高考物理一輪 1.3運(yùn)動(dòng)圖象、追及相遇問(wèn)題課件.ppt

第3單元運(yùn)動(dòng)圖象追及相遇問(wèn)題 精研核心考點(diǎn) 1 x t圖象 1 物理意義 反映了物體做直線運(yùn)動(dòng)的隨變化的規(guī)律 2 斜率的意義 圖線上某點(diǎn)切線斜率的大小表示物體 的大小 斜率正負(fù)表示物體的方向 位移 時(shí)間 速度 速度 2 v t圖象 1 物理意義 反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的隨變化的規(guī)律 2 斜率的意義 圖線上某點(diǎn)切線斜率的大小表示物體的大小 斜率正負(fù)表示物體的方向 3 面積 的意義 圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的 若面積在時(shí)間軸的上方 表示位移方向?yàn)?若此面積在時(shí)間軸的下方 表示位移方向?yàn)?速度 時(shí)間 加速度 加速度 位移大小 正方向 正方向 名師點(diǎn)撥 1 無(wú)論是x t圖象 還是v t圖象都只能描述直線運(yùn)動(dòng) 2 x t圖象和v t圖象都不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡 1 2012年山東淄博高三模擬 利用速度傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合 可以自動(dòng)作出物體運(yùn)動(dòng)的圖象 某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到的運(yùn)動(dòng)小車的v t圖象如圖所示 由此可以知道 a 小車做曲線運(yùn)動(dòng)b 小車先做加速運(yùn)動(dòng) 后做減速運(yùn)動(dòng)c 小車運(yùn)動(dòng)的最大速度約為0 8m sd 小車的最大位移約為11m解析 v一直是正向的 所以小車做單向直線運(yùn)動(dòng) a錯(cuò) 圖中可知b c正確 而位移為曲線所圍的面積x 0 1 1 84m 8 4m d錯(cuò) 答案 b c 1 追及問(wèn)題的兩類情況 1 若后者能追上前者 追上時(shí) 兩者處于位置 且后者速度一定不小于前者速度 2 若后者追不上前者 則當(dāng)后者速度與前者速度時(shí) 兩者相距最近 同一 相等 2 相遇問(wèn)題的兩類情況 1 同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即 2 相向運(yùn)動(dòng)的物體 當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時(shí)兩物體間的距離時(shí)即 相遇 相遇 名師點(diǎn)撥 1 實(shí)質(zhì)討論追及 相遇的問(wèn)題 其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置問(wèn)題 1 兩個(gè)關(guān)系 即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系 這兩個(gè)關(guān)系可通過(guò)畫草圖得到 2 一個(gè)條件 即兩者速度相等 它往往是物體間能否追上 追不上 兩者 距離最大 最小的臨界條件 也是分析判斷的切入點(diǎn) 2 常見(jiàn)的情況物體a追物體b 開始時(shí) 兩個(gè)物體相距x0 1 a追上b時(shí) 必有sa sb x0 且va vb 2 要使兩物體恰好不相撞 必有sa sb x0 且va vb 2 2012年福建聯(lián)考 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) 若從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí) 得到兩車的位移圖象如圖所示 則下列說(shuō)法正確的是 a t1時(shí)刻甲車從后面追上乙車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 從0時(shí)刻到t1時(shí)刻的時(shí)間內(nèi) 兩車的平均速度相等解析 由給出的s t圖象可知 甲做勻速運(yùn)動(dòng) 乙做速度增大的加速運(yùn)動(dòng) t1時(shí)刻兩物體的位移相等 因此兩車的平均速度在0到t1時(shí)間相等 故選項(xiàng)a b c錯(cuò)誤 d項(xiàng)正確 答案 d 突破疑難要點(diǎn) 如圖所示是形狀完全相同的圖線 在不同的圖象中意義完全不同 下表是對(duì)形狀一樣的x t圖象和v t圖象意義的比較 例1 2012年浙江十二校聯(lián)考 亞丁灣索馬里海峽六艘海盜快艇試圖靠近中國(guó)海軍護(hù)航編隊(duì)保護(hù)的商船 中國(guó)特戰(zhàn)隊(duì)員發(fā)射爆震彈成功將其驅(qū)離 假如其中一艘海盜快艇在海面上運(yùn)動(dòng)的v t圖象如圖所示 設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中海盜快艇所受阻力不變 則下列說(shuō)法正確的是 a 海盜快艇在0 66s內(nèi)從靜止出發(fā)做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng)b 海盜快艇在96s末開始調(diào)頭逃離c 海盜快艇在66s末離商船最近d 海盜快艇在96s 116s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 解析 在0 66s內(nèi)圖象的斜率越來(lái)越小 加速度越來(lái)越小 故海盜快艇做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) a錯(cuò)誤 海盜快艇在96s末 速度由正變負(fù) 即改變運(yùn)動(dòng)的方向 開始掉頭逃跑 此時(shí)海盜快艇離商船最近 b正確 c錯(cuò)誤 海盜快艇在96s 116s內(nèi) 沿反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) d錯(cuò)誤 答案 b 規(guī)律小結(jié) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)圖象解題的技巧 1 利用圖象分析物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 關(guān)鍵是從圖象中找出有用的信息或?qū)㈩}目中的信息通過(guò)圖象直觀地反映出來(lái) 2 在v t圖象中 由于位移的大小可以用圖線和t坐標(biāo)軸圍成的面積表示 因此可以根據(jù)面積判斷物體是否相遇 還可以根據(jù)面積的差判斷物體間距離的變化 3 利用圖象可以直接得出物體運(yùn)動(dòng)的速度 位移 加速度 甚至可以結(jié)合牛頓第二定律根據(jù)加速度來(lái)確定物體的受力情況 1 2012年銀川模擬 甲 乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng) t 0時(shí)刻同時(shí)經(jīng)過(guò)公路旁的同一個(gè)路標(biāo) 在描述兩車運(yùn)動(dòng)的v t圖象中 直線a b分別描述了甲 乙兩車在0 20s的運(yùn)動(dòng)情況 關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 a 在0 10s內(nèi)兩車逐漸靠近b 在10 20s內(nèi)兩車逐漸遠(yuǎn)離c 在5 15s內(nèi)兩車的位移相等d 在t 10s時(shí)兩車在公路上相遇答案 c 1 解答追及 相遇問(wèn)題的常用方法 1 物理分析法 抓住 兩個(gè)物體能否同時(shí)到達(dá)空間同一位置 這一關(guān)鍵進(jìn)行分析 2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)法 巧妙選取參考系 然后找出兩物體的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 3 極值法 設(shè)相遇時(shí)間為t 根據(jù)條件列出方程 得到關(guān)于t的一元二次方程 用判別式進(jìn)行討論 若 0 即有兩個(gè)解 說(shuō)明可以相遇兩次 若 0 即有一個(gè)解 說(shuō)明剛好追上或相碰 若 0 在實(shí)數(shù)范圍無(wú)解 說(shuō)明追不上或不能相碰 4 圖象法 將兩者的速度 時(shí)間圖象在同一坐標(biāo)系畫出 利用圖線特征分析求解 2 解決追及 相遇問(wèn)題的思路追及問(wèn)題解題分析思路 1 根據(jù)追趕和被追趕的物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 列出兩個(gè)物體的位移方程 并注意兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系 2 通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析 畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的圖示 找出兩個(gè)物體的位移關(guān)系和時(shí)間關(guān)系 追及的突出特征是追上時(shí)兩個(gè)物體的坐標(biāo)相同 3 尋找問(wèn)題中的隱含臨界條件 速度較小的物體加速追趕速度較大的物體 當(dāng)兩者速度相等時(shí) 距離最大 速度較大的物體減速追趕速度較小者 當(dāng)兩者速度相等時(shí) 距離最小 例2 2012年江門模擬 a火車以v1 20m s的速度勻速行駛 司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方同軌道上相距100m處有另一列火車b正以v2 10m s速度勻速行駛 a車立即做加速度大小為a的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 要使兩車不相撞 a應(yīng)滿足什么條件 規(guī)律小結(jié) 1 在解決追及 相遇類問(wèn)題時(shí) 要緊抓 一圖三式 即 過(guò)程示意圖 時(shí)間關(guān)系式 速度關(guān)系式和位移關(guān)系式 另外還要注意最后對(duì)解的討論分析 2 分析追及 相遇類問(wèn)題時(shí) 要注意抓住題目中的關(guān)鍵字眼 充分挖掘題目中的隱含條件 如 剛好 恰好 最多 至少 等 往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài) 滿足相應(yīng)的臨界條件 2 2012年唐山質(zhì)檢 獵狗能以最大速度v1 10m s持續(xù)地奔跑 野兔只能以最大速度v2 8m s的速度持續(xù)奔跑 一只野兔在離洞窟s1 200m處的草地上玩耍 獵狗發(fā)現(xiàn)后以最大速度朝野兔追來(lái) 野兔發(fā)現(xiàn)獵狗時(shí)與獵狗相距s2 60m 野兔立即跑向洞窟 設(shè)獵狗 野兔 洞窟總在同一直線上 則野兔的加速度至少要多大才能保證安全回到洞窟 答案 4m s2 整合高考熱點(diǎn) 圖象信息題的綜合應(yīng)用 例 2012年三明模擬 一輛長(zhǎng)途客車正在以v 20m s的速度勻速行駛 突然 司機(jī)看見(jiàn)車的正前方s 45m處有一只小狗 如圖甲所示 立即采取制動(dòng)措施 從司機(jī)看見(jiàn)小狗到長(zhǎng)途客車開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔 t 0 5s 若從司機(jī)看見(jiàn)小狗開始計(jì)時(shí) t 0 該長(zhǎng)途客車的速度 時(shí)間圖象如圖乙所示 求 1 長(zhǎng)途客車在 t時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離 2 從司機(jī)發(fā)現(xiàn)小狗至停止運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)途客車前進(jìn)的距離 3 根據(jù)你的計(jì)算結(jié)果 判斷小狗是否安全 解析 1 長(zhǎng)途客車在司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離s1 v t 10m 2 由題圖乙知 長(zhǎng)途客車勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 4s長(zhǎng)途客車從司機(jī)發(fā)現(xiàn)小狗至停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離s2 s1 vt 2 50m 3 因?yàn)閟2 s 45m 所以小狗不安全 答案 1 10m 2 50m 3 不安全 規(guī)律小結(jié) 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^(guò)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(wèn)題 是學(xué)好物理的一種重要方法 由于其具有直觀形象 簡(jiǎn)捷實(shí)用的特點(diǎn) 高考更加重視對(duì)圖象的理解與應(yīng)用 利用圖象法解決問(wèn)題的知識(shí)點(diǎn)明顯增多 高考中命題的機(jī)率也明顯提高 提升目標(biāo)課堂 1 運(yùn)動(dòng)員從高山懸崖上跳傘 傘打開前可看作是自由落體運(yùn)動(dòng) 傘打開后先做減速運(yùn)動(dòng) 最后做勻速運(yùn)動(dòng) 取豎直向下為正方向 在整個(gè)過(guò)程中 下列圖象符合事實(shí)的是 答案 b c 2 2012年安徽 江南十校 質(zhì)量為1kg的物體放在水平地面上 從t 0時(shí)刻起 物體受到一個(gè)方向不變的水平拉力作用 2s后撤去拉力 在前4s內(nèi)物體的速度 時(shí)間圖象如圖所示 則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中該物體 a 所受的摩擦力的大小為1nb 第1s內(nèi)受到的拉力大小是2nc 在4s末回到出發(fā)點(diǎn)d 在4s內(nèi)的平均速度為1 5m s 3 2012年山東理綜 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(guò)程中 v t圖象如圖所示 以下判斷正確的是 a 前3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)b 最后2s內(nèi)貨物只受重力作用c 前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同d 第3s末至第5s末的過(guò)程中 貨物的機(jī)械能守恒 4 2011年海南單科 一物體自t 0時(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng) 其速度圖線如圖所示 下列選項(xiàng)正確的是 a 在0 6s內(nèi) 物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)為30mb 在0 6s內(nèi) 物體經(jīng)過(guò)的路程為40mc 在0 4s內(nèi) 物體的平均速率為7 5m sd 在5 6s內(nèi) 物體所受的合外力做負(fù)功 由以上計(jì)算結(jié)果可知a錯(cuò) b c兩項(xiàng)對(duì) 5 6s內(nèi)物體的動(dòng)能增加 由動(dòng)能定理知合外力做正功 故d項(xiàng)錯(cuò) 答案 b c 5 2011年福建理綜 如圖甲所示 繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行 初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的a處滑上傳送帶 若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí) 小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v t圖象 以地面為參考系 如圖乙