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1、運動圖像專題
1、 位移—時間圖像
1、圖像的物理意義
x-t圖像描述了質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律,從中能獲取的質(zhì)點運動的相關(guān)信息如下:
(1)點(x,t)——物體某一時刻的位置
與橫軸的交點 在參考點的時刻
點 與縱軸的交點 初位置
兩圖的交點 兩者相遇
圖像在橫軸之上: 在參考點正方向
位置
(2)線 圖像在橫軸之下: 在參考點負方向
變化趨勢——斜率:(斜率正負表示速度方向)
(3)若x-t 圖象為傾斜直線則表示物體做勻速直線運動,
若x-t 圖象是平行t軸的直線則表示物體靜止,
若x-t 圖象為曲線則表示物體做變速直線運動。
2、
(4) 判斷質(zhì)點運動的快慢。圖線的斜率的絕對值越大,質(zhì)點運動得越快。
(5) 注意:①圖像不是軌跡
②圖像只能表示直線運動
例題
例1、如圖所示是一輛汽車做直線運動的x-t圖像,關(guān)于線段OA、AB、BC、CD所表示的運動,下列說法正確的是( )
A.OA段汽車運動最快
B.AB段汽車靜止
C.CD段表示汽車的運動方向與初始運動方向相同
D.0-4h內(nèi),汽車的位移大小為30km
例2:沿同一直線運動的A、B兩物體,相對同一參考系的x-t圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.前5s內(nèi)A、B的位移均為10m
B.兩物體由同一位置開始運動,物
3、體A比B遲3s才開始運動
C.在前5s內(nèi)兩物體的位移相同,5S末A、B相遇
D.從3s末開始,兩物體運動方向相同,且A比B運動得快
例3:如圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考系的x-t圖像。下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩物體的出發(fā)點相距x0
B.t1~t2時間內(nèi),甲、乙兩物體都做勻速直線運動
C.甲物體比乙物體早出發(fā)的時間為t1
D.t1~t2時間內(nèi),甲、乙兩物體同向運動
例4:甲、乙兩物體零時刻開始從同一地點向同一方向做直線運動,位移一時間圖像分別如圖中的A、B圖線所示,則在0~t1時間內(nèi)( )
A.甲運動得總比乙快 B.甲、乙位移相同
C.甲
4、經(jīng)過的路程比乙小 D.甲、乙的運動方向始終相同
例5:如圖所示為某一質(zhì)點在一段時間內(nèi)的位移—時間圖像。以下說法正確地是( )
A.該質(zhì)點在前6s內(nèi)做曲線運動
B.該質(zhì)點在前5s內(nèi)做直線運動,且運動得越來越慢
C.該質(zhì)點在前5s內(nèi)的位移大小為50m
D.該質(zhì)點在6秒后做勻速直線運動
例6:甲、乙兩質(zhì)點運動的位移一時間圖像如圖中a、b所示,其中a圖線為拋物線的一部分,不考慮二者碰撞,則下列說法正確的是( )
A.甲做曲線運動,乙做直線運動
B.乙質(zhì)點在t2~t3時間內(nèi)做勻速直線運動
C.t1~t4時間內(nèi)甲、乙兩質(zhì)點的位移相同
D.t3~t4時間內(nèi)乙比甲運動得快
5、2、 速度—時間圖像
(1)圖像的物理意義
點(v,t)——物體某一時刻的速度
與橫軸的交點: 在參考速度的時刻
點 與縱軸的交點: 初速度
兩圖的交點: 兩者共速
圖像在橫軸之上:速度為正
位置
線 圖像在橫軸之下:速度為負
變化趨勢——斜率:
面積——位移
(2)若v-t 圖象為傾斜直線則表示物體做勻變速直線運動,
若v-t圖象為水平直線則表示物體做勻速直線運動,
若v-t 圖象為曲線則表示物體做非勻變速直線運動。
典例
例1:甲、乙兩物體沿同一直線運動,其運動過程的v-t圖像如圖所示,則以下說法
6、正確的是( )
A.t1時刻之前乙在甲前面,t1時刻之后乙在甲后面
B.甲、乙在t1時刻之前運動方向相反,t1時刻之后運動方向相同
C.t1時刻兩物體到達同一位置
D.t1時刻甲、乙兩物體的速度相同
例2:某物體運動的v-t圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A.物體在第1s末運動方向發(fā)生變化
B.物體在第4s末返回出發(fā)點
C.物體的運動方向一直不變
D.物體在2s末離出發(fā)點最遠
例3:甲、乙兩物體在同一條直線上運動,它們的速度—時間圖線分別如圖中a、b所示,在t1時刻( )
A.它們的運動方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.
7、乙的速度比甲的速度大
三、s-t圖像與v-t圖像的比較
比較項目
x-t圖像
v-t圖像
點
某時刻物體的位置
某時刻物體的速度
線段
某段時間內(nèi)物體的位移
某段時間內(nèi)物體的速度變化量
斜率
速度
加速度
截距
出發(fā)時刻,出發(fā)位置
開始計時時的初速度
交點
相遇
速度相同
面積
/
位移
四、勻變速直線運動的非常規(guī)圖像
1、a-t圖像
例1、圖像與橫軸所圍面積表示速度變化量Δv。光滑水平面上靜止一質(zhì)量為 m 的物體,現(xiàn)用一水平力拉物體,使物體從靜止開始運動,物體的加速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,則此物體 ( )
A.在
8、 0-2s 內(nèi)做勻加速直線運動 B.在 2 s 末的速度為2m/s
C.在 2 -4 s內(nèi)的位移為8m D.在 t = 4s 時速度最大
例2、一物體在A.B兩點的正中間由靜止開始運動(設(shè)不會超越A.B),其加速度隨時間變化如圖所示,設(shè)向A的加速度方向為正方向,若從出發(fā)開始計時,則物體的運動情況是( )
A.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在偏近A的某點且速度為零
B.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在偏近B的某點且速度為零
C.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在原位置速度為零
D.一直向A運動,4秒末在偏近A的某點且速度為零
例3、質(zhì)點做
9、直線運動時的加速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示,該圖線的斜率為k,圖中斜線部分面積S,下列說法正確的是( )
A.、斜率k表示加速度變化的快慢
B.、斜率k表示速度變化的快慢
C.、面積S表示t1~t2的過程中質(zhì)點的位移
D.、面積S表示t1~t2的過程中質(zhì)點速度的變化量
2、速率v-t圖像
物體運動的速率v隨時間t變化的規(guī)律,圖像與t軸所圍成的面積表示該段時間內(nèi)物體運動的路程。
3、v-x圖像
直線運動中物體物體運動的速度v隨位移x變化的規(guī)律
例1、直線運動質(zhì)點的v-s圖象如圖所示,圖線為頂點在坐標原點、開口向右的一條拋物線,則下列判斷不正確的是( )
A.質(zhì)
10、點做初速度為零的勻加速直線運動 B.質(zhì)點在3s末的速度大小為5m/s
C.質(zhì)點的加速度大小為4m/s2 D.質(zhì)點在0-3s內(nèi)的平均速度大小為6m/s
4、 v2-x圖像
勻變速直線運動的v2-x圖像是一條傾斜的直線,直線的斜率(a為加速度大小)
例1:如圖所示是某物體做直線運動的v2-x圖象(其中v為速度,x為位置坐標),下列關(guān)于物體從x=0處運動至x0處的過程分析,其中正確的是
A.該物體做勻加速直線運動
B.該物體的加速度大小為
C.該物體在位移中點的速度大于
D.該物體在運動中間時刻的速度大于
例2例一 例2:
11、一做直線運動的質(zhì)點其圖象如圖所示,則下列關(guān)于其運動情況的分析正確的是( )
A.
該質(zhì)點的初速度為4m/s
B.
該質(zhì)點的加速度為5m/s2
C.
該質(zhì)點2s末的速度為5m/s
D.
該質(zhì)點第3s內(nèi)的位移為8.25m
5、 圖像
勻變速直線運動的圖像是一條傾斜的直線,直線的斜率 (a為加速度大?。?
例1、一個物體沿直線運動,從時刻開始,物體的的圖像如圖所示,圖線與縱橫坐標軸的交點坐標分別為0.5m/s和,由此可知( )
A.物體做勻加速直線運動的加速度大小為 B.物體做變加速直線運動
C.物體的初速度大小為
12、 D.物體的初速度大小為
6、 圖像
如果物體運動的速度大小v與位移大小x成反比,則圖像是一條過原點的直線,面積表示一段位移x所用的時間
7、 y-x圖像
5、 練習
1、物體在x軸上做直線運動,則上下兩圖對應關(guān)系正確的是(圖中F表示物體所受的合外力,a表示物體的加速度,v表示物體的速度,x表示物體的位移,C、D圖中曲線為拋物線( )
A. B. C. D.
2、如圖甲所示,在足夠長的光滑斜面底端有一個物體,它受到沿斜面方向的拉力作用。規(guī)定沿斜面向上為正方向。已知物體沿斜面運動的加速度a與時間t的關(guān)系如圖乙所示。t=0時,物體的速度為零。則關(guān)于物體沿斜面運動的速度v
13、隨時間t變化的關(guān)系圖像,下列正確的是( ?。?
A. B.cD.
3、如圖所示是某質(zhì)點做直線運動的v﹣t圖像,由圖可知這個質(zhì)點的運動情況是( )
A.5s﹣15s內(nèi)做勻加速運動,加速度為0.8m/s2
B.前5s內(nèi)靜止
C.15s﹣20s內(nèi)做勻減速運動,加速度為﹣0.8m/s2
D.質(zhì)點15s末離出發(fā)點最遠,20秒末回到出發(fā)點
4、某質(zhì)點做直線運動的v﹣t圖像如圖所示,則該質(zhì)點( )
A.在0~4s內(nèi)和4s~8s內(nèi)的加速度方向相反
B.4s末的速度為零,加速度也為零
C.在前8s內(nèi)的平均速度為零
D.在前12s內(nèi)的位移為零
5、
14、甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t=0到t=t1的時間內(nèi),它們的v—t圖像如圖所示。在這段時間內(nèi)( ?。?
A.汽車甲的平均速度比乙的大 B.汽車乙的平均速度小于
C.甲、乙兩汽車的位移相同 D.汽車甲和乙的加速度大小逐漸減小
6、在某次軍事演習中,空降兵從懸停在空中的直升機上跳下,當下落到距離地面適當高度時,打開降落傘,最終安全到達地面,空降兵從跳離飛機到安全到達地面的過程中在豎直方向的v-t圖像如如所示,則以下判斷正確的是( )
A.空降兵在0到t1時間內(nèi)做自由落體運動
B.空降兵在t1到t2時間內(nèi)的加速度方向豎直向上,大小在逐漸減小
C.空降兵在0到
15、t1時間內(nèi)的平均速度是v2
D.空降兵在t1到t2時間內(nèi)的平均速度小于(v1+v2)
7、沿同一直線運動的物體A、B,其位移時間圖像如圖所示,由圖像可知( ?。?
A.2s末兩物體相遇
B.兩物體由同一時刻開始運動
C.前2s內(nèi)A的位移小于B的位移
D.兩物體運動方向相同,且A的速度小于B的速度
8、如圖所示是A、B兩質(zhì)點從同一地點運動的x-t圖像,則下列說法正確是( ?。?
A.A質(zhì)點做勻加速直線運動
B.A、B兩質(zhì)點在8s末相遇
C.B質(zhì)點前4s做減速運動,4秒后做加速運動
D.B質(zhì)點先沿負方向做直線運動,后沿正方向做直線運動
9、甲、乙兩車在平
16、直公路上行駛,其位移-時間圖像如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.0-4s內(nèi),甲車做曲線運動,乙車做直線運動
B.2s末,甲,乙兩車相遇
C.2s末,甲車的速度小于乙車的速度
D.0-4s內(nèi),甲、乙兩車的平均速度相同
10、一列復興號動車進站時做勻減速直線運動,車頭經(jīng)過站臺上三個立柱A、B、C,對應時刻分別為t1、t2、t3,其x-t圖像如圖所示。則下列說法正確的是( )
A.車頭經(jīng)過立柱B的速度為
B.車頭經(jīng)過立柱A、B的平均速度為
C.動車的加速度為
D.車頭通過立柱B、C過程速度的變化量為
11、如圖所示,、兩條直線分別是、兩個物體運動的位移—時間圖像,下
17、列說法中正確的是( )
A.兩物體均做勻速直線運動
B.在時間內(nèi)的位移較小
C.在時間內(nèi)、的位移相同
D.時刻以前的速度比的大,時刻以后的速度比的小
12、如圖,是甲、乙兩物體相對同一點的位移—時間圖像,下列說法正確的是( ?。?
A.甲、乙運動的方向相同
B.甲、乙運動的出發(fā)點相同
C.甲比乙早出發(fā)的時間是t1
D.甲運動的速率小于乙運動的速率
13.如圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考系的s-t圖像。下列說法正確的是( ?。?
A.甲、乙兩物體的出發(fā)點相距s0
B.甲、乙兩物體都做勻速直線運動
C.甲物體比乙物體早出發(fā)的時間為t1
D.甲、乙兩物體向同一方
18、向運動
14、.行駛中的汽車遇到紅燈剎車后做勻減速直線運動直到停止,等到綠燈亮時又重新啟動開始做勻加速直線運動直到恢復原來的速度繼續(xù)勻速行駛,則從剎車到繼續(xù)勻速行駛這段過程,位移隨速度變化的關(guān)系圖象描述正確的是( )
A.B.C.D.
15.一質(zhì)點由A點靜止開始沿直線AB運動,行程的第一部分是加速度大小為的勻加速運動,接著又以大小為的加速度做勻減速運動,到達B恰好停止,若AB長為s,則質(zhì)點走完AB所用的時間是( )
A. B. C. D.
16、.物體由靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過8s,改為勻減速直線運動,又經(jīng)過4s停下.關(guān)于該物體的運動情況,下列說法正確的是(
19、 )
A.加速過程和減速過程中的加速度大小之比為2:1
B.加速過程和減速過程中的平均速度大小之比為1:2
C.加速過程和減速過程中的位移大小之比為2:1
D.通過題目給出的數(shù)據(jù),可以求出運動過程中的最大速度
17、一輛汽車從靜止開始由甲地出發(fā),沿平直公路開往乙地.汽車先做勻加速運動.接著做勻減速運動,開到乙地剛好停止.其速度圖象如圖所示,那么在0~t0和t0~3t0兩段時間內(nèi)( )
A.加速度大小比為3∶1 B.位移大小比為1∶3
C.平均速度大小之比為2∶1 D.平均速度大小之比為1∶1
18、.物體由靜止開始做加速度大小為a1
20、的勻加速直線運動,當速度達到v時,改為加速度大小為a2的勻減速直線運動,直至速度為零.在勻加速和勻減速運動過程中物體的位移大小和所用時間分別為x1、x2和t1、t2,下列各式成立的是( ?。?
A. B. C. D.
19、.如圖所示,一名消防隊員在模擬演習訓練中,沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管向下滑,他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時速度恰好為零.如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍,下滑的總時間為3s,那么該消防隊員( )
A.下滑過程中的最大速度為8m/s B.加速與減速過程的時間之比為2∶1
C.加速與減速過程中平均速度之比為
21、1∶1 D.減速過程的加速度大小為4m/s2
20、在某次抗震救災中,訓練有素的一名武警戰(zhàn)士從懸停的直升機上通過一根豎直的長繩在離地面28.45m高處由靜止開始滑下。由于時間緊迫,武警戰(zhàn)士想盡快滑到地面,所以剛開始以重力加速度加速下降,當速度達到一定程度時,武警戰(zhàn)士以加速度為減速下降。已知該武警戰(zhàn)士落地的速度不能大于.長繩的下端恰好著地,當?shù)氐闹亓铀俣葹?。求?
(1)武警戰(zhàn)士下滑到地面的總時間;
(2)武警戰(zhàn)士加速下降的距離。
【答案】
一、例1:B;例2:D;例3:ABC;例4:BD;例5:B;例6:C
二、例1:D;例2:BD;例3:A
四、1、例1:BC;例2:D;例3:AD
3、例1:B
4、例1:BC;例2:D
5、例1:AC
五、1、BD;2、B;3、A;4、CD;5、ABD;6、BD;7、A;8、C;9、B;10、B;
11、AB;12:C;13、ABC;14、B;15、D;16、C;17、D;18、ACD;19、ACD;20:3.8s,8.45m
15