高三物理一轮复习 第1章 第3节 运动图象、运动的追及和相遇问题课件 粤教版.ppt

第3节运动图象 运动的追及和相遇问题 例1 某物体的位移 时间图象如图1 3 3所示 若规定向东为位移的正方向 试求 1 物体在oa ab bc cd de各阶段的速度 2 6s内和12s内的平均速度 3 物体在oa ab bc cd de各阶段的加速度是多少 图1 3 3 位移图象所描述的物理过程 点评 对于位移 时间图象问题的解读时要切记图象并不表示质点运动的轨迹 同时要注意研究问题的起点和终点 位移的正负等问题 例2 一滑块以15m s初速度滑上一光滑的斜面 取向上运动方向为正 其做直线运动的v t图象如图1 3 4所示 求 1 t 1 5min时刻 滑块的速度和加速度各为何值 2 t 3min时刻 滑块的速度和加速度各为何值 3 t 4 5min时刻 滑块的速度和加速度各为何值 4 t 6min时刻 滑块的速度和加速度各为何值 用速度图象描述物体运动 图1 3 4 点评 从速度图象可以直接读出的物理量时各个时刻的速度 通过计算可得到的物理量是加速度和在某段时间内的位移 当图象经过时间轴表示物体运动速度的方向发生了改变 1 错误地认为位移图象就是质点运动的轨迹 2 错误地认为位移大速度一定大 3 不理解速度图象和时间图象只能描述直线运动 4 错误地认为速度图线出现极值点时速度方向一定会发生变化 5 不能灵活运用速度图线与时间轴所包围的面积计算位移 6 不能巧妙运用图象简化相关问题的解析 例3 某物体的运动图象如图1 3 5所示 1 若x表示位移 则物体做 2 若x表示速度 则物体做 a 往复运动b 匀速直线运动c 朝某一方向的直线运动d 匀变速直线运动 图1 3 5 易错点 分不清速度图象和位移图象纵坐标所描述的物理量 认为只要图象中出现极值质点运动方向一定发生变化 错解 1 c 2 a 错解原因 在 1 中分不清纵坐标表示速度还是时间 错误地认为只要图线在时间轴上方为正 质点就一定是向同一方向运动错选c 2 错误地认为只要速度图线出现折返现象 速度方向就发生变化 错选a 正解 分析图象问题时 先要看纵坐标表示什么 再看图线 注意图线不代表物体运动的轨迹 物体做直线运动 若x表示位移 位移图线的斜率表示速度 图线的斜率在0 2s 4s 6s为正 2s 4s 6s 8s为负 表示相应的速度一会为正 一会为负 故物体做往复直线运动 选项a正确 若x表示速度 速度图线的斜率表示加速度 图线的斜率在0 2s 4 6s为正 2 4s 6 8s为负 表示相应的加速度一会儿为正 一会儿为负 但大小相等 因而速度均为正 故物体先匀加速运动 再匀减速度运动到0 接着再做匀加速运动 然后匀减速运动到0 所以物体一直向某一方向做直线运动 答案 1 a 2 c 纠错心得 此题最大特点是图象相同 所描述的物理意义不同 这提醒同学们注意在解题是一定要注意坐标轴的物理量是什么 认真读题 弄清纵坐标所描述的物理意义是正确解决有关图象问题的关键 理解图线的点 线 面所描述的物理意义是得出正确结论的保障 例4 如图1 3 6所示 一辆汽车由静止开始以a1 1m s2加速度沿直线前进 在车后s0 25m处 与车行驶方向相同的小莉同时以v2 6m s的速度匀速追汽车 试分析小莉能否追上汽车 若能追上 求追上的时间 若追不上 求人和车间的最小距离 lmin是多少 题型追及与相遇问题 图1 3 6 解析 在追及与相遇问题中一定要注意分析临界条件 在本题中 在人和车的速度相等前 人的速度大于车的速度 则人和车的距离减小 如果在v人 v车时人不能追上车 则车的速度大于人的速度后 人和车的距离增大 人就不可能再追上车 从运动示意图可知 v人 v车 v2时 如果人与车间的位移差 s s2 s1 s0 则人能够追上车 如果 s s2 s1 s0 则人不能追上车 如果 s s0 则刚好追上 答案 不能追上 最小距离是7m 思维拓展 此法利用数学方法判断人追车的情况 更具有数学特点 但它回避了人和车速度相等时 距离最小的特定的物理条件 物理方面的特点表现的不够明显 答案 不能追上 最小距离是7m 思维拓展 此种方法是直接利用两车的速度相等时 人和车的位移差最大 人和车间的距离最小来确定是否追上 并确定最小距离的 解法3 图象法由题意作出人和车的速度 时间图象如图所示 由图象可知 人在追车的过程中 人比车多运动的位移 s等于图中阴影的部分的 面积 答案 不能追上 最小距离是7m 思维拓展 利用图象法解题能够把物理过程变得直观形象 易于接受 而且计算过程也相对简化了许多 解法4 巧选参考系法若选汽车为参考系 即假设汽车不动 则人做初速度为v0 v2 6m s 加速度为a1 1m s2的匀减速直线运动 当人的速度减小到零时 人就追不上车了 运动的示意图如图所示 人运动的最大位移 相对于车 为smax 答案 不能追上 最小距离是7m 思维拓展 巧妙地选择参考系 使两个物体的运动转化为一个物体运动 解题思想变得非常清晰 需要提醒同学们的是 题目中的物体的参考系一般都是选地球的 物理量相对于地球的 在不选地球做参考系时 速度和加速度的转化一定要谨慎 跟踪训练4 100m接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目 如图1 3 7所示 甲 乙两位选手在直跑道上正在进行4 100m接力比赛 他们在奔跑时有相同的最大速度 乙从静止开始全力奔跑需跑出20m才能达到最大速度 这一过程可以看做是匀加速运动 现甲持棒以最大速度向乙奔来 乙在接力区伺机全力奔出 若要求乙接棒时达到奔跑速度最大值的90 试求 1 乙在接力区从静止跑出多远才接到棒 2 乙应在距离甲多远时起跑 图1 3 7 解析 1 设甲 乙两位选手奔跑能达到的最大速度为v 乙做匀加速运动的加速度大小为a 乙在接力区 从静止跑出s才接到棒 由运动学规律有 v2 2as0 0 9v 2 2as 其中s0 20m由 式解得 s 0 81s0 0 81 20m 16 2m 1 双选 2011 海南卷 一物体自t 0时开始做直线运动 其速度图线如图1 3 8所示 下列选项正确的是 a 在0 6s内 物体离出发点最远为30mb 在0 6s内 物体经过的路程为40mc 在0 4s内 物体的平均速率为7 5m sd 5s 6s内 物体所受的合外力做负功 图1 3 8 bc 解析 在0 5s 物体向正向运动 5s 6s向负向运动 故5s末离出发点最远 a错 由面积法求出0 5s的位移s1 35m 5 6s的位移s2 5m 总路程为40m b对 由面积法求出0 4s的位移s 30m 平均速度为 v s t 7 5m s c对 由图象知5s 6s过程物体加速 合力和位移同向 合力做正功 d错 2 2011 全国理综 甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动 加速度方向一直不变 在第一段时间间隔内 两辆汽车的加速度大小不变 汽车乙的加速度大小是甲的两倍 在接下来的相同时间间隔内 汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍 汽车乙的加速度大小减小为原来的一半 求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比 3 单选 2010 佛山模拟 总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m高的直升机上跳下 经过2s拉开绳索开启降落伞 如图1 3 9甲所示是跳伞过程中的v t图 根据图象可知 g取10m s2 a 在t 1s时运动员的加速度约为8m s2b 14s内运动员下落高度约为300mc 运动员落地前飞行时间为24sd 运动员在下降过程中空气阻力一直在增大 图1 3 9 a 解析 辨析在速度 时间图象中速度 加速度和位移 4 双选 2011 肇庆二模 如图1 3 10是一辆汽车做直线运动的s t图象 对线段oa ab bc cd所表示的运动 下列说法正确的是 a oa段运动最快b ab段静止c cd段表示的运动方向与初始运动方向相反d 运动4h后汽车的位移大小为30km 图1 3 10 b