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    专题08 x-t图像、v-t图像和a-t图像的理解课件PPT

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    这是一份专题08 x-t图像、v-t图像和a-t图像的理解课件PPT,共13页。

    专题08 典型运动学图像(一)1.路程-时间图像()图像物体做直线运动,如果在任意时刻的速度都相等,即在任意相等的时间内通过的位移都相等,则物体做的是匀速直线运动。做匀速直线运动的物体的位移-时间图像是一条倾斜的直线。如图所示: 图1 图2 图1上各点切线斜率表示速度v,即图线的倾斜程度反映物体运动的快慢,其倾斜程度越大,速度越快。斜率的大小表示做匀速直线运动物体的速度的大小,斜率的正负即为速度的正负。注 意: (1)x-t图像不代表物体的运动轨迹,x-t图像中倾斜直线表示物体做匀速直线运动。 (2)若图像不过原点,有两种情况:   ①图像在纵轴上截距表示开始计时物体相对于参考点的位移;   ②图像在横轴上的截距表示物体过一段时间再从参考点出发。 (3)两图线相交说明两物体相遇,其交点B的横坐标表示相遇的时刻,纵坐标表示相遇处对参考点的位移。如上图中,图线①和图线②相交于B点,表示两物体在t1时刻相遇,其中x1表示相遇处对参考点的位移。 (4)图像是倾斜直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动。2.速度-时间图像(v-t图像) (1)图像的物理意义 由于,而v-t图像中的斜率k=,所以,斜率的大小即为加速度的大小,斜率的正负即为加速度的正负。 (2)匀速直线运动的v-t图像   匀速直线运动的速度v是恒定的,不随时间发生变化,所以v-t图像是一条与横轴平行的直线。 (3)变速直线运动的v-t图像   在变速直线运动中,如果在任意相等的时间内速度的改变都相等,这种运动叫匀变速直线运动,它的v-t图像是一条倾斜直线,如图所示,A表示匀加速直线运动的v-t图像,B表示匀减速直线运动的图像。                     (4)v-t图像的应用   (1)可求出任一时刻的速度。   (2)可求出达到某一速度所需的时间。   (3)可求出某段时间内发生的位移。   运动质点在某段时间t内发生位移的大小是v-t图像与坐标轴及t的始、末时刻线段所围面积的数值,如图:                     3.三种图像的比较  4.其他图像(1)a-t图象由vt=v0+at可知图象与横轴所围面积表示速度变化量Δv,如图甲所示.(2)eq \f(s,t)-t图象由s=v0t+eq \f(1,2)at2可得eq \f(s,t)=v0+eq \f(1,2)at,图象的斜率为eq \f(1,2)a,如图乙所示.(3)v2-s图象由vt2-v02=2as可知vt2=v02+2as,图象斜率为2a.(4)s-v图象s与v的关系式:2as=v2-v02,图象表达式:s=eq \f(1,2a)v2-eq \f(1,2a)v02.题型一 图像之间相互变化1.(2019·江西省奉新县第一中学高三月考)某物体做直线运动的v-t图像如图所示,据此判断给出的A、B、C、D四种图像(F表示物体所受合力,x表示物体的位移,Ek表示物体动能,a表示物体加速度t表示时间)中正确的是( )A. B. C. D.2.(2019·河北安平中学高三月考)一个静止的物体,在0~4 s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,物体的加速度a随时间的变化如图所示,则物体在( )A.0~4 s时间内做匀变速运动 B.第2 s末速度改变方向C.0~4 s时间内位移的方向不变 D.0~2 s 时间内位移最大3.(2019·浙江杭州高级中学高三期中)一物体在A.B两点的正中间由静止开始运动(设不会超越A.B),其加速度随时间变化如图所示,设向A的加速度方向为正方向,若从出发开始计时,则物体的运动情况是( )A.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在偏近A的某点且速度为零B.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在偏近B的某点且速度为零C.先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末在原位置速度为零D.一直向A运动,4秒末在偏近A的某点且速度为零4.物体在x轴上做直线运动,则上下两图对应关系正确的是(图中F表示物体所受的合外力,a表示物体的加速度,v表示物体的速度,x表示物体的位移,C、D图中曲线为抛物线( )A. B. C. D.5.(2019·武宣县第二中学高一期末)某物体由静止开始做直线运动,物体所受合力F随时间t的变化图像如图所示,下列关于该物体运动情况的说法正确的是( )A.物体在前8s内始终向同一方向运动B.物体在8 s末离出发点最远C.物体在2~4 s内做匀减速直线运动D.物体在0~4 s和在4~8 s内的运动方向相反题型二 加速度-时间(a-t)图像6.(2019·沭阳县修远中学高三月考)如图所示为从静止开始做直线运动的物体的加速度—时间图像,关于物体的运动下列说法正确的是(  )A.物体在t=6 s时,速度为0B.物体在t=6 s时,速度为18 m/sC.物体运动前6 s的平均速度为9 m/sD.物体运动前6 s的位移为18 m7.(2020·安徽省高三其他)某物体原先静止于一光滑水平面上,t=0时受水平外力作用开始沿直线运动,0~8s内其加速度a与时间t的关系如图所示,则下列说法正确的是(  )A.t=2s时,物体的速度大小为2m/sB.0~2s内,物体通过的位移大小为2mC.0-8s内物体的最大速度为7m/sD.物体在t=8s时与在t=2s时的运动方向相反8.(2019·河南省高一期末)如图甲所示,在足够长的光滑斜面底端有一个物体,它受到沿斜面方向的拉力作用。规定沿斜面向上为正方向。已知物体沿斜面运动的加速度a与时间t的关系如图乙所示。t=0时,物体的速度为零。则关于物体沿斜面运动的速度v随时间t变化的关系图像,下列正确的是(  )A. B. C. D.9.(2019·河南高一月考)质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示,该图线的斜率为k,图中斜线部分面积S,下列说法正确的是( )A.斜率k表示加速度变化的快慢B.斜率k表示速度变化的快慢C.面积S表示t1~t2的过程中质点的位移D.面积S表示t1~t2的过程中质点速度的变化量题型三 速度-时间()图像10.(2020·安徽省定远中学高三月考)如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是( )A.B.C.D.11.(2020·嘉兴市第五高级中学高一期中)如图是质点做直线运动的v﹣t图像.关于该质点的运动,下列说法正确的是( )A.0~t1时间内质点做匀速运动 B.t1~t2时间内质点保持静止C.质点先做匀加速运动再做匀速运动 D.t1时刻质点的运动方向改变12.(2020·广东二师番禺附中高一期末)如图所示是某质点做直线运动的v﹣t图像,由图可知这个质点的运动情况是( )A.5s﹣15s内做匀加速运动,加速度为0.8m/s2 B.前5s内静止C.15s﹣20s内做匀减速运动,加速度为﹣0.8m/s2 D.质点15s末离出发点最远,20秒末回到出发点13.(2019·云南省高一期末)某质点做直线运动的v﹣t图像如图所示,则该质点(  )A.在0~4s内和4s~8s内的加速度方向相反B.4s末的速度为零,加速度也为零C.在前8s内的平均速度为零D.在前12s内的位移为零14.(2019·宁夏回族自治区贺兰县景博中学高一月考)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v—t图像如图所示。在这段时间内(  )A.汽车甲的平均速度比乙的大 B.汽车乙的平均速度小于C.甲、乙两汽车的位移相同 D.汽车甲和乙的加速度大小逐渐减小15.(2020·全国高一课时练习)在某次军事演习中,空降兵从悬停在空中的直升机上跳下,当下落到距离地面适当高度时,打开降落伞,最终安全到达地面,空降兵从跳离飞机到安全到达地面的过程中在竖直方向的v-t图像如如所示,则以下判断正确的是( )A.空降兵在0到t1时间内做自由落体运动B.空降兵在t1到t2时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小C.空降兵在0到t1时间内的平均速度是v2D.空降兵在t1到t2时间内的平均速度小于(v1+v2)答案及解析1.【答案】B【解析】A. 由图可知,前2s内物体做初速度为零的匀加速直线运动,合力恒定,且沿正方向.2s−4s做匀减速直线运动,合力恒定,且沿负方向.4s−6s做负方向匀加速直线运动,合力恒定,且沿负方向.6s−8s做负方向匀减速直线运动,合力恒定,且沿正方向,故A错误;B. 0−2s内,x=,x−t图像是开口向上的抛物线.2−4s内,x=v0t−,x−t图像是开口向下的抛物线.结合对称性可知,该图正确,故B正确;C. 根据Ek=,知v−t图像是直线时,Ek与t是二次函数关系,图像应是曲线,故C错误;D. 0−2s内,加速度为正.2−6s内加速度一定,且为负,6−8s内,加速度为正,故D错误.故选B2.【答案】C【解析】0~4 s时间内,加速度不恒定,不是匀变速直线运动,A错;第2s末,加速度改变方向、速度最大;0~2s 物体做加速度方向与速度方向相同,做加速度变化的加速直线运动,速度增加量为0~2s内图像与横轴围成的面积;2~4 s,速度变化量与0~2s速度变化量大小相等方向相反,即第4s末的速度减小为0,方向不变,即0~4 s内位移方向不变.第4s末位移最大.C正确、D错误.3.【答案】D【解析】根据物体加速度方向和运动方向的关系,可知在0~1s内,物体向A做匀加速直线运动,在1~2s内,物体做匀减速直线运动,2s末速度为零,方向未改变,以后又重复之前的运动.知物体一直向A运动,4s末在偏近A某点速度为零.故D正确,A.B.C错误.故选D.4.【答案】BD【解析】A.由F-t图像可以看出,力F随时间成线性关系,根据牛顿第二定律得:所以加速度a也随时间成线性关系,A错误;B.由a-t图像可以看出前半段时间加速度恒定,后半段时间加速度反向大小恒定,对于v-t图像可以看出前半段时间图像是直线,斜率是正值,后半段时间图像也是直线,斜率是负值,B正确; C.位移-时间图像,其斜率代表物体的速度,由x-t图像斜率看出,物体的速度增大,而v-t图像的速度在减小,C错误;D.位移-时间图像,其斜率代表物体的速度,由x-t图像可以看出整段时间图像的斜率减小,说明物体的速度减小,若速度均匀减小,加速度不变,D正确。故选BD。5.【答案】CD【解析】0~2s内,受向右的推力F0,向右做匀加速运动,2s末力F0反向,加速度反向,因此物体向右做减速运动,根据对称性可知,4s末速度减小到零,然后再向左做加速运动,6s末达到最大值,6~8 s内,又向左做减速运动.因此前4s向右运动后4s向左运动,A错误,D正确;4s末距离出发点最远,B错误;2~4 s内做匀减速直线运动,C正确。6.【答案】B【解析】物体在t =6s时,速度为,选项B正确,A错误;因物体做变加速运动,无法求解前6s的位移和平均速度,故选B.7.【答案】C【解析】A.内物体做匀加速直线运动,时速度为A错误;B.内物体的位移为B错误;C.根据加速度的定义式可知图线和时间轴围成的面积为,根据图像结合对称性可知物体在末速度达到最大,即C正确;D.根据图像面积可知,末和末图像与时间轴围成的面积相等,所以速度相等,运动方向相同,D错误。故选C。8.【答案】B【解析】因v-t图像的斜率代表加速度,则A. 0-2s和2-4s斜率大小相同,故A错误;B. 0-2s图像斜率为2-4s图像斜率为故B正确;C. 0-2s图像斜率为2-4s图像斜率为故C错误;D. 0-2s图像斜率为2-4s图像斜率为故D错误。故选B。9.【答案】AD【解析】分析图像可知,图线的斜率表示加速度的变化快慢,选项A正确,B错误;根据△v=at可知,面积S表示t1~t2的过程中质点速度的变化量,选项C错误,选项D正确;综上本题选AD.10.【答案】C【解析】设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2.根据牛顿第二定律得:mgsinα+μmgcosα=ma1,mgsinβ-μmgcosβ=ma2,得a1=gsinα+μgcosα,a2=gsinβ-μgcosβ,则知a1>a2;而v-t图像的斜率等于加速度,所以上滑段图线的斜率大于下滑段图线的斜率.上滑过程的位移大小较小,而上滑的加速度较大,由x=at2知,上滑过程时间较短.因上滑过程中,物块做匀减速运动,下滑过程做匀加速直线运动,两段图像都是直线.由于物体克服摩擦力做功,机械能不断减小,所以物体到达c点的速度小于v0.故C正确,ABD错误.故选C11.【答案】C【解析】由图线可知,0~t1时间内质点做匀加速运动,选项A错误;t1~t2时间内质点保持匀速直线运动,选项B错误;综上所述,质点先做匀加速运动再做匀速运动,选项C正确;t1时刻前后质点的速度均为正值,故质点的运动方向没有改变,选项D错误;故选C.12.【答案】A【解析】5s~15s内质点的速度均匀增大,做匀加速运动,加速度为:.故A正确.前5s内物体做匀速直线运动,选项B错误;15s~20s内质点的速度均匀减小,做匀减速运动,加速度为:,故C错误.0~20s内速度一直是正值,说明速度方向不变, 20s末离出发点最远,20秒末不可能回到出发点.故D错误;故选A.13.【答案】CD【解析】A.因v-t图像的斜率等于加速度,可知在0~4s内和4~8s内图像的斜率均为正,即加速度方向相同,故A错误;B.4s时的速度为零,但是加速度不为零,故B错误;C.因v-t图像的面积等于位移,且在t轴上方的位移为正,下方的位移为负,可知在前8s内的位移为零,所以平均速度为零,故C正确;D.因v-t图像的面积等于位移,且在t轴上方的位移为正,下方的位移为负,可知在前12s内的位移为零,故D正确。14.【答案】ABD【解析】根据v—t图像反映的物理意义,曲线的斜率代表汽车运动的加速度,面积表示汽车运动的位移。速度关系为由图可知汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小,甲汽车的位移大于乙汽车的位移。根据两车运动时间相同,所以汽车甲的平均速度比乙的大。故C错误,ABD正确。故选ABD。15.【答案】BD【解析】A.在0到t1时间内图线的斜率在减小,加速度在减小,所以空降兵不是做自由落体运动,选项A错误;B.在t1到t2时间内的速度为正在减小,所以空降兵做竖直向下的减速运动,因此加速度方向竖直向上,又因为图线的斜率在减小,所以加速度在减小,选项B正确;C. 从图像可知空降兵在0到t1时间内的位移大于从速度为0做匀变速运动到v2的位移,所以平均速度大于v2,选项C错误;D. 空降兵在t1到t2时间内的的位移小于从速度为v2做匀变速运动到v1的位移,所以平均速度小于(v1+v2),选项D正确。 图象x-t图象v-t图象a-t图象图象 实例图线含义图线①表示质点做匀速直线运动图线①表示质点做匀加速直线运动图线①表示质点做加速度增大的运动图线②表示质点静止,水平直线图线②表示质点做匀速直线运动图线②表示质点做匀变速运动,加速度恒定图线③表示质点向负方向做匀速直线运动图线③表示质点做匀减速直线运动图线③表示质点做加速度减小的运动交点④表示此时三个质点相遇交点④表示此时三个质点有相同的速度交点④表示此时三个质点有相同的加速度点⑤表示t1时刻质点位移为x1(图中阴影部分的面积没有意义)点⑤表示t1时刻质点速度为v1(图中阴影部分的面积表示质点在0~t1时间内的位移)点⑤表示t1时刻质点加速度为a1(图中阴影部分的面积表示质点在0~t1时间内的速度变化量)
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