它的位移和它的v-t圖像之間的關系 做勻速直線運動的物體在時間t內的位移x=vt。在它的v-t圖像中著色的矩形的面積剛好是vt。 對于勻變速直線運動,它的位移和它的v-t圖像有沒有類似的關系。 勻變速直線運動的v-t圖像 在v-t圖像中 把所用時間t分割為非常多的小段,如圖,當這些小矩形的寬足夠小時,可以用這些小矩形的面積之和代表物體運動的位移。 那么途中紫色梯形的面積 把線條換成各自對應的物理量,則 又因為v=v0+at 代入上式 當初速度v0=0時,上式為 小車沿平直的公路作直線運動。下圖表示它從出發點的位移隨時間變化的情況。 從圖像可以看出,0到t1這段時間,小車位移不斷增加,并且斜率為一定值,說明小車在做勻速直線運動。在t1和t2之間,小車的位移不變,說明小車是靜止的。 例1. 如圖所示,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位置-時間(x-t)圖線。由圖可知 ( ) A.在t1時刻,兩車速度相等 B.在t2時刻,a、b兩車運動方向相同 C.在t1到t2這段時間內,b車的速率先減小后增大 D.在t1到t2這段時間內,b車的速率一直比a車大 C 【解析】 由圖可知,在t1時刻,兩車位移相等,選項A錯誤;因為x-t圖線切線的斜率代表速度,在t2時刻,a,b切線的斜率符號相反,故a、b兩車運動方向相反,選項B錯誤; 在t1到t2這段時間內,b切線的斜率先減小后增大,故b車的速率先減小后增大,選項C正確; 在t1到t2這段時間內,比較a,b切線的斜率可知,開始b車速率大于a,然后b車的速率逐漸減小,直到等于a車的速率;然后減小到零后由反向增加,故選項D錯誤。 例2:如圖所示,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車 a和b的位移一時間(x-t)圖象。由圖可知 A.在時刻t1 ,b車追上a車 B.在時刻t2 ,a車的加速度小于b車的加速度 C.在t1到t2這段時間內,a和b兩車的路程相等 D.在t1到t2這段時間內,b車的速率先減少后增加 BD 【解析】 在時刻t1,a、b兩車的位置坐標相同,由圖知,開始a的位移小于b的位移,說明a上b,A錯誤; 由圖像知,在整個過程中b做變速直線運動,加速度不等于零,a做勻速直線運動,加速度等于零,B正確; 在t1到t2這段時間內,b圖線的斜率先正后負,說明b車的運動方向先沿正向,后沿負向,而a做單方向直線運動,ab位移相等,路程不等,C錯誤; 位移圖線切線的斜率表示速度,在t1到t2這段時間內,b車圖線斜率先減小后增加,D正確。 例3:甲、乙兩車某時刻由同一地點,沿同一方向開始做直線運動,若以該時刻作為計時起點,得到兩車的位移—時間圖像,即 A.在兩車相遇前,t1時刻兩車相距最遠 B.0-t2時間內甲車的瞬時速度始終大于乙車的瞬時速度 C.甲車的初速度等于乙車在t3時刻的速度 D.t3時刻甲車在乙車的前方 AC 【解析】 圖象的縱坐標表示物體所在的位置;由圖可知 圖象斜率表示速度,由圖可知,0- C、圖象的斜率表示物體的瞬時速度,而甲圖像過O點的切線與AB平行,則甲車的初速度等于乙車在
例4:如圖所示,是一質點在一條直線上運動的X—t圖象,下列說法中正確的是( ) A.在t=0.2 s時刻,質點速度為零 B.在t=0.3 s時刻,質點速度為零 C.從t=0時刻到t=0.1 s時刻,質點的位移大小為零 D.從t=0.2 s時刻到t=0.4 s時刻,質點的位移大小為零 BD 【解析】 位移圖象的斜率表示速度,由圖可知在t=0.2 s時刻,斜率不為零,質點速度不為零,A錯; 在t=0.3 s時刻,斜率為零,質點速度為零,B對; 從t=0時刻到t=0.1 s時刻,質點的位移大小0.1m,C錯; 從t=0.2 s時刻到t=0.4 s時刻,質點又回到原點,質點的位移大小為零,D對;所以本題選擇BD。 每日一題解析 1. 一物體沿固定斜面從靜止開始向下運動,經過時間t0滑至斜面底端。已知在物體運動過程中物體所受的摩擦力恒定。若用v、s、 F和E分別表示該物體的速度、位移、物體所受的合力和機械能,則下列圖象中可能正確的是( ) CD 【解析】 由于物體做勻加速運動,因此其v-t圖象是一條傾斜直線,故A錯誤; 物體下滑位移為: 物體在斜面上運動時做勻加速運動,根據牛頓第二定律可知,其合外力恒定,故C正確; 設開始時機械能為E0,根據功能關系可知,開始機械能減去因摩擦消耗的機械能,便是剩余機械能,即有: |
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