高考物理一輪復習 第1章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 第3講 運動圖象 追及與相遇問題課件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 高考總復習 運動的描述勻變速直線運動的研究 第一章 第3講運動圖象追及與相遇問題 第一章 1 理解勻變速直線運動的x t圖象 v t圖象 并會用它們解決問題 2 掌握追及與相遇問題的特點以及解決這類問題的一般方法 1 勻速直線運動的x t圖象x t圖象表示運動的 隨時間的變化規(guī)律 勻速直線運動的x t圖象是一條傾斜的直線 速度的大小在數(shù)值上等于圖象的 如圖a所示 運動圖象 位移 斜率 2 直線運動的v t圖象v t圖象表示 隨時間的變化規(guī)律 v t圖象表示的規(guī)律是 給出了v t的對應關系 1 勻速直線運動的v t圖象 勻速直線運動的v t圖象是與橫軸 的直線 從圖象不僅可以看出速度的大小 而且可以求出位移 圖b中畫斜線部分的 面積 速度 平行 2 勻變速直線運動的v t圖象 勻變速直線運動的v t圖象是一條傾斜直線 如圖c所示 直線斜率的大小等于 的大小 斜率越大 加速度也越大 反之則越小 若直線的斜率大于零 則加速度 若直線的斜率小于零 則加速度 加速度 大于零 小于零 追及與相遇問題 1 追及問題追和被追的兩物體的速度 同向運動 是能追上 追不上 兩者距離有極值的臨界條件 1 速度大者減速 如勻減速直線運動 追速度小者 如勻速運動 兩者速度相等 追者位移仍小于被追者位移 則永遠追不上 此時二者間有最 距離 若速度相等時 有相同位移 則剛好追上 也是二者相遇時避免碰撞的臨界條件 相等 小 若位移相同時追者速度仍大于被追者的速度 則被追者還能有一次追上追者 二者速度相等時 二者間距離有一個較大值 2 速度小者加速 如初速度為零的勻加速直線運動 追速度大者 如勻速運動 當兩者 時二者間有最大距離 當兩者 時 即后者追上前者 2 相遇問題 1 同向運動的兩物體追及即相遇 2 相向運動的物體 當各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時兩物體間的距離時即相遇 速度相等 位移相等 5 兩條v t圖象的交點表示兩個物體相遇 6 兩條x t圖象的交點表示兩個物體相遇 7 相向運動的物體各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時二者之距時即相遇 答案 1 x t圖象描述的是物體運動位置隨時間變化的關系 并不是物體運動的軌跡 2 若x t圖象是一條平行于時間軸的直線 說明物體處于靜止狀態(tài) 3 4 x t圖象與時間軸圍成的面積無物理意義 5 兩條v t的交點表示兩物體速度相等 6 7 答案 ab 解析 位置坐標圖象顯示的是物體的運動軌跡 從圖可以看出甲 乙兩個分隊運動路線為曲線 乙分隊的運動路線為直線 a正確 三個隊的初末位置相同 位移相等 但運動路程不同 b正確 d錯誤 因不知道三個分隊運動的時間大小關系 故無法比較三個分隊的平均速度大小關系 c錯誤 答案 d a 兩輛車剎車時相距的距離一定等于112 5mb 兩輛車剎車時相距的距離一定小于90mc 兩輛車一定是在剎車后的20s之內(nèi)的某時刻發(fā)生相撞的d 兩輛車一定是在剎車后的20s以后的某時刻發(fā)生相撞的答案 c解析 本題考查運動學知識 意在考查v t圖象和追及的相關知識 t 20s時 由v t圖象可知甲車的位移為300m 乙車的位移為200m 因而兩車若相撞 剎車前的距離應小于100m 選項a b錯誤 若相撞 兩車一定是在剎車后的20s內(nèi)的某時刻發(fā)生相撞的 選項c正確 d錯誤 運動圖象的理解及應用 1 應用運動圖象的三點注意 1 無論是x t圖象還是v t圖象都只能描述直線運動 2 x t圖象和v t圖象都不表示物體運動的軌跡 3 x t圖象和v t圖象的形狀由x與t v與t的函數(shù)關系決定 2 應用運動圖象解題 六看 思路引導 1 試由圖象分析汽車甲 乙的運動情況 2 由圖象如何比較甲 乙兩輛汽車在0 t1時間內(nèi)的位移 答案 1 汽車甲做加速度逐漸減小的加速運動 汽車乙做加速度逐漸減小的減速運動 2 v t圖象與時間軸圍成的面積表示位移的大小 答案 a 名師歸納 從v t圖象中讀出的四個物理量 1 運動速度 從速度軸上直接讀出 2 運動時間 從時間軸上直接讀出時刻 取差得到運動時間 3 運動加速度 從圖線的斜率得到加速度 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正負反映了加速度的方向 4 運動的位移 從圖線與時間軸圍成的面積得到位移 圖線與時間軸圍成的面積表示位移的大小 第一象限的面積表示與規(guī)定的正方向相同 第四象限的面積表示與規(guī)定的正方向相反 答案 b 解析 v t圖象反映物體做直線運動時的速度隨時間的變化情況 不是物體的運動軌跡 故a錯誤 由圖知 物體運動的速度先增大后減小 因此物塊先做加速運動后做減速運動 故b正確 由于v t圖象的斜率表示加速度 因此物塊運動的加速度先減小后增大再減小 故c錯誤 物塊運動的加速度先減小后增大再減小 由牛頓第二定律知水平力先減小后增大再減小 加速度先為正 后為負 因此水平力先沿正方向 后沿負方向 故d錯誤 思路引導 1 試由x t圖象斜率的意義分析汽車b的運動情況 2 x t圖象的交點的意義是什么 答案 1 x t圖象的斜率表示速度的大小和方向 故汽車b先沿正方向做減速運動 再沿負方向做加速運動 2 x t圖象的交點表示兩汽車同一時刻到達同一位置即相遇 解析 由x t圖象中直線a和曲線b的斜率及變化可知汽車a一直沿正方向做勻速直線運動 汽車b先沿正方向做速度越來越小的變速直線運動 速度為零以后再向負方向做速度越來越大的變速直線運動 其中t1 t2時刻a b兩車處于同一位置 且在t1時刻 b車追上a車 所以選項a錯 選項b對 t1到t2時間內(nèi)汽車a一直做勻速運動 汽車b先減速后加速 故選項c對 選項d錯 答案 bc 易錯提醒 1 注意坐標軸的意義 這是x t圖象 不要習慣性地認為是v t圖象 而漏選b 錯選d 2 注意汽車a b圖象斜率的變化 尤其是t1時刻前后兩車的速度大小關系 以免錯選a a 物體的位移 時間圖象是拋物線b 該物體做的是曲線運動c 該物體運動的時間t為2sd 該物體運動的加速度為1 5m s2答案 a 追及和相遇問題 討論追及 相遇的問題 其實質(zhì)就是分析討論兩物體在同一時刻能否到達相同的空間位置問題 1 追及和相遇問題中的兩個關系和一個條件 1 兩個關系 即時間關系和位移關系 這兩個關系可通過畫運動示意圖得到 2 一個條件 即兩者速度相等 它往往是物體間能否追上 追不上或 兩者 距離最大 最小的臨界條件 也是分析判斷的切入點 2 追及和相遇問題常見的情況假設物體a追物體b 開始時 兩個物體相距x0 有兩種常見情況 1 a追上b時 必有xa xb x0 且va vb 2 如果兩物體恰好不相撞 兩物體同時到達同一位置時速度相同 必有xa xb x0 va vb 如果兩物體保證不相撞 此時應有va vb 思路引導 1 畫出兩車的v t圖象 2 兩車相距最遠的條件是 兩車再次相遇的條件是 答案 1 24m 2 8s 名師歸納 追及和相遇問題的求解方法 1 解題思路 2 解題技巧 緊抓 一圖三式 即 過程示意圖 時間關系式 速度關系式和位移關系式 審題應抓住題目中的關鍵字眼 充分挖掘題目中的隱含條件 如 剛好 恰好 最多 至少 等 往往對應一個臨界狀態(tài) 滿足相應的臨界條件 若被追趕的物體做勻減速運動 一定要注意追上前該物體是否已經(jīng)停止運動 另外還要注意最后對解的討論分析 答案 0 56m s2 找不到追及相遇問題的臨界條件而出現(xiàn)錯誤 答案 會相撞 誤區(qū)警示 在求解速度大的物體減速追趕速度小的物體時 常見的解題誤區(qū)是以追趕者速度減小到零時兩物體位移之差與兩物體初始時刻的距離的關系來判斷能否追上 出錯原因是沒有弄清此類問題的臨界條件 速度相等 若兩物體速度相等時位移差大于初始距離 則能追上 相撞 等于時恰能追上 相遇 但不相撞 小于時則不能追上 不相遇 答案 4m s2 用圖象法處理追及和相遇問題 根據(jù)兩物體的運動過程 確定兩物體間的位移 時間 速度的關系 建立合理的方程式 利用數(shù)學方法或用圖象法解決物理問題 考查運用數(shù)學方法解決物理問題的能力 解析 如下圖汽車a以v0 20m s的初速做勻減速直線運動經(jīng)40s停下來 據(jù)加速度公式可求出a 0 5m s2 當a車減為與b車同速時是a車逼近b車距離最近的時刻 這時若能超過b車則相撞 反之則不能相撞 答案 能 名師歸納 分析追及問題應把兩物體的位置關系圖畫好 如上圖 通過此圖理解物理情景 本題也可以借圖象幫助理解 上圖中陰影區(qū)是a車比b車多通過的最多距離 這段距離若能大于兩車初始時刻的距離則兩車必相撞 小于 等于則不相撞 從圖中也可以看出a車速度為零時 不是a車比b車多走距離最多的時刻 因此不能作為臨界條件分析 答案 ad 答案 b解析 a b項 已知在位移 時間圖象中 線段的斜率大小可表征速度大小 由圖可知 0 2 0 5小時內(nèi) 甲的位移 時間圖象的斜率大于乙對應圖象的斜率 因此甲的速度大于乙的速度 且二者均為直線段 加速度均為零 故a項錯誤 b項正確 c項 由圖可知 0 6 0 8小時內(nèi) 甲的位移為5km 乙的位移為3km 因此甲的位移比乙的大 故c項錯誤 d項 0 8小時內(nèi)甲的路程為15km 乙的路程為11km 兩者不相等 故d項錯誤 綜上所述 本題正確答案為b 答案 b 答案 c 解析 斜率k表示加速度變化的快慢 選項a b錯誤 面積