高中物理 第1章 第6节 用图象描述直线运动课件 粤教版必修11.ppt

第六节用图象描述直线运动 1 下列关于质点运动的速度和加速度的说法中不可能的是 A 速度变化很大 加速度很小B 速度变化很快 加速度很小C 速度向东 加速度向西D 速度向东 加速度向北 答案 B 精彩回眸 2 物体A的加速度为3m s2 物体B的加速度为 5m s2 下列说法中 正确的是 A 物体A的加速度比物体B的加速度大B 物体B的速度变化比物体A的速度变化快C 物体A的速度一定在增加D 物体B的速度一定在减小 答案 B 解释 加速度的正负只表示方向 正号表示与规定的正方向相同 负号表示相反 若物体的初速度为正方向时 加速度为正 则物体做加速运动 加速度为负 物体做减速运动 但规定物体的初速度方向为负时 则正好与上述情况相反 故A C D错 B正确 3 物体以恒定的加速度做加速直线运动 加速度为2m s2 就是说 A 物体速度的变化量为2m sB 任意1s内末速度都是初速度的2倍C 在任意1s内 物体的初速度可能比末速度大2m sD 开始运动1s后任意时刻的瞬时速度比1s前的瞬时速度增加2m s 答案 D 解释 物体做匀加速直线运动 加速度方向与初速度方向相同 1s内速度变化量 v a t 2m s 即任一时刻的瞬时速度比前一秒的瞬时速度增加2m s 故D正确 A B C错误 一 匀速直线运动的位移图象1 用纵轴表示位移s 用横轴表示时间t 建立平面直角坐标系 所画出的位移s随时间t的变化图象 叫 简称 2 匀速直线运动中 位移和时间的关系图象是 变速直线运动的位移 时间图象不是直线 而是曲线 知识梳理 位移 时间图象 s t图象 位移图象 一条倾斜的直线 图1 6 2 速度 越大 越小 二 匀速直线运动的速度图象1 在平面直角坐标系中 用纵轴表示速度 横轴表示时间 所画出的速度v随时间t的变化图象 叫 速度 时间图象 v t图象 简称速度图象 2 匀速直线运动的v t图象是一条平行于时间轴的 如图1 6 3所示 3 图象与时间轴所包围的 面积 表示这段时间内的位移s vt 图1 6 3 直线 三 匀变速直线运动的速度图象1 匀速直线运动中 速度的 和 不随时间变化 我们用横轴表示时间 纵轴表示速度 匀速直线运动的v t图象实际上就是一条和横轴 的直线 大小 方向 平行 倾斜的直线 初速度 2 根据vt v0 at可知 匀变速直线运动的v t图象是一条 如图1 6 4所示 与纵轴的交点即为物体运动的 图1 6 4 3 直线的斜率k a 匀变速直线运动的位移的大小等于图1 6 4中梯形的 面积 1 位移 时间图象 s t图象 在平面直角坐标系中 用横轴表示时间t 用纵轴表示位移s 如图1 6 5所示 根据给出 或测定 的数据 作出几个点的坐标 用直线将几个点连起来 则这条直线就表示了物体的运动特点 这种图象就叫做位移 时间图象 简称位移图象 如图1 6 5为自行车从初始位置开始 每经过1s的位移都是5m的s t图象 对位移 时间图象的理解 图1 6 5 2 根据s t图象分析物体的运动 1 由s t图象可以确定物体各个时刻所对应的位置或物体发生一段位移所需要的时间 2 若物体做匀速直线运动 则s t图象是一条倾斜的直线 直线的斜率表示物体的速度 斜率的大小表示速度的大小 斜率的正 负表示物体的运动方向 如图1 6 6中的a b所示 图1 6 6 3 若s t图象为平行于时间轴的直线 表明物体处于静止状态 如图中的c所示 4 纵截距表示运动物体的初始位置 图1 6 6中所示a b物体分别是从原点 原点正方向s2处开始运动 5 图线的交点表示相遇 如图1 6 6所示中的交点表示a b c三个物体在t1时刻在距原点正方向s1处相遇 特别提醒 1 s t图象只能用来描述直线运动 2 s t图象表示的是位移s随时间t变化的情况 绝不是物体运动的轨迹 例1 图1 6 7是M N两个物体做直线运动的位移 时间图象 由图可知 A M物体做匀速直线运动B N物体做曲线运动C t0秒内M N两物体的位移相等D t0秒内M N两物体的路程相等 图1 6 7 解析 根据不同运动位移 时间图象的特点首先判断运动的性质 然后根据位移和路程的定义判断某段时间内的位移和路程是否相等 由图可知 M物体的位移随时间均匀变化 N物体的位移随时间不均匀变化 所以M物体做匀速直线运动 N物体做变速直线运动 选项A正确 B错误 t0秒内 M N两物体的位移都是s0 所以t0秒内两物体的位移相等 随着时间的增加 位移一直在变大 说明M N的运动方向没变 路程和位移的大小相等 所以t0秒内两物体的路程也相等 本题的正确答案是A C D 答案 ACD题后反思 分析判断直线运动的位移 时间图象时 要把握三点来分析 1 图象是直线还是曲线 如果图象是直线 则表示物体做匀速直线运动 否则一定做变速直线运动 2 物体开始运动的初始位置 物体开始运动的初始位置由t 0时的位移 即纵轴的截距决定 3 物体的运动方向 随着时间的增大 如果物体的位移越来越大 则物体向前运动 速度为正 否则物体做反向运动 速度为负 图1 6 8所示是某质点做直线运动的s t图象 由图象可知 A 质点一直处于运动状态B 质点第3s内位移是2mC 此图象表示了质点运动的轨迹D 该质点前4s内位移是2m 答案 D 解释 位移图象表明了位移随时间变化的关系 不是质点运动的轨迹 从图象可以看出 2s末到4s末物体处于静止状态 第3s内物体的位移为零 前4s内物体的位移为2m 图1 6 8 1 匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线 匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线 2 在v轴上的截距表示t 0 计时开始 时物体的速度 即初速度v0 如图1 6 9 对速度 时间图象的理解 图1 6 9 3 在v t图象中 直线的斜率表示物体的加速度 斜率的绝对值越大 表示加速度越大 斜率的绝对值越小 表示加速度越小 斜率为零 表示加速度等于零 斜率为正表示加速度方向与规定的正方向相同 斜率为负表示加速度方向与正方向相反 4 v t图象与时间轴围成的面积表示的是位移 图1 6 9中梯形的 面积 表示物体在t时间内通过的位移 梯形在t轴上方表示位移为正方向 在t轴下方表示位移为负方向 5 两个速度图象的交点表示这两个质点在这个时刻速度相等 6 由速度图象可得到的信息 1 可直接读出运动物体的初速度 2 可直接读出运动物体在各个时刻的瞬时速度 反之亦然 3 由图可求出运动物体的加速度 4 可以判定物体的运动性质 5 可求出一段时间内的位移 特别提醒 1 切线的斜率应该由坐标系的标度求出 不能由切线倾角的正切求出 2 s t v t图象都不表示物体运动的轨迹 例2 如图1 6 10甲为质点A做匀加速直线运动的v t图象 图乙为质点B做匀减速直线运动的v t图象 试求它们的加速度 并比较加速度的大小 图1 6 10 答案 0 5m s2方向与0时刻速度方向相同 0 8m s2方向与0时刻速度方向相反A的加速度小于B的加速度 双选 如图1 6 11是某质点运动的速度图象 由图象得到的正确结果是 A 0 1s内的平均速度是2m sB 0 2s内的位移大小是3mC 0 1s内的加速度大于2 4s内的加速度D 0 1s内的运动方向与2 4s内的运动方向相反 图1 6 11 答案 BC 解释 0 1s内的位移为1m 0 1s的平均速度为1m s 故A错 0 2s内的位移可通过2s内图线所围成的面积计算 由计算结果可知B正确 0 1s内的加速度为2m s2 而2 4s内加速度大小为1m s2 故C正确 0 1s内与2 4s内的速度都是正数 代表向正方向运动 故它们的方向相同 选项D错误 速度图象与位移图象的比较 例3 A B两物体同时同地沿同一方向运动 图1 6 12 a 为A物体沿直线运动时的位移与时间关系图 图 b 是B物体沿直线运动的速度 时间图 试问 1 A B两物体在0 8s内的运动情况 2 A B两物体在8s内的总位移和总路程分别为多少 图1 6 12 解析 a 图是s t图象 b 图是v t图象 虽然形状相同 但物理意义完全不同 A物体在0 2s内匀速运动了6m 2 4s内则静止 4 8s内则向反方向做匀速运动 位移由 6m到 6m 而B物体在0 2s内做匀变速运动 速度由0增加到6m s 2 4s则以6m s的速度做匀速运动 4 6s物体仍做匀变速运动 但速度由6m s减为0 6 8s还是做匀变速运动 负值表示运动方向相反 速度大小由0增加到6m s 对于B物体 0 2s内做匀加速直线运动 速度每秒钟增加3m s 2s末增加到6m s 2 4s物体以6m s的速度做匀速运动 4 6s物体的速度每秒减少3m s 速度在2s内由6m s减为零 6 8s物体沿相反的方向做匀加速运动 2s内速度大小由0增加到6m s 负号表示运动方向与初速度方向相反 2 4s内的位移则等于速度图线下的矩形 面积 如右图中阴影部分所示 其大小等于s2 6 2m 12m 同理4 6s和6 8s两段时间内的位移大小分别等于速度图线与时间轴之间所围的 面积 如下图所示 答案 见解析 下图中 描述匀变速直线运动的图线是 答案 B 解释 匀速直线运动的速度 时间图象是平行于时间轴的直线 匀速直线运动的位移 时间图象是一条倾斜的直线 匀变速直线运动的速度 时间图象是一条倾斜的直线 非匀变速直线运动的速度 时间图象是一条曲线 例4 如图1 6 13所示 请回答 综合 拓展 提高 图1 6 13 1 图线 分别表示物体做什么运动 2 物体3s内速度的改变量是多少 方向与速度方向有什么关系 3 物体5s内速度的改变量是多少 方向与速度方向有什么关系 4 物体的运动加速度分别为多少 方向如何 5 两图象的交点A的意义 答案 1 做匀加速直线运动 做匀减速直线运动 2 物体3s内速度的改变量是9m s 方向与速度方向相同 3 物体5s内速度的改变量是9m s 方向与速度方向相反 4 物体的运动加速度分别为3m s2 1 80m s2 物体加速度与速度方向相同 物体加速度与速度方向相反 5 两图象交点表示速度相同 题后反