第4讲图像描述

发布 2023-04-19 14:33:28 阅读 4791

第一部分知识网络。

一、运**像的理解。

表示函数关系可以用公式,也可以用图像。图像也是描述物理规律的重要方法。图像的优点是能够形象、直观地反映出函数关系。

图象由于能更直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,因而在解题过程中被广泛应用。

对于图像要注意理解它的物理意义,即对图像的纵、横轴表示的是什么物理量,图线的斜率、截距代表什么意义都要搞清楚。形状完全相同的图线,在不同的图像(坐标轴的物理量不同)中意义会完全不同。

在运动学中,主要指s-t图象和v-t图象。

s-t图象:它表示做直线运动物体的位移随时间变化的规律。图线上某点的切线斜率表示该时刻物体的速度。

v-t图象:它表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律。图线上某点的切线斜率表示该时刻物体的加速度;某段时间的图线与时间轴围成图形的面积值表示该段时间内物体通过位移的大小。

形状一样的图线,在不同图象中所表示的物理规律不同,因此在应用时要特别注意看清楚图象的纵、横轴所描述的是什么物理量。

s-t图象与v-t图象的比较。

典型例题:例1 a、b、c三物体同时同地出发做直线运动,它们的s-t图象如图所示,在20s的时间内,它们的路程关系是。

例2 若一质点从t=0时开始由原点出发,其运动的速度—时间图象如图所示,则质点( )

a.在t=1s时,离原点的距离最大。

b.在t=2s时,离原点的距离最大。

c.在t=3s时,质点回到原点。

d.在t=4s时,质点回到原点。

二、运**像的应用。

要点归纳总结。

1.匀速直线运动的s—t(位移-时间)图像。

s=vt,显然匀速直线运动 s—t 图是s=vt的反映;

通过s—t 图可以直接读出运动过程中对应时刻物体的位置:即对应在s轴上的读数;算出某段时间的位移: s=s末—s初。

s—t 图中直线的斜率表示匀速直线运动的速度。斜率为正,速度方向为正;斜率为负,速度方向为负;如果斜率为零(即图线与t轴平行),表明物体速度为零,为静止。

如果两条图线相交,交点表明此时两物体的位置是一样的,即相遇。

s—t 图中图线位于t轴上方,表明物体正处于参考点的正方向上;图线位于t轴下方,表明物体正处于参考点的负方向。

s轴上的截距表示出发点的位置,t轴上的截距表示出发点的时刻。

典型例题:例1 下列图像的意义。

2.匀速直线运动的速度-时间图像,s=vt,显然匀速直线运动中速度不随时间改变,图像是一条平行于时间轴的直线;

通过 v—t 图,可以读出物体在任意时刻运动的速度(大小、方向),s=vt,匀速直线运动v—t图线下的面积表示运动的位移。

3.匀变速直线运动的速度-时间图像。

由加速度公式可得:与数学方程式对比分析可得匀变速直线运动的速度-时间图像的特点:

匀加速直线运动 v—t 图是 vt=v0+at 的反映;

通过 v—t 图,可以读出物体在任意时刻运动的速度(大小、方向),算出任意时间内速度的改变量,

方向的判断方法:v—t 图中图线位于t轴上方,表明物体速度为正,即运动方向与选定的正方向一致;图线位于t轴下方,表明物体速度为负,速度方向则为反方向。

直线的斜率表示匀变速直线运动的加速度;斜率为正,表明加速度为正,意为加速度方向与所选正方向一致;斜率为负,表明加速度为负,意为加速度方向与所选正方相反;如果斜率为零(即图线与t轴平行),表明物体加速度为零,意为速度不改变,为匀速直线运动。

特别强调:判断一个物体是加速还是减速,不是看加速度是正值还是负值,而是看图线是靠近t轴还是远离t轴,靠近t轴表明减速,反之加速。(即看速度的绝对值,斜率绝对值越大,说明加速度越大;斜率为零,说明加速度为零,即速度保持不变。

)如果两图线相交,表明两物体此时的速度相等,而不是两物体相遇了。

v—t图线下的面积表示运动的位移。

注意:如果图线位于t轴上方,则s(位移)=s(面积);如果图线位于t轴下方,则s(位移)=﹣s(面积)

纵轴上的截距表示初速度的大小。

典型例题:例2 下列图像的意义。

例3 某物体的位移图象如图所示,若规定向东为位移的正方向,试求:物体在oa、ab、bc、cd、de各阶段的速度。

四、归纳。第二部分课堂训练。

基础达标〗1.甲、乙、丙三个物体的v-t图象如右图所示,试分析三者有何区别。

2.明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事,按照明明讲的故事情节,聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如左图所示,请你依照图象中的坐标,并结合物理学的术语来讲述这个故事.在讲故事之前,先回答下列问题.

1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发?

2)乌龟做的是什么运动?

3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次?

4)哪一个先通过预定位移到达终点?

3.下列速度—时间图像中能表示匀加速运动的是( )

abcd4.如图所示的是甲、乙两运动物体相对同一原点的位移一时间图象。下面有关说法中正确的是( )

a.甲和乙都做匀变速直线运动。

b.甲、乙运动的出发点相距。

c.乙运动的速率大于甲运动的速率。

d.乙比甲早出发t1的时间。

5.右图为一物体做匀变速直线运动的v-t图象,试分析物体的速度与加速度的变化特点。

6.在节假日期间,你可能到公园或游乐场玩过蹦床,右图所示是一同学某次蹦床跳起后的v-t图象,已知t2=2t1,请结合你的经历和体会,分析下列问题:

1)他所做的运动是匀变速运动吗?

2)他跳起时速度为多大?

3)哪段时间是上升的,哪段时间是下降的?

4)从图象中可以看出,是选上升过程的速度方向为正方向还是选下降过程的速度方向为正方向?

5)他在t2时刻回到蹦床上了吗?

7.如图所示是某质点的v-t图像,则( )

a.在1 s到3 s时间内质点静止。

b.前1 s质点做加速运动,后1 s质点做减速运动。

c.前1 s质点的加速度为3 m/s2

d.3 s末质点的速度为3 m/s

8.甲和乙两个物体在同一条直线上运动,它们的速度—时间图像分别如图。

中a、b所示,在 t1时刻( )

a.它们的运动方向相同 b.它们的运动方向相反。

c.甲的速度比乙的速度大 d.乙的速度比甲的速度大。

9.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图象如图所示,由图像可知( )

a.0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度。

b.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的。

c.tb时刻火箭离地面最远。

d.tc时刻火箭回到地面。

10.右图所示为一物体做直线运动的v-t图像,则在0~t1和t1~t2时间内( )

a.速度方向相同,加速度方向相同 b.速度方向相同,加速度方向相反。

c.速度方向相反,加速度方向相同 d.速度方向相反,加速度方向相反。

能力提高〗1.下列各图中,不是匀速直线运动的是。

2、甲、乙、丙三个物体的v-t图像如图所示, 则下列说法正确的是( )

a.零时刻甲的位移最大。

b.甲的加速度最大。

c.开始计时后,甲、乙、丙皆做匀变速运动。

d.开始计时后,乙先静止一段时间,然后做匀加速运动,并且乙做匀加速运动的加速度最大

3.如图所示,甲、乙、丙三个物体同方向做直线运动的s—t图像。其作匀速运动的是___物体,作加速运动的是___物体,作减速运动的是___物体。它们在t'时刻距离出发点由近到远的顺序是。

4、下列所给的图像中能反映物体作直线运动回到初始位置的是( )

5.甲、乙两物体从同一地点向同一方向运动,其速度-时间图象如图所示,1)图中ac、cd、ad段图线各表示什么运动?

2)t=2 s,甲、乙的加速度各是多少?

3)在什么时刻两物体的速度相同?s2

6.如图所示,为某质点运动的速度—时间图象,下列有关物体运动情况的判断,正确的是( )

a.0~t1时间内加速度为正,质点做加速运动。

b.t1~t2时间内加速度为负,质点做减速运动。

c.t2~t3时间内加速度为负,质点做减速运动。

d.t3~t4时间内加速度为正,质点做加速运动。

培优拨尖〗1.甲、乙两小分队进行军事演习,指挥部通过现代通信设备,在屏幕上观察到两小分队的具体行军路线如图所示,两小分队同时同地由o点出发,最后同时到达a点,下列说法中正确的( )

a.小分队行军路程s甲>s乙。

b.小分队平均速度甲>乙。

c.y-x图象表示的是速率v-t图象。

d.y-x图象表示的是位移s-t图象。

2.甲、乙两个质点同时、同地向同一方向做直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则由图像可知( )

a.甲质点比乙质点运动的快,故乙追不上甲;

b.在2s末时乙追上甲;

c.在2s末时甲、乙的速度相同;

d.在4s末时乙追上甲。

3.质点在a、b两点之间做直线运动,其加速度随时间的变化图线如图,设指向a的加速度为正方向,t=0时,质点由静止开始运动,则t=2s时,质点的速度为___m/s,前4s内质点的位移___m。

4.在不计空气阻力时,以v0速率竖直向上抛出的物体,上升是匀减速,回落是匀加速,下列能正确描述全过程的图像是( )

第三部分课后练习。

基础达标〗1.下图是作直线运动物体的速度-时间图像,其中表示物体作匀变速直线运动的是( )

abcd

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