【名師導(dǎo)學(xué)】2014高考物理一輪 1.4運(yùn)動的圖象、追及與相遇問題課件.ppt

1、第4節(jié)運(yùn)動的圖象追及與相遇問題,1直線運(yùn)動圖象的意義 圖象法是一種通過建立坐標(biāo)系來表達(dá)物體運(yùn)動規(guī)律的重要方法形狀類似的圖象在不同的坐標(biāo)系中表示的物理規(guī)律不同，因此，應(yīng)用圖象時(shí)，首先要看清縱、橫坐標(biāo)代表哪種物理量 對直線運(yùn)動的圖象的認(rèn)識應(yīng)該做到： (1)能根據(jù)圖象識別物體運(yùn)動的性質(zhì)； (2)能認(rèn)識圖象截距的意義；,一、運(yùn)動的圖象,(3)能認(rèn)識圖象斜率的意義； (4)能認(rèn)識圖象覆蓋面積的意義； (5)能說出圖線上任一點(diǎn)的狀況 2位移時(shí)間(st)圖象,物體運(yùn)動的st圖象表示物體的位移隨 時(shí)間變化的規(guī)律，與物體運(yùn)動的軌跡 關(guān)系右圖中a、b、c三條 直線對應(yīng)的st關(guān)系式分別為s 、 s 、s ，都是 直

2、線運(yùn)動的 位移時(shí)間圖象縱軸截距s0表示在t0時(shí)a在b,無任何直接,vats0,vbt,vc(tt0),勻速,；橫軸截距t0表示c比b和a ；斜率表示運(yùn)動 ，容易看出 ；交點(diǎn)P可反映出t時(shí)刻 . 3速度時(shí)間(vt)圖象 物體運(yùn)動的vt圖象表示物體運(yùn)動的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，與物體運(yùn)動的軌跡 關(guān)系,前方s0處,晚出發(fā)t0時(shí)間,速度,vcvbva,c追上b,無任何直接,右圖中a、b、c、d四條直線對應(yīng)的 vt關(guān)系式分別為va 、 vb 、vc 、 vd ，直線a是勻速 直線運(yùn)動的速度圖象，其余都是勻變速直線運(yùn)動的速度圖象縱軸截距v0表示 ，橫軸截距 tm表示 .斜率表示運(yùn)動的 ，斜率為負(fù)者(如d)對

3、應(yīng)于 直線運(yùn)動圖線下邊覆蓋的面積表示運(yùn)動的 兩圖線的交點(diǎn)P可反映出在時(shí)刻t兩個(gè)運(yùn)動(c和d) ,常數(shù),v0at,at,v0at,b、d的初速度,d做勻減速直線運(yùn)動到速度等于零需要的時(shí)間,加速度,勻減速,位移,有相同的速度,1追及和相遇問題概述 當(dāng)兩個(gè)物體在 運(yùn)動時(shí)，由于兩物體的運(yùn)動情況不同，所以兩物體之間的 會不斷發(fā)生變化，兩物體間距或越來越大或越來越小，這時(shí)就會涉及追及、相遇或避免碰撞等問題 2追及問題的兩類情況 (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)：,同一直線上,距離,二、追及和相遇問題,當(dāng)兩者速度相等時(shí)，若追者位移仍小于被追者位移，則永遠(yuǎn)追不上，此時(shí)兩者間有 距

4、離 若兩者位移相等，且兩者速度相等時(shí)，則恰能追上，也是兩者 的臨界條件 若兩者位移相等時(shí)，追者速度仍大于被追者的速度，則因追者是減速運(yùn)動，被追者還有一次追上追者的機(jī)會，其間速度相等時(shí)兩者間距離有一個(gè) 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(shí)有 距離 若兩者位移相等時(shí)，則追上,最小,避免碰撞,最大,最大,3相遇問題的常見情況 (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(shí)兩物體的距離時(shí)即相遇,題型一：對運(yùn)動圖像的認(rèn)識和理解,【解析】質(zhì)點(diǎn)的速度有時(shí)取負(fù)值，即向x軸負(fù)方向運(yùn)動，A錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中離

5、原點(diǎn)的最大距離為v0t0，B錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)最終靜止時(shí)一定在x軸正方向，且離開原點(diǎn)的距離一定小于v0t0，C錯(cuò)D對,【答案】D,【方法與知識感悟】處理圖象問題要注意“五看”即： (1)看坐標(biāo)看清楚是什么物理量隨什么物理量的變化 (2)看截距代表什么意義 (3)看斜率的物理意義 (4)看面積有什么物理意義 (5)看交點(diǎn)有什么物理意義,下面甲、乙兩圖以及下表是形狀一樣的圖線在st圖象與vt圖象中的比較,例2 原地起跳時(shí)，先屈腿下蹲，然后蹬地，從開始蹬地到離地是加速過程(視為勻加速)，加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”，離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”現(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：人原

6、地上跳的“加速距離”d10.5 m，“豎直高度”h11.0 m；跳蚤原地上跳的“加速距離”d20.00080 m，“豎直高度”h20.10 m假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為0.50 m，則人跳的“豎直高度”是多少？,題型二：運(yùn)用運(yùn)動圖象解答運(yùn)動學(xué)問題,【思路點(diǎn)撥】弄清人和跳蚤原地起跳的運(yùn)動過程，畫出它們運(yùn)動的vt圖像，從圖像中找出d1、d2、h2、h對應(yīng)是哪部分面積,【解析】人和跳蚤原地起跳均是：先豎 直向上勻加速運(yùn)動，再豎直向上勻減速 運(yùn)動到速度為零若人以跳蚤的起跳加 速度起跳，則整個(gè)過程的加速度與跳蚤 的相同它們的vt圖象如圖所示，圖中折線OAB為跳蚤的vt圖象，折線

7、ODE為人的vt圖象，其中OAC,的面積為d2、ABC的面積為h2、ODF的面積為d1、DEF的面積為h(所求量)由相似三角形知識可得 ，解得h h262.5 m.,【方法與知識感悟】對于一些較復(fù)雜的運(yùn)動學(xué)問題，采用vt圖象分析解答比較簡便解題的關(guān)鍵是： (1)能正確的分析物體的運(yùn)動情況； (2)準(zhǔn)確地畫出其vt圖象； (3)能從圖象中找出各物理量的關(guān)系，特別是圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示位移,題型三：追及與相遇問題,例3 甲車在前以15 m/s的速度勻速行駛，乙車在后以9 m/s的速度勻速行駛當(dāng)兩車相距32 m時(shí)，甲車開始剎車，加速度大小為1 m/s2.問經(jīng)多少時(shí)間乙車可追上甲車？,【方法與知

8、識感悟(1)求解追及和相遇問題的基本思路 分別對兩物體進(jìn)行研究，畫出運(yùn)動過程示意圖； 列出位移方程； 找出時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系； 解出結(jié)果，對結(jié)果進(jìn)行必要的討論,(2)求解追及和相遇問題的方法 數(shù)學(xué)方法：根據(jù)兩物體相遇時(shí)的位置坐標(biāo)相同及兩物的運(yùn)動時(shí)間，求出各自的位移方程再根據(jù)它們位移間的幾何關(guān)系，建立兩物的位移與運(yùn)動時(shí)間之間的一元二次方程然后利用根的判別式b24ac滿足的條件來討論 物理方法：首先根據(jù)兩物體相遇時(shí)的位置坐標(biāo)相同及兩物的運(yùn)動時(shí)間，求出各自的位移方程再根據(jù)兩物位移的幾何關(guān)系，建立出兩物體的位移方程然后由兩物體在同一位置坐標(biāo)處的速度大小關(guān)系討論兩物體能否追上、相遇或碰撞的條件

9、 圖象法：畫出兩物體的速度圖象，利用圖線下面所圍面積即為物體運(yùn)動的位移大小的特點(diǎn)解題,1如圖所示為一質(zhì)點(diǎn)作直 線運(yùn)動的速度時(shí)間圖象， 下列說法中正確的是( ) A整個(gè)過程中，CD段和 DE段的加速度最小 B整個(gè)過程中，BC段的加速度最大 C整個(gè)過程中，D點(diǎn)所表示的狀態(tài)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) DBC段所表示的運(yùn)動通過的路程是14 m,C,ABC,*2.小球從空中自由下落，與水 平地面相碰后彈到空中某一高 度，其vt圖象如圖所示，則 由圖可知( ) A小球下落的最大速度為5 m/s B小球第一次反彈后瞬間速度的大小為3 m/s C當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0.0 m/s2 D小球能彈起的最大高度為1.25 m,3

10、如圖所示，甲、乙、丙三物體從同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動，在t1時(shí)刻，三物體比較( ) v甲v乙v丙 x甲x乙x丙 a丙a乙a甲 甲丙之間距離最大 甲、乙、丙相遇 A只有正確 B只有正確 C只有正確 D全正確,B,*4.甲、乙兩物體相距s，同時(shí)同向沿同一直線運(yùn)動，乙在前面做初速度為零、加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動，甲在后做初速度為v0、加速度為a2的勻加速直線運(yùn)動，則( ) A若a1a2，則兩物體可能相遇一次 B若a1a2，則兩物體可能相遇兩次 C若a1a2，則兩物體可能相遇一次，也可能不相遇,ABD,C,1設(shè)物體運(yùn)動的加速度為a、速度為v、位移為x.現(xiàn)有四個(gè)不同物體的運(yùn)動圖象如圖所示，t0時(shí)

11、刻物體的速度均為零，則其中物體做單向直線運(yùn)動的圖象是( ),【鞏固基礎(chǔ)】,【解析】A項(xiàng)位移正負(fù)交替，說明物體做往復(fù)運(yùn)動，B項(xiàng)物體先做勻加速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動，然后做反向勻加速運(yùn)動，再做反向勻減速運(yùn)動，周而復(fù)始；C項(xiàng)表示物體先做勻加速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動，循環(huán)下去，物體始終單向運(yùn)動，C正確，D項(xiàng)從面積判斷物體速度有負(fù)值出現(xiàn)，不是單向運(yùn)動,*2.光滑水平面上靜置質(zhì)量為M的很薄的長木板，質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊以初速度v0從木板一端開始沿木板運(yùn)動已知Mm，則從滑塊開始運(yùn)動后，滑塊、木板運(yùn)動的vt圖象可能是( ),AC,【解析】滑塊相對長木板滑動時(shí)，在滑動摩擦力作用下，滑塊作勻減速運(yùn)動長木板向同一

12、方向作初速為0的勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)兩者速度相同時(shí)，不再有相對滑動，若此過程中，相對位移小于木板的長度，滑塊和木板就以共同速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動由于Mm，所以木板的加速度要小于滑塊的加速度A對，B錯(cuò)若相對位移等于木板長度時(shí)，滑塊的速度大于木板的速度，滑塊就會脫離木板，兩者以各自的速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動，又由于加速度的大小關(guān)系，決定了C對，D錯(cuò),3甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在一直線上做勻加速直線運(yùn)動的vt圖象如圖所示，在3 s末兩質(zhì)點(diǎn)在途中相遇，兩質(zhì)點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)間的距離是( ) A甲在乙之前2 m B乙在甲之前2 m C乙在甲之前4 m D甲在乙之前4 m,D,【解析】由圖象求出s乙6 m，s甲2 m，

13、D對,C,【提升能力】,52010年4月12日，亞丁灣 索馬里海域六艘海盜快艇試 圖靠近中國海軍護(hù)航編隊(duì)保 護(hù)的商船，中國特戰(zhàn)隊(duì)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(yùn)動的vt圖象如圖所示，設(shè)運(yùn)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066 s內(nèi)從靜止出發(fā)做加速度增大的加速直線運(yùn)動,B,B海盜快艇在96 s末開始調(diào)頭逃離 C海盜快艇在66 s末離商船最近 D海盜快艇在96 s116 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動,【解析】在066 s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(yùn)動，A錯(cuò)誤；海盜快艇在96 s末，速度由正變負(fù)，即改變運(yùn)動的方向

14、，開始掉頭逃跑，此時(shí)海盜快艇離商船最近，B正確，C錯(cuò)誤；海盜快艇在96 s116 s內(nèi)，沿反方向做勻加速運(yùn)動，D錯(cuò)誤,6某運(yùn)動員(可看作質(zhì)點(diǎn)) 參加跳板跳水比賽， t0 為其離開跳板瞬間，其速 度與時(shí)間關(guān)系圖象如圖所示，則( ) At1時(shí)刻開始進(jìn)入水面 Bt2時(shí)刻開始進(jìn)入水面 Ct3時(shí)刻已浮出水面 Dt2至t3時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動員處于失重狀態(tài),B,*7.汽車從甲地沿平直公路開到乙地時(shí)，剛好停止運(yùn)動它的速度時(shí)間圖象如圖所示在0t0和t03t0兩段時(shí)間內(nèi)，汽車的( ) A加速度大小之比為21 B位移大小之比為12 C平均速度大小之比為21 D平均速度大小之比為11,ABD,*8.下列所給的質(zhì)點(diǎn)位移圖象和

15、速度圖象中能反映運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)回到初始位置的是( ),AD,9放在水平地面上的物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示取重力加速度g10 m/s2.由此兩圖線可以得出( ),B,A物塊的質(zhì)量為1.5 kg Bt3 s時(shí)刻物塊的加速度為2 m/s2 Ct3 s時(shí)刻物塊的速度為3 m/s D物塊與地面之間的滑動摩擦力為1 N,10A、B兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛當(dāng)B車在A車前84 m處時(shí)，B車速度為4 m/s，且正以2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動；經(jīng)過一段時(shí)間后，B車加速度突然變?yōu)榱鉇車一直以20 m/s的速度做勻速運(yùn)動經(jīng)過12 s后兩車相遇問B車加速行駛的時(shí)間是多少？,11甲乙兩運(yùn)動