2025版新教材高中物理第2章匀变速直线运动学法指导课运动图像问题学案鲁科版必修第一册.docxVIP

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学法指导课运动图像问题

题型一依据运动图像分析运动状况

例图为甲、乙两质点同时沿同始终线运动的位移-时间图像,关于两质点的运动状况,下列说法正确的是 ()

A.在0~t0时间内,甲、乙的运动方向相同

B.在0~2t0时间内,甲的速度始终在减小

C.在0~t0时间内,乙的速度始终增大

D.在0~2t0时间内,甲、乙发生的位移不相同

答案D依据位移-时间图像的斜率表示速度,可知,在0~t0时间内,甲的速度为负,乙的速度为正,说明甲、乙的运动方向相反,故A项错误。依据位移-时间图像的斜率表示速度,可知在0~2t0时间内,甲的速度不变,故B项错误。在0~t0时间内,乙图线的斜率不断减小,则乙的速度始终减小,故C项错误。在0~2t0时间内,甲的位移s1=0-2s0=-2s0,乙的位移为s2=s0-(-s0)=2s0,所以甲、乙发生的位移不相同,故D项正确。

学法指导

常用的运动图像对比

运动图像

s-t图像

v-t图像

a-t图像

物理意义

质点的位置坐标随时间的变更规律

质点的速度随时间的变更规律

质点的加速度随时间的变更规律

图线斜率

表示速度

表示加速度

加速度的变更率

面积

无意义

图线与时间轴围成的面积表示位移

图线与时间轴围成的面积表示速度的变更量

纵轴截距

初始位置

初始速度

初始加速度

两线交点

两个质点相遇

两质点速度相同

两质点加速度相同

1.A、B、C三个物体在同一条直线上运动,其位移-时间图像中,图线c是一条s=0.4t2(m)的抛物线,有关这三个物体在0~5s内的运动,下列说法正确的是 ()

A.A物体做匀加速直线运动

B.C物体做匀加速直线运动

C.t=5s时,A物体速度最大

D.A、B两物体都做匀速直线运动,且速度相同

答案B位移-时间图像是倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,则知A、B两物体都做匀速直线运动,由题图看出斜率,a、b两图线的斜率大小相等、正负相反,说明两物体的速度大小相等、方向相反,所以速度不同,故A、D错误;图线c是一条s=0.4t2的抛物线,结合s=v0t+12at2可知,C做初速度为0,加速度为0.8m/s2的匀加速直线运动,故B项正确;图像的斜率大小等于速度大小,依据图像可知,t=5s时,C物体速度最大,故C项错误。

2.(多选)如图所示,图甲为质点a和b做直线运动的位移-时间图像,图乙为质点c和d做直线运动的速度-时间图像,由图可知 ()

A.若t1时刻a、b两质点第一次相遇,则t2时刻两质点其次次相遇

B.若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t2时刻两质点其次次相遇

C.t1到t2时间内,四个质点中只有b和d两个质点的运动方向发生变更

D.t1到t2时间内,四个质点中只有b和d两个质点的速领先减小后增大

答案AD在位移-时间图像中,两图线的交点表示两质点位置相同即相遇,由甲图可知,t1时刻a、b两质点第一次相遇,t2时刻两质点其次次相遇,故A项正确;t1到t2时间内,依据v-t图像与时间轴所围面积表示位移知,c的位移大于d的位移,若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t2时刻两质点没有相遇,故B项错误;四个质点中只有b运动方向变更,a、c、d质点的运动方向未发生变更,故C项错误;依据s-t图像的斜率表示速度,知t1到t2时间内,a质点的速度不变,b质点的速领先减小后增大,由v-t图像知,c的速度匀称减小,d的速领先减小后增大,故D项正确。

题型二运用运动图像解决问题

例如图所示,甲、乙两车同时由静止从A点动身,沿直线AC运动,甲以加速度a3做初速度为零的匀加速运动,到达C点时的速度为v,乙以加速度a1做初速度为零的匀加速运动,到达B点后做加速度为a2的匀加速运动,到达C点时的速度亦为v。若a1≠a2≠a3,则 ()

A.甲、乙不行能同时由A达到C

B.甲肯定先由A达到C

C.乙肯定先由A达到C

D.若a1a3,则甲肯定先由A达到C

答案A如图所示,依据速度-时间图线得,若a1a3,如图1,因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则t乙t甲,若a3a1,如图2,因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则t乙t甲,通过图线作不出位移相等,速度又相等,时间相等的图线,所以甲乙不能同时到达,故A项正确,B、C、D三项错误。

学法指导

通过运动图像的变更比较运动过程的变更问题的解题思路

1.依据题意画出原来运动的v-t图像。

2.依据运动变更状况,分析确定变更量和不变量。

3.在限制不变量的条件下,画出运动变更后的v-t图像。

4.对比图像,视察相关物理量的变更。

5.在s-t图像上,两图线交点表示相遇;在v-t图像上,两图线交点表示速度相同,此时两物体距离有极值。

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