鲁科版高中物理必修第一册第2章匀变速直线运动学法指导课运动图像问题学案

这是一份鲁科版高中物理必修第一册第2章匀变速直线运动学法指导课运动图像问题学案

学法指导课　运动图像问题 题型一　根据运动图像分析运动情况 　　例　图为甲、乙两质点同时沿同一直线运动的位移-时间图像,关于两质点的运动情况,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,甲的速度一直在减小 C.在0~t0时间内,乙的速度一直增大 D.在0~2t0时间内,甲、乙发生的位移不相同 答案　D　根据位移-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。根据位移-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,则乙的速度一直减小,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 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0~5 s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=5 s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0.8 m/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,根据图像可知,t=5 s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时刻两质点第二次相遇 B.若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t2时刻两质点第二次相遇 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改变 D.t1到t2时间内,四个质点中只有b和d两个质点的速率先减小后增大 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时刻两质点第二次相遇,故A项正确;t1到t2时间内,根据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运动方向改变,a、c、d质点的运动方向未发生改变,故C项错误;根据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质点的速率先减小后增大,由v-t图像知,c的速度均匀减小,d的速率先减小后增大,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点出发,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、乙不可能同时由A达到C B.甲一定先由A达到C C.乙一定先由A达到C D.若a1>a3,则甲一定先由A达到C 答案　A　如图所示,根据速度-时间图线得,若a1>a3,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a1,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 通过运动图像的变化比较运动过程的变化问题的解题思路 1.根据题意画出原来运动的v-t图像。 2.根据运动变化情况,分析确定变化量和不变量。 3.在控制不变量的条件下,画出运动变化后的v-t图像。 4.对比图像,观察相关物理量的变化。 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。 6.在v-t图像上,某段时间两图线的“面积”相等,则该段时间两物体运动的位移相等;若不相等,两物体的位移差等于两“面积”差,考虑初始距离,判断是否相遇。 1.(多选)静止在光滑水平面上的木块,被一颗子弹沿水平方向击穿,若子弹击穿木块的过程中子弹受到木块的阻力大小恒定,则当子弹入射速度增大时,下列说法正确的是 (　　) A.木块获得的速度变大 B.木块获得的速度变小 C.子弹穿过木块的时间变长 D.子弹穿过木块的时间变短 答案　BD　子弹穿透木块过程中,子弹做匀减速运动,木块做匀加速运动,画出如图所示的v-t图像,图中实线OA、CB分别表示木块、子弹的速度图像,而图中梯形OABC的面积为子弹相对木块的位移,即木块长度L。当子弹入射速度增大变为C'时,子弹、木块的运动图像便如图中虚线C'B'、OA'所示,梯形OA'B'C'的面积仍等于子弹相对木块的位移L,由图线可知,子弹入射速度越大,木块获得的速度越小,作用时间越短,B、D项正确。 2.(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示,已知两车在t=3 s时并排行驶,则 (　　) A.在t=1 s时,甲车在乙车后 B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 答案　BD　在t=3 s时,两车并排,由题图可得在1~3 s两车发生的位移大小相等,说明在t=1 s时,两车并排,由图像可得,前1 s乙车位移大于甲车位移,且位移差Δs=s2-s1=7.5 m,在t=0时,甲车在乙车前7.5 m,A、C两项错误,B项正确;在1~3 s两车的平均速度v=v1+v22=20 m/s,各自的位移s=v1+v22t=40 m,D项正确。 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化规律质点的速度随时间的变化规律质点的加速度随时间的变化规律图线斜率表示速度表示加速度加速度的变化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化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