专题3 直线运动的图象及实验

1、专题三直线运动的图象及实验专题三直线运动的图象及实验考纲内容考纲内容考纲解读考纲解读1.匀变速直线运动及其公式、匀变速直线运动及其公式、图象图象()2.实验实验:研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 1.经历匀变速直线运动的实验研经历匀变速直线运动的实验研究过程，掌握匀变速直线运动究过程，掌握匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然的规律，体会实验在发现自然规律时的重要作用规律时的重要作用2.能应用公式和图象描述匀变速能应用公式和图象描述匀变速直线运动直线运动 考点1 匀速直线运动的位移图象1位移图象：在直角坐标系中，用横坐标表示位移图象：在直角坐标系中，用横坐标表示_，用纵坐标表示物体的用纵

2、坐标表示物体的_，再将物体做直线运动时的数据在，再将物体做直线运动时的数据在坐标系中描点，由这些点所得到的图象表示位移与时间的关系坐标系中描点，由这些点所得到的图象表示位移与时间的关系,称为位移称为位移时间图象时间图象(xt图象图象)，简称位移图象，简称位移图象(如下图所如下图所示示)时间位移2匀速直线运动的位移匀速直线运动的位移时间图象的特点：图象是一条时间图象的特点：图象是一条_的直线的直线3物理意义：位移物理意义：位移时间图象表示运动物体的位移随时时间图象表示运动物体的位移随时间变化的规律，即不同时刻对应的物体的位移图象不是物体间变化的规律，即不同时刻对应的物体的位移图象不是物体的运动轨

3、迹的运动轨迹4由匀速直线运动的位移图象能够作出的判断：由匀速直线运动的位移图象能够作出的判断：(1)任一时刻的位移；任一时刻的位移；倾斜(2)发生某段位移所用的时间；发生某段位移所用的时间；(3)直线的斜率直线的斜率k表示速度的大小；表示速度的大小；(4)直线向上倾斜表示物体正向匀速运动，直线与直线向上倾斜表示物体正向匀速运动，直线与t轴轴平行表示物体静止，直线向下倾斜表示物体反向匀速运动；平行表示物体静止，直线向下倾斜表示物体反向匀速运动；(5)图象与纵轴交点表示图象与纵轴交点表示t0时物体的位移，即物体的时物体的位移，即物体的出发点，与横轴的交点表示物体在出发点的时间；出发点，与横轴的交点

4、表示物体在出发点的时间；(6)两图线相交的交点，表示两物体在这一时刻相遇两图线相交的交点，表示两物体在这一时刻相遇小试身手小试身手(2013年深圳学业水平模拟年深圳学业水平模拟)一个物体做直线运动，其位移一个物体做直线运动，其位移(x)时间时间(t)图象如图所示，由此可以判断该物体做的是图象如图所示，由此可以判断该物体做的是 ()A匀速直线运动匀速直线运动 B匀加速直线运动匀加速直线运动 C匀减速直线运动匀减速直线运动D变加速直线运动变加速直线运动A考点2 匀速直线运动的速度图象1速度速度时间图象：在直角坐标系中，用纵坐标表示物体时间图象：在直角坐标系中，用纵坐标表示物体运动的运动的_，用横坐

5、标表示，用横坐标表示_，得出的图象为速度，得出的图象为速度时间图象时间图象(vt图象图象)，简称速度图象，简称速度图象(如下图所示如下图所示)速度时间2匀速直线运动的速度图象特点：匀速直线运动的匀速直线运动的速度图象特点：匀速直线运动的速度图象是一条速度图象是一条_于时间轴的直线匀速直线运动于时间轴的直线匀速直线运动的速度大小和方向不随时间变化的速度大小和方向不随时间变化平行小试身手小试身手(2013年惠州学业水平模拟年惠州学业水平模拟)如图所示，是四个物体做直线如图所示，是四个物体做直线运动的运动的vt 图象，其中表示物体做匀速直线运动的图象是图象，其中表示物体做匀速直线运动的图象是 ()C

6、考点3 匀变速直线运动的速度图象匀变速直线运动的匀变速直线运动的vt 图象表示图象表示_的变化规的变化规律律1给出了给出了v、t的对应关系，即若给定时间的对应关系，即若给定时间t，则可从图下，则可从图下找出相应的速度找出相应的速度v，反之亦然如图，反之亦然如图速度随时间 2直线斜率的大小等于直线斜率的大小等于_的大小，斜率越大，的大小，斜率越大，加速度也越大反之则越小加速度也越大反之则越小3若直线的斜率大于零，则加速度为正，表示加速度方若直线的斜率大于零，则加速度为正，表示加速度方向与所取的正方向向与所取的正方向_；若直线的斜率小于零，则加速度为；若直线的斜率小于零，则加速度为负，表示加速度方

7、向与所取的正方向负，表示加速度方向与所取的正方向_4图形面积表示图形面积表示t1时间内的位移，位移的大小在数值上时间内的位移，位移的大小在数值上等于梯形的等于梯形的_s tv0t at2.加速度00()2v vat12同向反向面积小试身手小试身手(2013年辽宁学业水平考试年辽宁学业水平考试) 下列能表示匀加速直线运下列能表示匀加速直线运动的图象是动的图象是()答案：C易错提示：注意区分速度图象和位移图象,两者不可混淆考点4 实验：研究匀变速直线运动1打点计时器：当交流电的频率为打点计时器：当交流电的频率为50 Hz时，打点计时时，打点计时器每隔器每隔_打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时

8、打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔是间间隔是_(1)电磁打点计时器工作电压为电磁打点计时器工作电压为_交流电压；交流电压；(2)电火花打点计时器工作电压为电火花打点计时器工作电压为_交流电压交流电压2根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速度根据纸带上的点求匀变速直线运动的加速度(1)原理：一物体以加速度原理：一物体以加速度a做匀变速直线运动，在任意两做匀变速直线运动，在任意两个连续相等的时间间隔个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个内的位移之差是一个_故测故测出纸带上各相邻间距后，可求解出纸带上各相邻间距后，可求解a.0.02秒0.02秒46伏220伏常数(2)求法：为精确起见，一

9、般采用求法：为精确起见，一般采用“逐差法逐差法”，由，由ss2s1s3s2 aT2得得s4s1 3a1T2.同理可得同理可得s5s23a2T2,s6s33a3T2,再由再由 求解加速度的平均求解加速度的平均值即为测量值值即为测量值3求打下某一点时纸带运动的瞬时速度求打下某一点时纸带运动的瞬时速度 已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第已知物体做匀变速直线运动，欲求打下第n个点时纸带个点时纸带的瞬时速度，由于打的瞬时速度，由于打n1点到点到n1点这段时间的中间时刻恰点这段时间的中间时刻恰为打下为打下n点的时刻，可知打下点的时刻，可知打下n点时的瞬时速度应等于这段时点时的瞬时速度应等于这段时间内的间

10、内的_a1233aaa平均速度小试身手小试身手(2013年深圳学业水平模拟年深圳学业水平模拟)打点计时器振针打点的周期打点计时器振针打点的周期决定于决定于()A交流电压的高低交流电压的高低 B交流电的频率交流电的频率C永久磁铁的磁性强弱永久磁铁的磁性强弱 D振针与复写纸间的距离振针与复写纸间的距离B热点1 位移图象【例例1】 (2012年年1月广东学业水平考试月广东学业水平考试)如图是甲、乙两物如图是甲、乙两物体做直线运动的体做直线运动的st图象，由图可知图象，由图可知()At1t2时间内，甲的速度比乙的速度小时间内，甲的速度比乙的速度小Bt1t2时间内，甲的速度比乙的速度大时间内，甲的速度比

11、乙的速度大Ct2时刻，两物体的速度大小相等时刻，两物体的速度大小相等Dt1t2时间内，甲的位移比乙大时间内，甲的位移比乙大解析：st图象中倾斜的直线代表物体做匀速直线运动，斜率代表物体运动的速度大小，t1t2时间内，甲的斜率小，则甲的速度比乙的速度小，到t2时刻两者相遇，在t1t2时间内，甲的位移比乙小答案：A变式训练变式训练1甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动，甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动， 它们的位它们的位移移时间图象如下图所示，时间图象如下图所示， 由图可知由图可知() A.开始计时时，开始计时时， 甲在最前，甲在最前， 丙在最后丙在最后B.在在0t2时间内，时间内， 甲的速度最大

12、，甲的速度最大， 丙的速度最小丙的速度最小C.甲停止运动时，甲停止运动时， 丙开始运动，丙开始运动， 丙的速度最大丙的速度最大D.当当tt2时刻甲、乙、丙相遇时刻甲、乙、丙相遇 答案：C热点2 速度图象【例例2】 (2013年江苏学业水平测试年江苏学业水平测试)火车进站做匀减速直线火车进站做匀减速直线运动，能反映其运动的运动，能反映其运动的vt图象是图象是()解析：匀变速运动的vt图象是一条倾斜的直线，图D中物体的速度逐渐减小，表示物体做匀减速直线运动答案：D变式训练变式训练2(2012年年1月广东学业水平考试月广东学业水平考试)物体做变速直线运动的物体做变速直线运动的图象如图所示，关于物体图

13、象如图所示，关于物体t11 s和和t23 s时的运动情况，下列判时的运动情况，下列判断正确的是断正确的是()BCA速度方向相同速度方向相同 B速度方向相反速度方向相反C加速度大小相同加速度大小相同 D加速度大小不同加速度大小不同热点3 实验【例例3】 (2012年年6月广东学业水平考试月广东学业水平考试)“研究匀变速直线运研究匀变速直线运动动”实验获得的一条纸带如图所示，已知实验获得的一条纸带如图所示，已知a、b两个相邻计数点两个相邻计数点时间间隔为时间间隔为0.10 s，则从，则从a至至b这段时间内物体的平均速度约为这段时间内物体的平均速度约为()A0.27 m/s B0.37 m/sC1.

14、35 m/s D1.85 m/s解析：由图象知a到b的距离是2.70 cm，两点的时间间隔是0.10 s，则这段时间内物体的平均速度为0.27 m/s.答案：A变式训练变式训练3(2012年年1月广东学业水平考试月广东学业水平考试)下图所示为下图所示为“研究物研究物体做匀变速直线运动体做匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，实验中获得的一条纸带，a、b、c、d为计数点，相邻计数点时间间隔为为计数点，相邻计数点时间间隔为0.1 s其中其中b点反映的瞬点反映的瞬时速度为时速度为()AA0.520 m/s B6.47 m/sC3.92 m/s D5.20 m/s一、单项选择题一、单项选择题 1.打点

15、计时器振针打点的周期决定于打点计时器振针打点的周期决定于()A交流电压的高低交流电压的高低 B交流电的频率交流电的频率C永久磁铁的磁性强弱永久磁铁的磁性强弱 D振针与复写纸间的距离振针与复写纸间的距离解析：打点计时器振针打点的周期等于交流电的周期，而T1/f.答案：B2(2012年年1月广东学业水平考试月广东学业水平考试)如图所示，是电源频如图所示，是电源频率为率为50 Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点则的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点则a至至f之间的时间为之间的时间为()解析：电源频率为50 Hz的电磁打点计时器，每隔0.02 s打一个点，a至f之间有5个时间间隔，其时间

16、是0.10 s.答案：BA0.02 sB0.10 sC0.12 sD0.60 s3下图中不表示物体做匀速直线运动的图象是下图中不表示物体做匀速直线运动的图象是 ()解析：st图象中倾斜的直线表示匀速直线运动，选项B和D中物体均做匀速直线运动，C中速度大小和方向都不变是匀速直线运动，A中物体的速度随时间在变化，是变速运动答案：A二、单项选择题二、单项选择题 11根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是到的物理量是()A时间间隔时间间隔 B瞬时速度瞬时速度C加速度加速度 D平均速度平均速度解析：从纸带上直接读出两点间的时间间隔答案

17、：A12下图是利用打点计时器记录物体匀变速直线运动信下图是利用打点计时器记录物体匀变速直线运动信息所得到的纸带为便于测量和计算，每息所得到的纸带为便于测量和计算，每5 个点取一个计数个点取一个计数点已知点已知S1S2S3S4S5.对于纸带上对于纸带上2、3、4 这三个计数这三个计数点，相应的瞬时速度关系为点，相应的瞬时速度关系为()A计数点计数点2的速度最大的速度最大 B计数点计数点3的速度最大的速度最大C计数点计数点4的速度最大的速度最大 D三个计数点的速度都相等三个计数点的速度都相等解析：由纸带可以看出越往后，在相等的时间内物体运动的位移越大，则运动的速度越大，故纸带上2、3、4 这三个计

18、数点，计数点4 的速度最大答案：C13一同学在做一同学在做“探究小车速度随时间变化规律探究小车速度随时间变化规律”的实验的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，时，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，可能是因为可能是因为()A打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上B电源电压不稳定电源电压不稳定C电源的频率不稳定电源的频率不稳定D打点针压得过紧打点针压得过紧解析：如果打点计时器错接在直流电源上，其振动片不可能被磁化，也就不可能引起振针的上下运动而打点，所以A错；如果电源电压不稳定会影响点迹的清晰度，而电源频率不稳定会引起打点周期的不稳定，所以B、C均不正确；当打点计时器的振针压得过紧，每一个打点周期内就会有较长时间接触并挤压在复写纸上，这样打出的点就变为一段一段的小线段，即打出的点有拖尾现象，所以D答案正确答案：D三、多项选择题三、多项选择题16关于计数点的下列说法中正确的是关于计数点的下列说法中正确的是()A用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差B相邻计数点