匀速直线运动及图像.doc

在生活中比较常见的一种自动记录仪，记录了带测量睡时间变化的情况。这就是一种用图像描述物理量随时间变化规律的方法。初中学习过匀速直线运动，那时用路程表示物体位置的变化，现在还要考虑物体的运动方向，应改用“位移”来表示。在相等的时间里，物体的位移都相同的直线运动叫做匀速直线运动。这是一种物理过程的理想模型。【注意】对匀速直线运动的概念要这样理解：相等时间，位移大小相等，方向相同；运动轨迹是直线。怎样描述做匀速直线运动的物体的快慢？我们通常用速度这一概念。速度是描述质点运动快慢和方向的物理量。速度等于质点的位移s跟发生这一位移所用时间t之比。比如说匀速直线运动的汽车。速度用v来表示，那么v=(s2-s1)/(t2-t1)=s/t。匀速直线运动的速度大小通常叫做速率，速率是标量。速度单位是m/s。速度是矢量，它的方向跟运动的方向相同。匀速直线运动是速度不变的运动。对某一个具体的匀速直线运动来说，速度是恒定不变的，所以位移与时间成正比。【例1】 一辆汽车沿平直公路行驶，从经过200m路标开始计时，第5s末经过300m路标，第10s末经过400m路标，第15s末经过500m路标，则这辆汽车：A一定是匀速直线运动B一定不是匀速直线运动C可能是匀速直线运动D以上均不正确。s-t图像。通常我们先以时间t为横坐标、位移s为纵坐标建立指教坐标系，然后，对所记录的实验数据在直角坐标系上尽心描点，再将点连接成平滑的直线或曲线，这样就得到了所要的图像。由于匀速直线运动中位移与时间成正比，因此画出的图像应当是一条过原点的倾斜的直线。它表明在任何相等的时间t内的位移s相等，图线的斜率表示速度的大小，斜率为正时向正方向运动，反之向负方向运动。在s-t图像上可以直接读出某时刻运动质点的位置。（图线上的交点表示该时刻位置相同，或称相遇）；也可直接读出运动质点在某段时间内运动的位移大小和位移方向。直线的斜率就是速度。s-t图像就是位移图像，它显示物体位移何时间的关系。要注意位移图像不是物体运动的轨迹图像。ab线段表示物体在0到4s内任一时刻离开原点的位移，而不是表示物体沿ab线段运动。Oc直线表示另一物体运动的位移和时间成正比，说明该物体在做匀速直线运动。Oc的斜率就是物体运动的速度大小。角度越大，速度越大。当角度为0时，即平行于t轴，速度为0，即静止。用图线的斜率表示速度的大小时，在同一幅图中比较才有意义。若是两幅图，位移标度相同，时间标度不一样，所以这时不能说直线OP的倾角越大，速度也一定越大。【例2】 用s-t图像大致表示龟兔赛跑的故事。v-t图像。以速度为纵坐标，时间为横坐标，依据不同时刻的速度在图上描点得到的图线就是匀速直线运动的速度-时间图像。它是一条平行于时间轴的直线。图线在时间轴以上的为正方向运动，图像在横坐标以下的为负方向运动。速度-时间图线下面的“面积”表示在运动时间内质点的位移，图线在横坐标以上时“面积”为正，图线在横坐标以下时面积为负。在v-t图像上可以直接得到运动质点的速度；还可以得到某段时间内的位移大小，它等于图线与时间轴上对应时间段所包围的矩形面积。【例3】 一位同学操纵一辆玩具小车，在操场上以4米每秒的速度向前运动，5s后遇到一障碍物，花了2s在原地掉头，然后沿原路返回，4s后恰好回到原出发点。画出s-t和v-t图像。【例4】 甲乙两人越好去图书馆查资料，甲从离图书馆较远的宿舍出发，乙从离图书馆较近的教室出发，且三处位于同一马路上。甲乙两人同时同向出发匀速前进，甲骑车，速