2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案:第二《直線運(yùn)動》專題三 運(yùn)動圖象
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn):位移-時(shí)間圖象和速度-時(shí)間圖象是II類要求,要求深刻理解這兩個(gè)圖象中的物理意義,并且會用它形象地表達(dá)物理規(guī)律和物理過程,在高考中主要考察方向是用兩個(gè)圖象解決物理問題,特別是帶電粒子在電場中的運(yùn)動,圖象會使問題變得簡單明了。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.勻速直線運(yùn)動
位移—時(shí)間圖象(S—t)如圖2—10所示,直線的斜率表示速度v 0其中
①表示速度和位移同方向,初始位移為零。
②表示速度和位移同方向,初始位移為S0。
③表示速度和位移反方向,初始位移為S1。
④表示位移保持S0不變(靜止)
速度時(shí)間圖象,如圖2-11所示,因?yàn)镾=v0t,所以t1-t2時(shí)刻的位移可以用陰影部分的面積表示
2.勻變速直線運(yùn)動
速度-時(shí)間圖象,如圖2-12所示,直線的斜率表示加速度,其中
①表示初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。
②表示初速度為v 0的勻加速直線運(yùn)動。
③表示初速度為v 1的勻減速直線運(yùn)動。
t 1- t 2時(shí)間內(nèi)的位移為t軸上下兩部分面積之差。
3、難點(diǎn)釋疑
①有的同學(xué)認(rèn)為“無論是位移-時(shí)間圖象還是速度-時(shí)間圖象,只要在同一圖象上兩條圖線相交,就是相遇”,這種說法是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵谕粋(gè)圖象上兩條圖線相交,表示在該時(shí)刻兩個(gè)運(yùn)動物體,縱坐標(biāo)的物理量相同,在位移-時(shí)間圖象上表示位置坐標(biāo)相同,則一定是相遇,而在速度-時(shí)間圖象上則表示在該時(shí)刻兩物體的速度相等,并不一定是相遇。
②還有的同學(xué)認(rèn)為“在位移-時(shí)間圖象上,圖線是曲線則為曲線運(yùn)動,是直線則為直線運(yùn)動”。如圖2-12,認(rèn)為圖線1是直線運(yùn)動,圖線2是曲線運(yùn)動,并且還認(rèn)為圖線2中物體的運(yùn)動路程大于1中物體的路程。這種認(rèn)識是錯(cuò)誤的,無論是圖線1還是圖線2都不表示物體的運(yùn)動徑跡,圖1是直線表示斜率相同,為勻速運(yùn)動,圖2是曲線,斜率變化,表示變速運(yùn)動,可以是直線運(yùn)動。
【例題精析】
例題1 甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度同時(shí)經(jīng)過某一路標(biāo),由此開始甲一直做勻速運(yùn)動,乙先勻加速后勻減速,丙先勻減速后勻加速,他們經(jīng)過下一路標(biāo)時(shí)速度又相同,則( )
A.甲車先通過下一路標(biāo)
B. 乙車先通過下一路標(biāo)
C. 丙車先通過下一路標(biāo)
D. 他們通過下一路標(biāo)的先后情況無法確定
解析:該題用圖象法求解簡單明了,
畫出它們的v ?t圖象,如圖2-14,在v ?t圖中圖線下所圍的“面積”表示位移,因?yàn)樗麄兯ㄟ^的位移相同,所以,它們的“面積”也相等,由圖象可看出三者的時(shí)間關(guān)系: t乙<t甲< t丙
因此,答案為B
思考拓寬:請?jiān)囉闷骄俣冉獯稹?br />例題2一輛汽車在十字路口等候綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度開始行駛,恰在這時(shí)一輛自行車以6m/s的速度勻速駛經(jīng)過路口,從后面超過汽車,試求(1)汽車在路口開動后,在追上自行車之前經(jīng)過多長時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)? 此時(shí)距離為多少?
解析:自行車和汽車的v - t圖象如圖2-15所示,由于圖象與橫坐標(biāo)包圍的面積表示位移的大小,所以由圖象可以看出,在相遇之前t時(shí)刻速度相等,自行車的位移(矩形面積)與汽車位移(三角形面積)之差即陰影部分面積達(dá)到最大,所以t = v自/ a =6/3=2s,此時(shí)兩者之間的距離△S= v t /2 =(6×2)/2 =6(m)。
思考:本題你還知道,經(jīng)過多長時(shí)間汽車追上自行車?兩車相遇時(shí)距路口多遠(yuǎn)?
【能力提升】
I.知識與技能
1.汽車甲沿著平直的公路以速度v做勻速直線運(yùn)動,當(dāng)它路過某處的同時(shí),該處有一汽車乙開始做初速度為零的勻加速運(yùn)動去追趕甲,根據(jù)上述已知條,下列說法正確的是( )
A.可求出乙車追上甲車時(shí),乙車的速度。
B.可求出乙車追上甲車時(shí),乙車所走過的路程。
C.可求出乙車從開始到追上甲車時(shí)所用的時(shí)間。
D.可求出乙車從開始到追上甲車之前,甲乙相距最遠(yuǎn)時(shí)乙車的速度。
2.一個(gè)物體向上豎直拋出,如果在上升階段和下降階段所受的空氣阻力數(shù)值相等,那么在2-16所示的圖中,能正確反映速度變化的是(以向上方向?yàn)檎较颍?)
3.某物體運(yùn)動的位移—時(shí)間圖象如圖2-17所示,則物體( )
A.往復(fù)運(yùn)動 B.勻加速直線運(yùn)動
C.朝某一方向的直線運(yùn)動 D.以上說法都不對
4.將物體以一定的初速度上拋,若不計(jì)空氣阻力,從拋出到落回原地的整個(gè)過程中,如圖2-18所示的圖象中正確的是 ( )
5.物體在粗糙的水平面上運(yùn)動,其位移—時(shí)間圖象,如圖2-19所示,已知在沿運(yùn)動方向上的作用力為F,物體在運(yùn)動過程中,受到的滑動摩擦力f,由圖象可知( )
A. F>f B. F=f
C. F<f D.無法確定
6.有一物體做直線運(yùn)動,其速度圖象如圖2-20所示中的實(shí)線,那么物體的加速度與速度同方向的是( )
A.只有0< t <1s B. 只有 2s< t <3s
C. 0< t <1s 和 2s< t <3s D.0< t <1s 和 3s< t <4s
II.能力與素質(zhì)
7.如圖2-21所示,為一物體做直線運(yùn)動的v - t圖象,初速度為v 0,末速度v t,則關(guān)于物體在t時(shí)間內(nèi)的平均速度正確的是( )
A. v =(v 0+ v t)/2 B. v >(v 0+ v t)/2
C. v <(v 0+ v t)/2 D.無法判斷
8.一物體做直線運(yùn)動,依次通過A、B、C三點(diǎn),B為AC的中點(diǎn),物體在AB段的加速度為a1,運(yùn)動時(shí)間為t1,在BC段的加速度為a2,運(yùn)動時(shí)間為t2。若VB =(VA +VC)/2,則比較a1與a2,t1與t2,下列答案正確的是( )
A. a1<a2 t1>t2B. a1=a2 t1=t2
C. a1>a2 t1>t2D. a1<a2 t1<t2
【拓展研究】
9.如圖2-22(甲)所示,相距d =15cm的A、B兩極板是在真空中平行放置的金屬板,當(dāng)給它們加上電壓后,它們之間的電場可視為勻強(qiáng)電場,今在A、B兩板之間加上如圖(乙)所示的交變電壓,交變電壓的周期T=1.0?10-6s, t=0時(shí)A板的電勢比B板的電勢高,而且UAB=1080V.一個(gè)荷質(zhì)比q/m =1.0?108C/kg的帶負(fù)電的粒子在t=0時(shí)刻從B板附近由靜止開始運(yùn)動,不計(jì)重力.問:粒子運(yùn)動過程中將與某一極板相碰撞,求粒子碰撞極板時(shí)的速度大小。(要求用v ?t圖象求解)
專題三:1.AD 2.B 3.C 4.B 5.B 6. D 7. B 8. A 9. 2.1?105m/s
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