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2021学年2 时间和位移复习课件ppt
展开利用图象解题时,第一,要弄清该图象究竟是哪一种图象,这可以通过观察图象的坐标轴来区分;第二,要理解图象的物理意义;第三,要特别注意图象的斜率、截距、折点和围成面积的意义。
2.图象是一种数学工具,在直线运动中常用的图象一般是下面两种函数的图象: (1)y=kx+b,实例为v=v0+at,x=v0t等,其图象为直线; (2)y=ax2+bx+c,实例为x=v0t+(1/2)at2,其图象为抛物线。 从数学角度来看直线运动的图象有助于将问题化繁就简,加深理解。
【例1】设物体运动的速度为a,速度为v,位移为x,现有四个 不同物体的运动图象如图所示,假设物体在t=0时的速度均 为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )
【解析】A为位移—时间图象,其斜率表示速度,0~1 s速度为正,表示向正方向运动,1~2 s速度为负,表示物体反向运动,所以物体不做单向直线运动,B为速度—时间图象,速度正、负表示物体向正方向还是负方向运动,显然0~2与2~4 s方向相反,C、D为加速度—时间图象,C中,0~1 s物体做匀加速直线运动,假设速度从0到v,则1~2 s速度从v到0.2~3 s又从0到v,3~4 s又从v到0……物体做单向直线运动;而D中,2~3 s速度为0后又反向运动,故物体不做单向直线运动。故正确答案为C。
可总结为“六看”:一看“轴”,分清坐标轴代表的物理量;二看“线”,看图象的走向,确定纵、横坐标轴代表的物理量之间的变化关系;三看“斜率”,确定图线斜率所代表的物理量;四看“面积”,确定图线与坐标轴所围面积代表的物理量;六看“特殊值”,特殊值一般包括图线的交点、转折点、极点等。根据题目的要求选取“六看”中的某些,一般只要做到“六看”,图象问题就可迎刃而解。
t=0时,甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示。忽略汽车掉头所需时间。下列对汽车运动状况的描述正确的是 ( )A.在第1小时末,乙车改变运动方向B.在第2小时末,甲乙两车相距10 kmC.在前4小时内,乙车运动加速度的大 小总比甲车的大D.在第4小时末,甲乙两车相遇
考点2 追及、相遇类问题
解答追及、相遇问题常用的方法 1.物理分析法:抓好“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景。 2.相对运动法:巧妙地选取参照系,然后找两物体的运动关系。 3.极值法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方法,用判别式进行讨论,若>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若=0,说明刚好追上或相遇;若<0,说明追不上或不能相碰。 4.图象法:将两者的速度—时间图象在同一坐标系中画出,然后利用图象求解。
(1)速度小者追速度大者
(2)速度大者追速度小者
说明:①表中的x是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移; ②x0是开始追及以前两物体之间的距离; ③t2-t0=t0-t1; ④v1是前面物体的速度,v2是后面物体的速度。
1.在解决追及相遇类问题时,要紧抓“一图三式”,即:过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式,另外还要注意最后对解的讨论分析。 2.分析追及、相遇类问题时,要注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”“恰好”“最多”“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件。
【例2】摩托车先由静止开始以25/16 m/s2的加速度做匀加速运动,后以最大行驶速度 25 m/s匀速运动,追赶前方以15 m/s的速度同向匀速行驶的卡车。已知摩托车开 始运动时与卡车的距离为1 000 m,则: (1)追上卡车前二者相隔的最大距离是多少? (2)摩托车经过多少时间才能追上卡车?
【解析】(1)对摩托车由静止开始匀加速至vm=25 m/s,用时t1=vm/a=16 s。 发生位移x1=vm2/(2a)=200 m,显然未追上卡车。 则追上卡车前二者共速时,间距最大(如图所示),即x=x0+x卡-x摩 ① x摩=v2/(2a) ② x卡=v · v/a ③ 由①②③联立得x=1 072 m。
1.通过运动的分析,找隐含条件 2.利用二次函数求极值的方法 3.因追及相遇问题至少涉及两个物体的运动问题,对描述它们的物理量必须选同一参考系。基本思路是: ①分别对两物体研究 ②画出运动过程示意图 ③列出方程 ④找出时间关系 ⑤解出结果,必要时进行讨论
(2)追上时,由运动情景图(如图所示)分析可知, x摩′=x卡′+x0 vm2/(2a)+vm(t-t1)=x0+vt 解得t=120 s。
【答案】(1)1 072 m (2)120 s
A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。当B车在A车前84 m处时,B车速度为4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B车加速度突然变为零。A车一直以20 m/s的速度做匀速运动。经过12 s后两车相遇。问B车加速行驶的时间是多少?
【例3】甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运 动,它们的v-t图象如图所示。两图象在 t=t1时 相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的 “面积”为S。在t=0时刻,乙车在甲车前面,相 距为d。已知此后两车相遇两次,且 第一次相 遇的时刻为t′,则下面四组t′和d的组合可能 是 ( ) A.t′=t1,d=S B.t′=(1/2)t1,d=(1/4)S C.t′=(1/2)t1,d=(1/2)S D.t′=(1/2)t1 ,d=(3/4)S
【解析】甲做匀速运动,乙做匀加速运动,速度越来越大,甲、乙同时异地运动,当t=t1时,乙的位移为S,甲的位移为2S且v甲=v乙,若两者第一次相遇在t′=t1时,则由d+S=2S可得d=S。不过不会出现第二次相遇,所以A错误;若两者第一次相遇在t′=(1/2)t1时,乙的位移为(1/4)S,甲的位移为S,由d+(1/4)S=S可得d=(3/4)S,所以D正确,B、C错误。
(1)v-t图象中,由于位移的大小可以用图线和坐标轴包围的“面积”表示,因此可以根据“面积”判断物体是否相遇,还可以根据“面积”差判断物体间距离的变化。 (2)用图象法求解运动学问题形象、直观,利用运动图象可以直接得出物体运动的速度、位移、加速度,甚至可以结合牛顿第二定律根据加速度来确定物体的受力情况。
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