《高中物理 問題原型與延伸 專題2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像學(xué)案 新人教版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 問題原型與延伸 專題2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像學(xué)案 新人教版必修1.doc（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像 ?知識點(diǎn)撥 【原型】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像的單一對象問題 如圖所示，甲、乙兩物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)，折線是物體甲運(yùn)動(dòng)的圖象，直線是物體乙運(yùn)動(dòng)的圖象，則下列說法正確的是（ ） A.甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)方向相反 B.甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為7.5m/s C．乙做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是-5m/s 2 D．甲、乙兩物體在距甲的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇 ★點(diǎn)評：注意理解位移時(shí)間圖像上的點(diǎn)和斜率的物理意義。 變型1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像的多個(gè)對象問題 【延伸1】設(shè)想在百米賽跑游戲中，甲、乙、丙、丁四個(gè)運(yùn)動(dòng)員從一開始就做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲按時(shí)起跑，乙0.5s后才開始起跑，丙搶跑的距離為1m，丁則從終點(diǎn)100m處往回跑．試說明圖中的A、B、C、D四條圖線分別表示的是哪個(gè)運(yùn)動(dòng)員的位移一時(shí)間圖象（ ） A．A代表甲 B．B代表乙 C．C代表丙 D．D代表丁 解析：由題意知，甲按時(shí)起跑，說明從起始點(diǎn)出發(fā)，開始位移時(shí)間均為零，即甲從原點(diǎn)出發(fā)，故B代表甲；乙0.5s后才開始起跑，則D代表乙；丙搶跑的距離為l m，位移初始點(diǎn)在1m處，故C代表丙；丁則從終點(diǎn)100m處往回跑，為圖象中的A． 故ABD錯(cuò)誤，C正確． 故選：C ★點(diǎn)評：要確定圖象與運(yùn)動(dòng)員的對應(yīng)關(guān)系，一定要看每條圖線在縱軸上的截距－表示開始計(jì)時(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)員所處的位置，圖線在橫軸上的截距則表示運(yùn)動(dòng)員開始起跑的時(shí)刻。 變型2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的單一對象的問題 【延伸2】如圖為一物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，根據(jù)圖象做出的以下判斷中，正確的是（ ） A．物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng) B．物體先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，在t=2s后開始沿正方向運(yùn)動(dòng) C．在t=2s前物體位于出發(fā)點(diǎn)負(fù)方向上，在t=2s后位于出發(fā)點(diǎn)正方向上 D．在t=4s時(shí)，物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D、在t=2s時(shí)，物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，在t=4s時(shí)，物體離出發(fā)點(diǎn)的位移最小，為零．故D錯(cuò)誤。 故選：B。 ★點(diǎn)評：注意v-t圖像中的方向變化、圖像上的點(diǎn)的物理意義、面積的物理意義。 變型3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的單一對象的多過程問題 【延伸3】一個(gè)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的v－t圖象如圖所示，則下列分析錯(cuò)誤的是 ( ) A．圖象OA段表示物體做非勻變速運(yùn)動(dòng)，AB段表示物體靜止 B．圖象AB段表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．在0～9 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 D．在9～12 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向與0～9 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反 ★點(diǎn)評：多過程問題要根據(jù)圖像進(jìn)行分段處理，要能根據(jù)圖像讀取有用信息。 變型4、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的多個(gè)對象問題 【延伸4】A、B是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的速度圖象,如圖所示。 (1)A、B各做什么運(yùn)動(dòng)?求其加速度。 (2)兩圖象交點(diǎn)的意義是什么? (3)求1 s末A、B的速度。 (4)求6 s末A、B的速度。 ★點(diǎn)評：利用圖象解題時(shí)，首先要弄清該圖象究竟是哪一種圖象，這可以通過觀察圖象的坐標(biāo)軸來區(qū)分，這是解題最關(guān)鍵的一步，其次要理解圖象的物理意義，為了加深對圖象物理意義的理解，可用逐點(diǎn)描圖法認(rèn)認(rèn)真真畫幾張s－t和v－t圖象，要從數(shù)與形的關(guān)系以及函數(shù)圖象與物理量的關(guān)系，去理解和領(lǐng)會圖象的物理意義及其應(yīng)用。要注意物體的s－t圖象并不表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。 變型5、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像與x-t圖像的綜合問題 【延伸5】一質(zhì)點(diǎn)的x－t圖象如圖所示，能正確表示該質(zhì)點(diǎn)的 v－t的圖象的是( ) 解析： 在第一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移在減小，所以物體朝著負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù)值，沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在中間一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移沒有發(fā)生變化，所以質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，即速度為零，在后一段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)又開始朝著正方向運(yùn)動(dòng)，即速度為正，且做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后質(zhì)點(diǎn)的位移保持不變，即速度為零，所以A正確， ★點(diǎn)評：質(zhì)點(diǎn)的位移s與時(shí)間t圖象的斜率表示速度．傾斜的直線表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平行于t軸的直線表示質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)． ?跟蹤練習(xí)： 1．一物體從地面豎直向上拋出，在運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力大小不變，下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中，可能正確的是( ) 圖1 2．一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v t關(guān)系圖像如圖2，則該質(zhì)點(diǎn)的x t關(guān)系圖像可大致表示為下圖中的( ) 圖2 圖3 3．甲、乙兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的v t圖像如圖4所示，由圖可知( ) A．乙物體的加速度為1 m/s2 B．4 s內(nèi)兩物體的位移相等 C．4 s末甲物體在乙物體前面 D．條件不足，無法判斷兩物體何時(shí)相遇 4．如圖5所示是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v t圖像，由圖可知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖5 A．前5 s做勻速運(yùn)動(dòng) B．5～15 s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為1 m/s2 C．15～20 s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為3.2 m/s2 D．質(zhì)點(diǎn)15 s末離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，20 s末回到出發(fā)點(diǎn) 5．甲、乙兩車某時(shí)刻由同一地點(diǎn)沿同一方向開始做直線運(yùn)動(dòng)，若以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，得到兩車的x t圖像如圖6所示，則下列說法正確的是( ) 圖6 A．t1時(shí)刻乙車從后面追上甲車 B．t1時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn) C．t1時(shí)刻兩車的速度剛好相等 D．0到t1時(shí)間內(nèi)，乙車的平均速度小于甲車的平均速度 6．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。其位移－時(shí)間圖像如圖7所示，則下列說法正確的是( ) 圖7 A．該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為2 m/s2 B．該質(zhì)點(diǎn)在t＝1 s時(shí)的速度大小為2 m/s C．該質(zhì)點(diǎn)在t＝0到t＝2 s時(shí)間內(nèi)的位移大小為6 m D．該質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)速度為零 7．a(chǎn)、b兩物體從同一點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，v t圖像如圖8所示，下列說法正確的是( ) 圖8 A．當(dāng)t＝5 s時(shí)，a、b兩物體第一次相遇 B．當(dāng)t＝10 s時(shí)，a、b兩物體間距最大 C．當(dāng)t＝15 s時(shí)，b物體在a物體的前面 D．當(dāng)t＝20 s時(shí)，a、b兩物體第二次相遇 8．一物體從某一行星表面豎直向上拋出(不計(jì)空氣阻力)。設(shè)拋出時(shí)t＝0，得到物體上升高度隨時(shí)間變化的h t圖像如圖9所示，則該行星表面重力加速度大小與物體被拋出時(shí)的初速度大小分別為( ) 圖9 A．8 m/s2,20 m/s B．10 m/s2,25 m/s C．8 m/s2,25 m/s D．10 m/s2,20 m/s 9．2012年6月9日晚，受沿線焚燒秸稈產(chǎn)生煙霧的影響，寧洛高速公路安徽省蒙城段發(fā)生多起多輛車輛追尾事故。假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛，甲車在前，乙車在后，速度均為v0＝30 m/s，距離s0＝100 m。t＝0時(shí)刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時(shí)間變化分別如圖10(a)、(b)所示，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍旅嬲f法錯(cuò)誤的是( ) 圖10 A．t＝6 s時(shí)兩車等速 B．t＝6 s時(shí)兩車距離最近 C．0～6 s內(nèi)兩車位移之差為90 m D．兩車在0～9 s內(nèi)會相撞 10．如圖11所示是做直線運(yùn)動(dòng)某物體的位移時(shí)間圖像，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以求出P點(diǎn)的瞬時(shí)速度。下面四個(gè)選項(xiàng)中哪一項(xiàng)更接近P點(diǎn)瞬時(shí)速度的真實(shí)值( ) 圖11 A．2 m/s B．2.2 m/s C．2.21 m/s D．2.211 m/s 11．(多選)某高速列車沿直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖12所示，則該列車( ) 圖12 A．0～30 s時(shí)間內(nèi)的位移小于9102 m B．30 s時(shí)刻的速度等于30 m/s C．0～60 s時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng) D．90～120 s時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng) 12．(多選)如圖13所示，實(shí)線記錄了一次實(shí)驗(yàn)中得到的運(yùn)動(dòng)小車的v t圖像，為了簡化計(jì)算，用虛線作近似處理，下列表述正確的是( ) 圖13 A．小車做曲線運(yùn)動(dòng) B．小車先做加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，最后做減速運(yùn)動(dòng) C．在t1時(shí)刻虛線反映的加速度比實(shí)際小 D．在0～t1的時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì)算出的平均速度比實(shí)際的小 13．(多選)一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的物體沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，如圖14所示，圖線a表示物體受水平拉力時(shí)的v t圖像，圖線b表示撤去水平拉力后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的v t圖像，g＝10 m/s2，下列說法中正確的是( ) 圖14 A．撤去拉力后物體還能滑行7.5 m B．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 C．水平拉力的大小為0.1 N，方向與摩擦力方向相同 D．水平拉力對物體做功為－1.2 J 14．(多選)某物理興趣小組用加速度傳感器探究一質(zhì)量為m的物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的情況，得到加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖15所示，則由圖像可知( ) 圖15 A．物體先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng) B．物體在t＝14 s時(shí)速度為4.2 m/s C．物體在10～14 s內(nèi)的平均速度為3.8 m/s D．物體在t＝2 s與t＝8 s時(shí)所受合外力大小相等，方向相反 15．(多選)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，v t圖像如圖16所示。以下判斷正確的是( ) 圖16 A．前3 s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài) B．最后2 s內(nèi)貨物只受重力作用 C．前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)貨物的平均速度相同 D．第3 s末至第5 s末的過程中，貨物的機(jī)械能守恒 答案與解析： 1． 【答案】選C 【解析】解答：從地面豎直向上拋出，在運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力大小不變，物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中，可能正確的是C。 2．【答案】選B ＝ m/s2＝0.8 m/s2，B錯(cuò)誤；15～20 s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為a2＝＝ m/s2＝－3.2 m/s2，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在0～20 s內(nèi)一直沿著正方向運(yùn)動(dòng)，20 s末質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，D錯(cuò)誤。 5．【答案】選A 【解析】解答：t1時(shí)刻前x甲>x乙，t1時(shí)刻x甲＝x乙，即乙車從后面追上甲，故A正確B錯(cuò)誤；在x t圖像中斜率表示速度，由題圖知，在t1時(shí)刻，v乙>v甲，故C錯(cuò)誤；0～t1時(shí)間內(nèi)兩車位移相等，由＝知甲＝乙，故D錯(cuò)誤。 6．【答案】選D 【解析】解答：質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為v0，加速度為a，由圖像知t1＝1 s時(shí)，x1＝2 m；t2＝2 s時(shí)，x2＝8 m，利用公式x＝v0t＋at2得：x1＝v0t1＋at，x2＝v0t2＋at，代入數(shù)據(jù)解得a＝4 m/s2，v0＝0，t＝1 s時(shí)的速度大小為4 m/s，故只有D正確。 7．【答案】選D 【解析】解答：根據(jù)v t圖線與t軸所圍的面積可知：t＝5 s時(shí)b在a前面，A錯(cuò)誤。t＝10 s時(shí)，a、b兩物體第一次相遇，B錯(cuò)誤。t＝15 s時(shí)，a在b前面，C錯(cuò)誤。t＝20 s時(shí)，a、b兩物體第二次相遇，D正確。 8．【答案】選A 10．【答案】選C 【解析】解答：根據(jù)公式v＝，時(shí)間Δt取得越短，平均速度越接近瞬時(shí)速度，A項(xiàng)的時(shí)間段是1 s，B項(xiàng)時(shí)間段是0.1 s，C項(xiàng)時(shí)間段是0.01 s，因此C正確。D項(xiàng)沒有依據(jù)是臆造的，D錯(cuò)誤。 11．【答案】選AD 【解析】解答：v t圖像與時(shí)間軸所圍成的面積表示物體的位移，由圖可知0～30 s時(shí)間內(nèi)的位移小于3030 m＝9102 m，選項(xiàng)A正確；由圖像可知，30 s時(shí)刻的速度大約為40 m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0～60 s時(shí)間內(nèi)v t圖像的斜率在變化，表示a變化，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；90～120 s時(shí)間內(nèi)速度不變，故物體做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。 12．【答案】選BD 根據(jù)虛線近似，小車應(yīng)先勻加速，再勻速，最后勻減速，B正確；由v t圖線斜率表示小車的加速度可知，在t1時(shí)刻虛線反映的加速度比實(shí)際的大，C錯(cuò)誤；因在0～t1時(shí)間內(nèi)，虛線與t軸所圍面積小，故此段時(shí)間內(nèi)虛線所對應(yīng)的平均速度也較小，D正確；v t圖線只能描述直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤。 13．【答案】選CD 【解析】解答：由圖可知，aa＝ m/s2，ab＝ m/s2。由牛頓第二定律得：F＋μmg＝maa，μmg＝mab，可解得：F＝0.1 N，方向與摩擦力方向相同，μ＝，C正確，B錯(cuò)誤；撤去拉力后物體還能滑行的距離x＝＝13.5 m，A錯(cuò)誤；拉力對物體做負(fù)功，W＝－Fxa＝－0.1 J＝－1.2 J，D正確。 14．【答案】選BC