三類運動圖像的比較專題 豎直上拋.doc

三類運動圖像的比較專題1位移時間(xt)圖像(1)位移時間圖像反映了做直線運動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律，圖像并非物體運動的軌跡。(2)位移時間圖像只能描述物體做直線運動的情況，這是因為位移時間圖像只能表示物體運動的兩個方向：t軸上方代表正方向，t軸下方代表負(fù)方向；如果物體做曲線運動，則畫不出位移時間圖像。(3)位移時間圖線上每一點的斜率表示物體該時刻的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負(fù)表示速度的方向。示例1如圖，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(xt)圖線。由圖可知() A在時刻t1，a車追上b車B在時刻t2，a、b兩車運動方向相反C在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的位移比a車的大D在t1到t2這段時間內(nèi)，b車的速率一直比a車的大2位置坐標(biāo)(xy)圖像表示物體位置的坐標(biāo)圖，圖線表示物體實際運動的路線，在坐標(biāo)圖上能表示出物體運動的位移。示例2(多選)圖為甲、乙、丙三個軍事小分隊進(jìn)行軍事行動的運動圖像，下列說法正確的是() A甲、丙兩個分隊的運動路線為曲線，乙分隊的運動路線為直線B甲、乙、丙三個分隊的位移相等C甲、乙、丙三個分隊的平均速度相等D甲、乙、丙三個分隊運動的路程相等3速度時間(vt)圖像(1)速度時間圖像反映了做直線運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律，它也只能描述物體做直線運動的情況。(2)速度時間圖線上每一點的斜率表示物體該時刻的加速度。(3)速度時間圖線與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)物體的位移。示例3甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t0到tt1的時間內(nèi)，它們的v t圖像如圖所示。在這段時間內(nèi)() A汽車甲的平均速度比乙的大B汽車乙的平均速度等于C甲、乙兩汽車的位移相同D汽車甲的加速度大小逐漸減小，汽車乙的加速度大小逐漸增大要點二圖像問題的解題思路用圖像來描述兩個物理量之間的關(guān)系，是物理學(xué)中常用的方法。是一種直觀且形象的語言和工具。它運用數(shù)和形的巧妙結(jié)合，恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)各種現(xiàn)象的物理過程和物理規(guī)律。運用圖像解題的能力可歸納為以下兩個方面：1讀圖即從圖像中獲取有用信息作為解題的條件，弄清試題中圖像所反映的物理過程及規(guī)律，從中獲取有效信息，通常情況下，需要關(guān)注的特征量有三個層面：第一層：關(guān)注橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)(1)確認(rèn)橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)對應(yīng)的物理量各是什么。(2)注意橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)是否從零刻度開始。(3)坐標(biāo)軸物理量的單位也不能忽視。第二層：理解斜率、面積、截距的物理意義(1)圖線的斜率：通常能夠體現(xiàn)某個物理量(如速度)的大小、方向及變化情況。(2)面積：由圖線、橫軸，有時還要用到縱軸及圖線上的一個點或兩個點到橫軸的垂線段，所圍圖形的面積，一般都能表示某個物理量，如vt圖像中的面積，表示位移，但要注意時間軸下方的面積為負(fù)，說明這段位移與正方向相反。 (3)截距：圖線在縱軸上以及橫軸上的截距。第三層：分析交點、轉(zhuǎn)折點(1)交點：往往是解決問題的切入點。(2)轉(zhuǎn)折點：滿足不同的函數(shù)關(guān)系式，對解題起關(guān)鍵作用。2作圖和用圖依據(jù)物體的狀態(tài)或物理過程所遵循的物理規(guī)律，作出與之對應(yīng)的示意圖或數(shù)學(xué)函數(shù)圖像來研究和處理問題。典例一汽車從靜止開始做勻加速直線運動，然后剎車做勻減速直線運動，直到停止。下列速度v和位移x的關(guān)系圖像中，能描述該過程的是() 針對訓(xùn)練1一物體由靜止開始沿直線運動，其加速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。取物體開始運動的方向為正方向，則下列關(guān)于物體運動的vt圖像正確的是() 2)某同學(xué)以校門口為原點，向東方向為正方向建立坐標(biāo)，記錄了甲、乙兩位同學(xué)的位移時間(xt)圖線，如圖所示，下列說法中正確的是() A在t1時刻，甲的瞬時速度為零，乙的速度不為零B在t2時刻，甲、乙速度可能相同C在t2時刻，甲、乙兩同學(xué)相遇D在t3時刻，乙的速度為零、加速度不為零對點訓(xùn)練：三類運動圖像1(多選)下列給出的四組圖像中，能夠反映同一直線運動的是()2.質(zhì)點做直線運動時的加速度隨時間變化的關(guān)系如圖2所示，該圖線的斜率為k，圖中斜線部分面積為S，下列說法正確的是() A斜率k表示速度變化的快慢B斜率k表示速度變化的大小C面積S表示t1t2的過程中質(zhì)點速度的變化量D面積S表示t1t2的過程中質(zhì)點的位移3一質(zhì)點沿x軸做直線運動，其vt圖像如圖所示。質(zhì)點在t0時位于x5 m處，開始沿x軸正向運動。當(dāng)t8 s時，質(zhì)點在x軸上的位置為()Ax3 mBx8 m Cx9 m Dx14 m4利用傳感器與計算機結(jié)合，可以自動做出物體運動的圖像。某同學(xué)在一次實驗中得到運動小車的速度時間圖像如圖4所示，由此圖像可知()A18 s時的加速度大于13 s時的加速度B小車做曲線運動C13 s末小車距離出發(fā)點最遠(yuǎn)D小車前10 s內(nèi)的平均速度比后10 s內(nèi)的大5質(zhì)點做直線運動的速度時間圖像如圖所示，該質(zhì)點()A 在第1秒末速度方向發(fā)生了改變 B在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變C在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零 D第3秒末和第5秒末的位置相同6一質(zhì)點由靜止開始做直線運動的vt關(guān)系圖像如圖所示，則該質(zhì)點的xt關(guān)系圖像可大致表示為下圖中的() 1.7習(xí)題課：自由落體運動與豎直上拋運動復(fù)習(xí)知識點一、自由落體運動1條件：物體只受 ，從 開始下落。2運動性質(zhì)：初速度v00，加速度為重力加速度 的 運動。3基本規(guī)律(1)速度公式： (2)位移公式：位移與時間的關(guān)系式： 速度位移關(guān)系式： 平均速度求位移： 知識點二、豎直上拋運動1基本概念將物體以一定的初速度沿 方向向上拋出,物體只在 作用下的運動叫做豎直上拋運動2運動性質(zhì)：物體的初速度v0豎直向上，加速度為g豎直向下，所以豎直上拋運動是 直線運動3運動規(guī)律：取v0的方向為正方向，拋出點為坐標(biāo)原點，則ag，其運動學(xué)公式為速度公式v 位移公式xv0tgt2 位移、速度關(guān)系式 4處理方法(1)分段法：上升過程是加速度ag，末速度v0的 直線運動，下落過程是自由落體運動(2)全程法：將上升和下降過程統(tǒng)一看成是初速度v0 ，加速度g 的 直線運動，vv0gt， hv0tgt2.若v0，則物體在 ；v0，則物體在拋出點 方若h0，則物體在拋出點 方5重要推論(1)物體上升到最高點所需時間為t上 ，上升的最大高度為H (2)對稱性特點：上升過程與下降過程具有對稱性 時間對稱：物體上升到最高點所用時間與從最高點落回到拋出點所用時間 ； 速度對稱：物體在上升和下落經(jīng)過同一位置時， 大小相等、方向相反【例1】一個氫氣球以4 m/s2的加速度由靜止從地面豎直上升，10 s末氣球中掉下一重物，此重物從氫氣球中掉下后，經(jīng)多長時間落回到地面？(忽略空氣阻力，g取10 m/s2)對點檢測知識點一對豎直上拋運動規(guī)律的理解1(多選)物體以20 m/s的初速度做豎直上拋運動，空氣阻力忽略不計，g取10 m/s2，則()A物體上升的最大高度為40 mB經(jīng)2 s物體上升到最高點C物體上升階段的平均速度為10 m/sD拋出后1 s末物體位于拋出點和最高點的中間位置知識點二豎直上拋運動與自由落體運動的對比2一物體自空中的A點以一定的初速度豎直向上拋出，1 s后物體的速率變?yōu)?0 m/s，則此時物體的位置和速度方向可能是(不計空氣阻力，g取10 m/s2)()A在A點上方，速度方向向下 B在A點下方，速度方向向下C在A點上方，速度方向向上 D在A點下方，速度方向向上3(多選)俄羅斯“能源”火箭航天集團(tuán)專家稱，人類能在20年后飛往火星若將一物體從火星表面豎直向上拋出(不計氣體阻力)時的xt圖像如圖所示，則()A該火星表面的重力加速度為1.6 m/s2 B該物體上升的時間為10 sC該物體被拋出時的初速度為8 m/s D該物體落到火星表面時的速度為16 m/s4(多選)在某一高度以v020 m/s的初速度豎直上拋一個小球(不計空氣阻力)，當(dāng)小球速度大小為10 m/s時，以下判斷正確的是(g取10 m/s2)()A小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為15 m/s，方向向上B小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5 m/s，方向向下C小球在這段時間內(nèi)的平均速度大小可能為5 m/s，方向向上D小球的位移大小一定是15 m5小球從空中某處從靜止開始自由下落，與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處，此過程中小球速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則()A在下落和上升兩個過程中，小球的加速度不同B小球開始下落處離地面的高度為0.8 mC整個過程中小球的位移為1.0 mD整個過程中小球的平均速度大小為2 m/s6(多選)將一物體以20 m/s的初速度豎直上拋(設(shè)向上為正方向，其加速度為重力加速度g，g取10 m/s2)，則在開始運動后的3 s內(nèi)物體的()A路程為25 m B位移為15 mC速度改變量為30 m/s D平均速度為15 m/s7從地面豎直上拋物體A，同時在離地面某一高度處有一物體B自由下落，兩物體在空中同時到達(dá)同一高度時速度大小均為v，則下列說法正確的是()A兩物體在空中運動的時間相等BA上升的最大高度大于B開始下落時的高度CA上拋的初速度與B落地時速度大小相等，都是2vD兩物體在空中同時達(dá)到的同一高度處一定是B開始下落時高度的中點 綜合拓展8某同學(xué)身高1.8 m，在運動會上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了1.8 m高的橫桿(如圖所示)據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為(G取10 m/s2)()A2 m/sB4 m/s C6 m/s D8 m/s9一個小石子從某一樓房頂部由靜止自由落下，某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該攝影愛好者用直尺量出軌跡的實際長度，如圖所示已知拍攝時所用照相機的曝光時間為0.001 s，則A點離樓房頂部約為()A6.5 cm B10 m C20 m D45 m10(多選)某物體以30 m/s的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則5 s內(nèi)物體的()A路程為65 m B位移大小為25 m，方向向上C速度改變量的大小為10 m/s D平均速度大小為13 m/s，方向向上11某人站在高樓的平臺邊緣，以20 m/s的初速度豎直向上拋出一石子不考慮空氣阻力，g取10 m/s2.求：(1)物體上升的最大高度是多少？回到拋出點的時間是多少？(2)石子拋出后落到拋出點下方20 m處所需的時間是多少？三類運動圖像的比較專題答案示例1答案B 示例2答案AB 示例3答案A典例解析汽車做初速度為零的勻加速直線運動，則x，故vx圖線為以x軸為對稱軸、開口向右的拋物線的一部分；若某一時刻開始減速，設(shè)加速度大小為a1，開始減速時的速度為v0，汽車的位移為x0，則xx0，那么vx圖線為以x軸為對稱軸、開口向左的拋物線的一部分，選項A正確。答案A針對訓(xùn)練1解析：選C根據(jù)加速度隨時間變化的圖像可得，01 s為勻加速直線運動，速度vatt，速度為正方向，答案D錯。第一秒末的速度v1 m/s,12 s加速度變?yōu)樨?fù)值，而速度為正方向，因此為減速，v1 m/sa(t1)，當(dāng)?shù)诙肽?，速度減小為0，答案B錯。23 s，加速度為正方向，初速度為0，物體為正方向的勻加速直線運動va(t2)t2，即從第二秒開始又重復(fù)前面的運動，圖像如C，選項C對A錯。2解析：選C因為xt圖線的斜率等于物體的速度，所以在t1時刻，甲的瞬時速度不為零，乙的速度為零，選項A錯誤；在t2時刻，甲、乙速度方向不相同，所以速度不可能相同，選項B錯誤；在t2時刻，甲、乙兩同學(xué)位移相同，所以兩同學(xué)相遇，選項C正確；在t3時刻，乙的位移為零、速度不為零，加速度無法判斷，選項D錯誤。對點訓(xùn)練：三類運動圖像1解析：選BC由A、B選項中的vt圖像可知，03 s內(nèi)物體做勻速運動，加速度為零，35 s內(nèi)，物體做勻加速運動，加速度a2 m/s2，故A錯誤，B正確；由C、D選項中的xt圖像可知，03 s內(nèi)，物體靜止不動，v0，a0；35 s內(nèi)物體做勻速運動，v2 m/s，a0，故C正確，D錯誤。2.解析：選C斜率k表示加速度變化的快慢，選項A、B錯誤；面積S表示t1t2的過程中質(zhì)點速度的變化量，選項C正確D錯誤。3解析：選B在vt圖像中，圖線與坐標(biāo)軸圍成面積的大小等于質(zhì)點運動的位移大小，則x08(42)2 m(42)1 m3 m，故t8 s時，質(zhì)點在x軸上的位置坐標(biāo)x85 m3 m8 m，選項B正確，A、C、D錯誤。4解析：選A由v t圖像的斜率大小表示小車的加速度大小可知，18 s時小車的加速度大于13 s時小車的加速度，A正確；vt圖像只表示直線運動，B錯誤；小車在020 s內(nèi)速度方向不變，故t20 s時小車離出發(fā)點最遠(yuǎn)，C錯誤；由x前10 sx后10 s，可知D錯誤。5解析：選D02 s內(nèi)速度都為正，因此第1 s末的速度方向沒有發(fā)生改變，A項錯誤；圖像的斜率表示加速度，13 s內(nèi)圖像的斜率一定，加速度不變，因此第2 s末加速度方向沒有發(fā)生變化，B項錯誤；前2 s內(nèi)的位移為圖線與時間軸所圍的面積，即位移x22 m2 m，C項錯誤；第3 s末和第5 s末的位移都為x12 m1 m，因此這兩個時刻質(zhì)點處于同一位置，D項正確。6解析：選B根據(jù)位移圖像中圖線的斜率表示速度可知，該質(zhì)點的xt關(guān)系圖像可大致表示為B圖。例1.【精講精析】向上加速階段：H1at4102 m200 m，v1at1410 m/s40 m/s.求豎直上拋段采取兩種方法法一：分段法豎直上拋上升階段：H280 m，t24 s.自由下落階段：H1H2gt，得t3 s7.48 s.重物從掉下到落地的總時間tt2t311.48 s.法二：全程法設(shè)重物離開氣球到落地用時t將hH1200 m，v0v140 m/s代入hv0tgt2得：20040t10t2解得1BC解析 物體上拋運動的最大位移h20 m，選項A錯誤；上拋運動的時間t2 s，選項B正確；物體上升階段的平均速度v10 m/s，選項C正確；上拋運動是勻減速直線運動，速度逐漸減小，上拋運動的中間時刻物體位于中間位置上方，選項D錯誤2C解析 做豎直上拋運動的物體，先后經(jīng)過上升和下降兩個階段，若1 s后物體處在下降階段，則速度方向向下，速度大小為10 m/s，那么1 s前的速度大小為零，與題中“以一定的初速度豎直向上拋出”不符，所以1 s后物體只能處在上升階段，此時物體在A點上方，速度方向向上，選項C正確3AC解析 由圖可知物體上升的最大高度為h20 m，上升和下落時間均為t5 s，由自由落體運動過程的位移hg火t2，解得g火1.6 m/s2，選項A正確，B錯誤；落到火星表面時的速度vgt8 m/s，故v08 m/s，選項C正確，D錯誤4ACD解析 小球豎直上拋運動是勻變速直線運動，平均速度可以用勻變速直線運動的平均速度與瞬時速度之間的關(guān)系v求解，規(guī)定向上為正方向，當(dāng)小球的末速度為向上的10 m/s時，v10 m/s，則v15 m/s，方向向上，選項A正確；當(dāng)小球的末速度為向下的10 m/s時，v10 m/s，則v5 m/s，方向向上，選項C正確；由于末速度大小為10 m/s時，球的位置一定，位移x15 m，選項D正確5B解析 上升和下降過程中，小球運動的vt圖像斜率相同，即加速度相同，所以選項A不正確；00.4 s內(nèi)為自由落體運動過程，通過的位移x1t10.8 m，即高度為0.8 m，選項B正確；前0.4 s自由下落0.8 m，后0.2 s反彈向上運動的位移大小為x2t2 0.2 m，所以整個過程小球位移xx1x20.6 m，選項C不正確；整個過程小球的平均速度v1 m/s，選項D不正確6ABC解析 物體上拋到達(dá)最高點的時間t12 s，位移x1t120 m，方向向上；自由落體運動1 s末的速度vgt210 m/s，方向豎直向下，1 s內(nèi)的位移x2t25 m，方向豎直向下所以3 s內(nèi)物體的路程為sx125 m，位移為xx1x215 m，速度改變量vvv030 m/s，平均速度v5 m/s.選項A、B、C正確7C解析 根據(jù)豎直上拋與自由落體運動的對稱性，A物體上拋到最高點返回到A、B相遇點時的速度大小也為v，即B物體的運動與A物體的自由落體運動相同，所以A上升的最大高度與B開始下落