高考物理总复习 第1章 3讲 运动图象与追及问题课件 新人教版.ppt

第三讲运动图象与追及问题 1 理解x t图象 v t图象 并能用来分析问题 2 掌握追及相遇问题的分析方法 一 直线运动的x t图象1 物理意义 反映了做直线运动的物体的随时间变化的规律 2 图线上某点切线的斜率的意义 1 斜率大小 表示物体 2 斜率的正负 表示物体 位移 速度 速度方向 3 两种特殊的x t图线 1 若x t图象是一条倾斜的直线 说明物体在做运动 2 若x t图象是一条平行于时间轴的直线 说明物体处于状态 匀速直线 静止 二 直线运动的v t图象1 意义 反映了做直线运动的物体随变化的规律 2 图线上某点切线的斜率的意义 1 斜率的大小 表示物体 2 斜率的正负 表示物体 速度 时间 加速度大小 加速度方向 3 两种特殊的v t图象 1 匀速直线运动的v t图象是与时间轴的直线 2 匀变速直线运动的v t图象是一条的直线 4 图象与坐标轴所围成的 面积 的意义 1 图象与坐标轴所围成的 面积 表示相应时间内的 2 时间轴上方的 面积 表示物体在上的位移 3 时间轴下方的 面积 表示物体在上的位移 平行 倾斜 位移 正向 负向 v t图线和x t图线是物体运动的轨迹吗 提示 不是 图象中各点的坐标值是v x与t的一一对应 而不是物体的位置坐标y与x的一一对应 v t图象的形状由v与t的函数关系决定 x t图象的形状由x与t的函数关系决定 三 追及和相遇问题1 追及问题的两类情况 1 若后者能追上前者 追上时 两者处于 且后者速度一定不小于前者速度 2 若追不上前者 则当后者速度与前者时 两者相距最近 同一位置 速度相等 2 相遇问题的两类情况 1 同向运动的两物体追及并相遇 2 相向运动的物体 当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇 1 在追及 相遇问题中 速度相等往往是临界条件 也往往会成为解题的突破口 2 在追及 相遇问题中常有三类物理方程 位移关系方程 时间关系方程 临界条件方程 一 运用图象时注意的问题1 认清图象中横 纵轴坐标所代表的物理意义 理清图象所表达的物理过程 2 理解 点 线 斜率 截距 面积 的物理意义 1 点 图线上的每一个点对应研究对象的一个状态 特别要注意 起点 终点 拐点 交点 它们往往对应一个特殊状态 2 线 表示研究对象的变化过程和规律 如v t图象中图线若为倾斜直线 则表示物体做匀变速直线运动 3 斜率 表示横 纵坐标两物理量的比值 常有一个重要的物理量与之对应 用于定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢 如x t图象的斜率表示速度 v t图象的斜率表示加速度 4 面积 图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应 如v t图象与横轴包围的 面积 表示位移大小 5 截距 表示横 纵坐标两物理量在 边界 条件下的大小 由此往往能得到一个很有意义的物理量 小球从空中某处从静止开始自由下落 与水平地面碰撞后上升到空中某一高度处 此过程中小球速度随时间变化的关系如图所示 则 a 在下落和上升两个过程中 小球的加速度不同b 小球开始下落处离地面的高度为0 8mc 整个过程中小球的位移为1 0md 整个过程中小球的平均速度大小为2m s 规范解答 v t图象斜率相同 即加速度相同 所以a选项不正确 0 0 4s内为自由落体过程 通过的位移即为高度0 8m b选项正确 前0 4s自由下落0 8m 后0 2s反弹向上运动0 2m 所以整个过程小球位移为0 6m c选项不正确 整个过程小球的平均速度大小为1m s d选项不正确 答案 b 方法归纳 利用图象解题时要注意 1 要分析清楚图象的类型 可以看其横 纵坐标轴来判断 2 要理解图象表达的物理意义或反映的物理过程 3 要注意从图象的斜率 截距 面积等发现解题的突破点 1 某质点在东西方向上做直线运动 规定向东的方向为正方向 其位移图象如图所示 试根据图象 1 描述质点运动情况 2 求出质点在0 4s 0 8s 2s 4s三段时间内的位移和路程 3 求出质点在0 4s 4s 8s内的速度 解 1 质点从t 0开始由原点出发向东做匀速直线运动 持续时间为4s 4s末开始反向向西做匀速直线运动 又经过2s即6s末回到原出发点 然后又继续向西运动直到8s末 二 x t图象与v t图象的区别这两类图象我们要注意区别认识 形状相同的图象 所表达的物理意义可能不同 友情提示 1 无论是x t图象还是v t图象只能用来描述直线运动 并不能用来描述曲线运动 2 分析有关于图象的物理问题时要注意与实际的运动过程相对应 最好画出物体的运动简图 展现物理过程 物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图所示 则这两个物体的运动情况是 a 甲在6s时间内有来回运动 它通过的总位移为零b 甲在6s时间内运动方向一直不变 它通过的总位移大小为4mc 乙在6s时间内有来回运动 它通过的总位移为零d 乙在6s时间内运动方向一直不变 它通过的总位移大小为4m 思维点拨 首先要弄清x t图象和v t图象的物理意义 对于x t图象 位移可在图象上读出 斜率表示物体速度大小和方向 而v t图象 其图象与坐标轴所围成的 面积 表示相应时间的位移 自主解答 从图甲的x t图可看出 在t 0时 甲的位置在坐标轴上x 2m处 t 3s时 甲的位置在坐标轴上x 0m处 t 6s时 甲的位置在坐标轴上x 2m处 因此甲在整个6s内总位移大小为4m 方向沿正方向 从乙的v t图可看出 在t 0时 乙的速度v0 2m s 表示速度大小为2m s 方向沿负方向 在t 3s时 乙的速度v3 0 前3s内向负方向发生3m的位移 在t 6s时 乙的速度v6 2m s 表示速度大小为2m s 方向沿正方向 后3s内向正方向发生3m的位移 回到原位置 选项b c正确 答案 bc 题后总结 x t图象与v t图象的形式相同时 描述的运动性质并不相同 因此分析有关图象的问题时 首先要弄清是x t图象还是v t图象 其次弄清楚v x a等物理量在图象中是如何表示的 2 甲 乙两物体由同一位置出发沿一直线运动 其速度 时间图象如图所示 下列说法正确的是 a 甲做匀速直线运动 乙做匀变速直线运动b 两物体两次相遇的时刻分别是在2s末和6s末c 乙在头2s内做匀加速直线运动 2s后做匀减速直线运动d 2s后 甲 乙两物体的速度方向相反 答案 bc 三 追及 相遇问题1 讨论追及 相遇的问题 其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题 1 两个关系 即时间关系和位移关系 这两个关系可通过画草图得到 2 一个条件 即两者速度相等 它往往是物体间能否追上 追不上或 两者 距离最大 最小的临界条件 也是分析判断的切入点 规律总结 分析追及 相遇问题时要注意抓住题目中的关键字眼 充分挖掘隐含条件 如 恰好 至多 至少 刚好 等 这往往是临界状态的暗示 并注意去分析临界条件 a b两列火车 在同轨道上同向行驶 a车在前 其速度va 10m s b车在后 其速度vb 30m s 因大雾能见度低 b车在距a车700m时才发现前方有a车 这时b车立即刹车 但b车要经过1800m才能停止 问a车若按原速度前进 两车是否会相撞 说明理由 错源探究 对追及问题的临界条件分析不清而导致错误 状元笔记 分析追及问题的方法 要牢牢抓住一个条件 两个关系 一个条件 即物体的速度相等 它往往是分析判断的切入点 两个关系 即时间关系和位移关系 它往往是解题的突破口 若被追赶的物体做匀减速运动 一定要注意被追上前该物体是否已经停止运动 应用v t图象分析往往直观明了 3 甲 乙两汽车沿同一平直高速公路同向行驶 甲车在前 乙车在后 甲车以20m s的速度匀速行驶 乙车的速度为36m s 如果乙车刹车的最大安全加速度为2m s2 为保证乙车不与甲车相撞 乙车必须在距甲车多远处紧急刹车 甲 乙两车在一平直道路上同向运动 其v t图象如图所示 图中 opq到 oqt的面积分别为s1和s2 s2 s1 初始时 甲车在乙车前方s0处 a 若s0 s1 s2 两车不会相遇b 若s0 s1 两车相遇2次c 若s0 s1 两车相遇1次d 若s0 s2 两车相遇1次 解析 逐项分析如下 答案 abc 设物体运动的加速度为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 1s速度为正 表示向正方向运动 1 2s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 2s与2 4s方向相反 c d为加速度 时间图象 c中 0 1s物体做匀加速直线运动 假设速度从0到v 则1 2s速度从v到0 2 3s又从0到v 3 4s又从v到0 物体做单向直线运动 而d中 2 3s速