高三物理第1章直线运动第3讲运动图像 追及与相遇课件人教版.ppt

1 温故自查1 匀速直线运动的x t图象x t图象表示运动的位移随时间的变化规律 匀速直线运动的x t图象 是一条倾斜的直线 速度的大小在数值上等于图象的斜率 即v tan 如图a所示 2 2 直线运动的v t图象v t图象表示速度随时间的变化规律 v t图象表示的规律是 给出了v t的对应关系 1 匀速直线运动的v t图象 匀速直线运动的v t图象是与横轴平行的直线 从图象不仅可以看出速度的大小 而且可以求出位移 图b中画斜线部分的 面积 3 2 匀变速直线运动的v t图象 匀变速直线运动的v t图象是一条倾斜直线 如图c所示 直线斜率的大小等于加速度的大小 即a tan 斜率越大 加速度也越大 反之则越小 若直线的斜率大于零 则加速度大于零 表示匀加速运动 若直线的斜率小于零 则加速度小于零 表示匀减速运动 图形 面积 表示t时间内的位移 位移的大小在数值上等于梯形的面积 4 考点精析1 位移图象与速度图象的比较 5 2 运用图象时的注意问题 1 首先明确所给的图象是什么图象 即认清图中横 纵轴所表示的物理量及它们的函数关系 特别是那些图形相似 容易混淆的图象 更要注意区分 6 2 要清楚地理解图象中的 点 线 斜率 截距 面积 的物理意义 点 图线上的每一个点都对应研究对象的一个状态 特别注意 起点 终点 拐点 它们往往对应一个特殊状态 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 斜率 表示横 纵坐标轴上两物理量的比值 常有一个重要的物理量与之对应 用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题 如x t图象的斜率表示速度大小 v t图象的斜率表示加速度大小 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 大小表示位移大小 截距 表示横 纵坐标两物理量在 边界 条件下的物理量的大小 由此往往能得到一个很有意义的物理量 7 温故自查1 追及问题追和被追的两物体的速度相等 同向运动 是能追上 追不上 两者距离有极值的临界条件 1 速度大者减速 如匀减速直线运动 追速度小者 如匀速运动 两者速度相等 追者位移仍小于被追者位移 则永远追不上 此时二者间有最小距离 若速度相等时 有相同位移 则刚好追上 也是二者相遇时避免碰撞的临界条件 8 若位移相同时追者速度仍大于被追者的速度 则被追者还能有一次追上追者 二者速度相等时 二者间距离有一个较大值 2 速度小者加速 如初速度为零的匀加速直线运动 追速度大者 如匀速运动 当两者速度相等时二者间有最大距离 当两者位移相等时 即后者追上前者 2 相遇问题 1 同向运动的两物体追及即相遇 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 9 考点精析1 分析 追及 相遇 问题应注意 1 一定要抓住一个条件两个关系 一个条件是两物体的速度满足的临界条件 两个关系是时间关系和位移关系 其中通过画示意图找到两物体位移之间的数量关系 是解题的突破口 2 若被追赶的物体做匀减速运动 一定要注意追上前该物体是否停止运动 3 仔细审题 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 10 2 解决追及相遇问题分为三种方法 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 2 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 3 数学方法 设相遇时间为t 根据条件列方程 得到关于时间t的一元二次方程 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 说明刚好追上或相碰 若 0 说明追不上或不能相碰 求最大距离或最小距离时 先根据条件列出距离的表达式 然后求其极值 11 命题规律能根据v t图象确定物体的运动状态 能正确理解v t图象的物理意义 考例1 2009 海南 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和 oqt的面积分别为s1和s2 s2 s1 初始时 甲车在乙车前方s0处 12 a 若s0 s1 s2 两车不会相遇b 若s0s1 s2 即s0 s1两车不会相遇 综上所述a b c正确 答案 abc 13 总结评述 1 抓住速度图象是速度随时间的变化规律 是物理公式的函数表现形式 分析问题时要做到数学与物理的有机结合 数学为物理所用 2 在速度图象中 纵轴截距表示初速度 斜率表示加速度 图象与坐标轴围成的 面积 表示位移 抓住以上特征 灵活分析 14 2010 广东省深圳市高三摸底考试 如图是物体做直线运动的v t图象 由图象可得到的正确结论是 a t 1s时 物体的加速度大小为1m s2b t 5s时 物体的加速度大小为0 75m s2c 第3s内物体的位移为1 5md 物体在加速过程的位移比减速过程的位移大 15 解析 由v t图象可得0 2s内物体的加速度为1 5m s2 a错 2 3s内物体的加速度为0 3 7s内物体的加速度为0 75m s2 故选项b正确 0 2s物体的位移为3m 2 3s物体的位移为3m 3 7s物体的位移为6m 则减速过程的位移比加速过程的位移大 cd错 答案 b 16 命题规律对物体做往返运动或做多过程直线运动或有关极值问题讨论时 利用图象法分析能直观快捷解答 考查利用图象解决问题的能力 考例2 摩托车在平直公路上从静止开始启动 a1 1 6m s2 稍后匀速运动 然后减速 a2 6 4m s2 直到停止 共历时130s 行程1600m 试求 1 摩托车行驶的最大速度vmax 2 若摩托车从静止启动 a1 a2不变 直到停止 行程不变 所需最短时间为多少 17 解析 1 整个运动过程分三个阶段 匀加速运动 匀速运动 匀减速运动 可借助v t图象表示 如图甲所示 利用推论v v 2as有 18 2 首先要回答摩托车以什么样的方式运动可使得时间最短 借助图乙所示的v t图象可以证明 当摩托车先以a1匀加速运动 当速度达到v max时 紧接着以a2匀减速运动直到停止时 行程不变 时间最短 如图乙所示 设最短时间为tmin 则 19 答案 1 12 8m s 2 50s 总结评述 用图象研究物理问题是一种常用的数学方法 图象具有直观 简单等优点 但是用图象法研究问题 一定要根据题意分析清楚物体的运动情景 正确画出物体的运动图象 这是应用图象解题的关键 20 2009 广东廉江中学高三月考 如图所示的位移 s 时间 t 图象和速度 v 时间 t 图象中 给出四条曲线1 2 3 4代表四个不同物体的运动情况 关于它们的物理意义 下列描述正确的是 21 a 图线1表示物体做曲线运动b s t图象中t1时刻v1 v2c v t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等d 两图象中 t2 t4时刻分别表示2 4开始反向运动 解析 s t和v t图象表示的都是物体做直线运动的情形 s t图象中图线的斜率表示物体运动速度的大小 s t图象中t1时刻v1 v2 a错误 b正确 v t图象中0至t3时间内3所围的面积小于4所围的面积 因此两者的平均速度大小不相等 c错误 两图象中 t2表示2开始反向运动 而t4时刻表示4开始做正向的减速运动 d错误 答案 b 22 命题规律根据两物体的运动过程 确定两物体间的位移 时间 速度的关系 建立合理的方程式 利用数学方法或用图象法解决物理问题 考查运用数学方法解决物理问题的能力 考例3 经检测 汽车a的制动性能 以标准速度20m s在平直公路上行驶时 制动后40s停下来 现a在平直公路上以20m s的速度行驶发现前方180m处有一货车b以6m s的速度同向匀速行驶 司机立即制动 能否发生撞车事故 23 解析 如下图汽车a以v0 20m s的初速做匀减速直线运动经40s停下来 据加速度公式可求出a 0 5m s2 当a车减为与b车同速时是a车逼近b车距离最近的时刻 这时若能超过b车则相撞 反之则不能相撞 24 答案 能 总结评述 分析追及问题应把两物体的位置关系图画好 如上图 通过此图理解物理情景 本题也可以借图象帮助理解 上图中阴影区是a车比b车多通过的最多距离 这段距离若能大于两车初始时刻的距离则两车必相撞 小于 等于则不相撞 从图中也可以看出a车速度为零时 不是a车比b车多走距离最多的时刻 因此不能作为临界条件分析 25 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动 t 0时刻同时经过公路旁的同一个路标 在描述两车运动的v t图中 如图 直线a b分别描述了甲乙两车