,所以速度不同,故A、D錯(cuò)誤;圖線c是一條s=0.4t2的拋物線,結(jié)合s=v0t+12at2可知,C做初速度為0,加速度為0.8m/s2的勻加速直線運(yùn)動,故B項(xiàng)正確;圖像的斜率大小等于速度大小,根據(jù)圖像可知,t=5s時(shí),C物體速度最大,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示,圖甲為質(zhì)點(diǎn)a和b做直線運(yùn)動的位移時(shí)間圖像,圖乙為質(zhì)點(diǎn)c和d做直線運(yùn)動的速度時(shí)間圖像,由圖可知 ()A.若t1時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,則t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)第二次相遇B.若t1時(shí)刻c、d兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,則t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)第二次相遇C.t1到t2時(shí)間內(nèi),四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中只有b和d兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向發(fā)生改變D.t1到t2時(shí)間內(nèi),四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中只有b和d兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速率先減小后增大答案AD在位移時(shí)間圖像中,兩圖線的交點(diǎn)表示兩質(zhì)點(diǎn)位置相同即相遇,由甲圖可知,t1時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)第二次相遇,故A項(xiàng)正確;t1到t2時(shí)間內(nèi),根據(jù)vt圖像與時(shí)間軸所圍面積表示位移知,c的位移大于d的位移,若t1時(shí)刻c、d兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,則t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)沒有相遇,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中只有b運(yùn)動方向改變,a、c、d質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向未發(fā)生改變,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)st圖像的斜率表示速度,知t1到t2時(shí)間內(nèi),a質(zhì)點(diǎn)的速度不變,b質(zhì)點(diǎn)的速率先減小后增大,由vt圖像知,c的速度均勻減小,d的速率先減小后增大,故D項(xiàng)正確。題型二運(yùn)用運(yùn)動圖像解決問題例如圖所示,甲、乙兩車同時(shí)由靜止從A點(diǎn)出發(fā),沿直線AC運(yùn)動,甲以加速度a3做初速度為零的勻加速運(yùn)動,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為v,乙以加速度a1做初速度為零的勻加速運(yùn)動,到達(dá)B點(diǎn)后做加速度為a2的勻加速運(yùn)動,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度亦為v。若a1≠a2≠a3,則 ()A.甲、乙不可能同時(shí)由A達(dá)到CB.甲一定先由A達(dá)到CC.乙一定先由A達(dá)到CD.若a1>a3,則甲一定先由A達(dá)到C答案A如圖所示,根據(jù)速度時(shí)間圖線得,若a1>a3,如圖1,因?yàn)槟┧俣认嗟?位移相等,即圖線與時(shí)間軸所圍成的面積相等,則t乙<t甲,若a3>a1,如圖2,因?yàn)槟┧俣认嗟?位移相等,即圖線與時(shí)間軸所圍成的面積相等,則t乙>t甲,通過圖線作不出位移相等,速度又相等,時(shí)間相等的圖線,所以甲乙不能同時(shí)到達(dá),故A項(xiàng)正確,B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。學(xué)法指導(dǎo)通過運(yùn)動圖像的變化比較運(yùn)動過程的變化問題的解題思路1.根據(jù)題意畫出原來運(yùn)動的vt圖像。2.根據(jù)運(yùn)動變化情況,分析確定變化量和不變量。3.在控制不變量的條件下,畫出運(yùn)動變化后的vt圖像。4.對比圖像,觀察相關(guān)物理量的變化。5.在st圖像上,兩圖線交點(diǎn)表示相遇;在vt圖像上,兩圖線交點(diǎn)表示速度相同,此時(shí)兩物體距離有極值。6.在vt圖像上,某段時(shí)間兩圖線的“面積”相等,則該段時(shí)間兩物體運(yùn)動的位移相等;若不相等,兩物體的位移差等于兩“面積”差,考慮初始距離,判斷是否相遇。1.(多選)靜止在光滑水平面上的木塊,被一顆子彈沿水平方向擊穿,若子彈擊穿木塊的過程中子彈受到木塊的阻力大小恒定,則當(dāng)子彈入射速度增大時(shí),下列說法正確的是 ()A.木塊獲得的速度變大B.木塊獲得的速度變小C.子彈穿過木塊的時(shí)間變長D.子彈穿過木塊的時(shí)間變短答案BD子彈穿透木塊過程中,子彈做勻減速運(yùn)動,木塊做勻加速運(yùn)動,畫出如圖所示的vt圖像,圖中實(shí)線OA、CB分別表示木塊、子彈的速度圖像,而圖中梯形OABC的面積為子彈相對木塊的位移,即木塊長度L。當(dāng)子彈入射速度增大變?yōu)镃'時(shí),子彈、木塊的運(yùn)動圖像便如圖中虛線C'B'、OA'所示,梯形OA'B'C'的面積仍等于子彈相對木塊的位移L,由圖線可知,子彈入射速度越大,木塊獲得的速度越小,作用時(shí)間越短,B、D項(xiàng)正確。2.(多選)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其vt圖像如圖所示,已知兩車在t=3s時(shí)并排行駛,則 ()A.在t=1s時(shí),甲車在乙車后B.在t=0時(shí),甲車在乙車前7.5mC.兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是t=2sD.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m答案BD在t=3s時(shí),兩車并排,由題圖可得在1~3s兩車發(fā)生