4運(yùn)動(dòng)圖象的探究分析及應(yīng)用

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1、第四講運(yùn)動(dòng)圖象的探究分析及應(yīng)用一、基礎(chǔ)知識(shí)歸納：1.位移—時(shí)間圖象(x-t圖象)(1)x-t圖象的物理意義：反映做直線運(yùn)動(dòng)的物體的　位移　隨時(shí)間變化的關(guān)系.(2)圖線斜率的意義①圖線上某點(diǎn)切線的斜率大小表示物體　速度的大小　.②圖線上某點(diǎn)切線的斜率正負(fù)表示物體　速度的方向　.(3)兩種特殊的x-t圖象①若x-t圖象是一條傾斜的直線，說明物體做　勻速直線　運(yùn)動(dòng).②若x-t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線，說明物體處于　靜止　狀態(tài).2.速度—時(shí)間圖象(v-t圖象)(1)物理意義：反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的　速度　隨　時(shí)間　的變化關(guān)系.(2)圖線斜率的意義①圖線上某點(diǎn)切線的斜率大小表示物體運(yùn)動(dòng)的　加

2、速度的大小　.②圖線上某點(diǎn)切線的斜率正負(fù)表示加速度的　方向　.(3)兩種特殊的v-t圖象①勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是與橫軸　平行　的直線.②勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條　傾斜　的直線.(4)圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”的意義①圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的　位移　.②若此面積在時(shí)間軸的上方，表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)椤≌较颉?；若此面積在時(shí)間軸的下方，表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)椤∝?fù)方向　.二、重點(diǎn)難點(diǎn)突破一、x-t圖象與v-t圖象的比較形狀相同的圖線，在不同的圖象中所表示的物理規(guī)律不同，通過下圖中的例子體會(huì)x-t圖象和v-t圖象中圖線表示的物理規(guī)律.x-t圖象v-t圖象①表

3、示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示速度v)；②表示物體靜止；③表示物體向負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相遇時(shí)的位移；⑤t1時(shí)刻物體位移為x1(圖中陰影部分的面積沒有意義)①表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示加速度a)；②表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；③表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；④交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的共同速度；⑤t1時(shí)刻物體速度為v1(圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)①在0～t1時(shí)間內(nèi)的位移)二、運(yùn)動(dòng)圖象的識(shí)別和信息利用1.首先明確所給的圖象是什么圖象，即認(rèn)清圖象中橫、縱軸所代表的物理量及它們的函數(shù)關(guān)系.特別是那些圖形相似容易混淆的圖象，更要注意區(qū)分.2.要清楚地理解圖象中的

4、“點(diǎn)”、“線”、“斜率”、“截距”、“面積”的物理意義：(1)點(diǎn)：圖線上的每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)研究對(duì)象的一個(gè)狀態(tài)，特別要注意“起點(diǎn)”、“終點(diǎn)”、“拐點(diǎn)”，它們往往對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊狀態(tài).(2)線：表示研究對(duì)象的變化過程和規(guī)律，如v-t圖象中圖線若為傾斜直線，則表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).(3)斜率：表示橫、縱坐標(biāo)上兩物理量的比值，常有一個(gè)重要的物理量與之對(duì)應(yīng)，用于求解定量計(jì)算對(duì)應(yīng)物理量的大小和定性分析變化的快慢問題.如x-t圖象的斜率表示速度的大小，v-t圖象的斜率表示加速度的大小.(4)面積：圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積常與某一表示過程的物理量相對(duì)應(yīng).如v-t圖象與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小.(5)

5、截距：表示橫、縱坐標(biāo)兩物理量在“邊界”條件下的大小.三、應(yīng)用圖象分析實(shí)際問題圖象在中學(xué)物理中應(yīng)用十分廣泛，它能形象地表達(dá)物理規(guī)律，直觀地?cái)⑹鑫锢磉^程，并鮮明地表示物理量間的各種關(guān)系.利用圖象解決物理問題，是學(xué)習(xí)物理的一種重要方法.四、位移圖象和運(yùn)動(dòng)軌跡的區(qū)別能用位移—時(shí)間圖象表示出來的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是直線運(yùn)動(dòng)；根據(jù)位移是否隨時(shí)間均勻變化(或圖象是否是直線)判斷是否是勻速直線運(yùn)動(dòng)；根據(jù)位移的大小隨時(shí)間變化的情況判斷運(yùn)動(dòng)方向是否改變.位移圖象和運(yùn)動(dòng)軌跡不能混為一談.典例精析1.運(yùn)動(dòng)圖象的比較【例1】做直線運(yùn)動(dòng)的物體的v-t圖象如圖所示.由圖象可知(　　)A.前10s物體的加速度為0.5m/s2，后

6、5s物體的加速度為－1m/s2B.15s末物體回到出發(fā)點(diǎn)C.10s末物體的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化D.10s末物體的加速度方向發(fā)生變化【思維提升】應(yīng)用v-t圖象分析物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，要抓住圖線的特征與運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的關(guān)系，要抓住圖線的“點(diǎn)”、“線”、“面積”和“斜率”的意義.【拓展1】若將上題中的圖象的縱軸(v軸)換成x軸，其他條件不變，試回答下列問題：(1)物體在0～10s和10s～15s兩個(gè)階段分別做什么運(yùn)動(dòng)？(2)物體何時(shí)距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，何時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)？2.運(yùn)動(dòng)圖象的識(shí)別和應(yīng)用【例2】一宇宙空間探測(cè)器從某一星球表面垂直升空，假設(shè)探測(cè)器的質(zhì)量恒為1500kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為恒力，宇宙探測(cè)器升空到某一高度

7、時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉，如圖所示為其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.(1)升高后9s、25s、45s，即在圖線上A、B、C三點(diǎn)探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)情況如何？(2)求探測(cè)器在該行星表面達(dá)到的最大高度(3)計(jì)算該行星表面的重力加速度及發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)力(假設(shè)行星表面沒有空氣).【思維提升】分析速度—時(shí)間圖象，把握運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是解此題的關(guān)鍵.3.應(yīng)用圖象分析問題【例3】摩托車在平直公路上從靜止開始啟動(dòng)，a1＝1.6m/s2，稍后勻速運(yùn)動(dòng)，然后減速，a2＝6.4m