2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像與追擊問題以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)課件

1、專題02、運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像與追擊問題以及相關(guān)實(shí)驗(yàn) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的理解運(yùn)動(dòng)過程的選擇第一部分:考點(diǎn)梳理考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊與相遇問題考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解x t圖象v t圖象縱截距表示初位置表示初速度斜直線表示勻速直線運(yùn)動(dòng)表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)斜率表示速度表示加速度面積無實(shí)際意義圖線和時(shí)間軸圍成的面積表示位移交點(diǎn)相遇點(diǎn)速度相等點(diǎn)(臨界條件點(diǎn))拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng)拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng)1運(yùn)用運(yùn)動(dòng)圖象解題時(shí)的六看 2.關(guān)于兩種圖像的三點(diǎn)說明(1)無論是x t圖象還是v

2、t圖象都只能描述直線運(yùn)動(dòng).(2)x t圖象和v t圖象不表示物體運(yùn)動(dòng)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(guān)系決定.（4）x-t圖無法反映質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度的大小.（5）v-t圖像無法反映質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初始位置.考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 考查角度1 單一質(zhì)點(diǎn)x-t圖像的理解考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解典例1:(多選)如圖所示為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖象,由此可知質(zhì)點(diǎn)在04 s內(nèi) ()A先沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),后沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B一直做勻變速運(yùn)動(dòng)Ct2 s時(shí)速度一定最大 D速率為5 m/s的時(shí)刻有兩個(gè) 【答案】CD【解析】從圖中可知正向位移減小,故質(zhì)點(diǎn)一直朝著負(fù)

3、方向運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;圖象的斜率表示速度大小,故斜率先增大后減小,說明質(zhì)點(diǎn)速率先增大后減小,即質(zhì)點(diǎn)先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),做變速運(yùn)動(dòng),但不是做勻變速直線運(yùn)動(dòng),t2 s時(shí),斜率最大,速度最大,B錯(cuò)誤,C正確;因?yàn)樾甭氏仍龃蠛鬁p小,并且平均速度為5 m/s,故增大過程中有一時(shí)刻速度為5 m/s,減小過程中有一時(shí)刻速度為5 m/s,共有兩個(gè)時(shí)刻速度大小為5 m/s,D正確考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 典例2 跳傘運(yùn)動(dòng)員從高空懸停的直升機(jī)跳下,運(yùn)動(dòng)員沿豎直方向運(yùn)動(dòng),其v t圖象如圖所示,下列說法正確的是:（ ）A運(yùn)動(dòng)員在010 s內(nèi)的平均速度大小等于10 m/s B從15 s末開始運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)C1

4、0 s末運(yùn)動(dòng)員的速度方向改變 D1015 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)考查角度2 單一質(zhì)點(diǎn)v-t圖像的理解考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 【解析】010 s內(nèi),若運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),平均速度為v10 m/s.根據(jù)圖象的面積等于位移可知,運(yùn)動(dòng)員的位移大于勻加速運(yùn)動(dòng)的位移,所以由公式v得知:010 s 內(nèi)的平均速度大于勻加速運(yùn)動(dòng)的平均速度10 m/s,故A錯(cuò)誤由圖知,15 s末開始運(yùn)動(dòng)員做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤由圖看出,運(yùn)動(dòng)員的速度一直沿正向,速度方向沒有改變,故C錯(cuò)誤.1015 s圖象的斜率減小,則其加速度減小,故1015 s運(yùn)動(dòng)員做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),故D正確考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理

5、解 典例31.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開始按如圖所示的規(guī)律運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)在2t0的時(shí)間內(nèi)始終沿正方向運(yùn)動(dòng),且在2t0時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)B質(zhì)點(diǎn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),且在2t0時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)C質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)的速度最大,且最大的速度為 D質(zhì)點(diǎn)在2t0時(shí)的速度最大,且最大的速度為a0t0考查角度3 三種特殊的運(yùn)動(dòng)圖像a-t圖與 , 圖考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解典例4一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),通過坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),其 圖象如圖所示,則()A質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),初速度為0.5 m/s B質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為0.5 m/s2C質(zhì)點(diǎn)在1 s末速

6、度為2 m/s D質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)的位移大小為2 m 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解典例5如圖甲,一維坐標(biāo)系中有一質(zhì)量為m2 kg的物塊靜置于x軸上的某位置(圖中未畫出),從t0時(shí)刻開始,物塊在外力作用下沿x軸做勻變速直線運(yùn)動(dòng),如圖乙為其位置坐標(biāo)和速率平方關(guān)系圖象,下列說法正確的是()At4 s時(shí)物塊的速率為2 m/s B加速度大小為1 m/s2Ct4 s時(shí)物塊位于x4 m處 D在0.4 s時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的位移6 m 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解 考點(diǎn)一、運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)與理解方法總結(jié):1、解決v-t與x-t圖像時(shí)要緊緊抓住圖像與橫縱軸交點(diǎn)的意義以及圖像斜率、圖像線下

7、所圍面積的意義來進(jìn)行思考,切記將兩種圖像的意義混淆;2、解決a-t圖像的問題時(shí)主要抓住圖像與橫縱軸的交點(diǎn)代表的意義,常利用排除法進(jìn)行處理.有時(shí)需要先將a-t圖像轉(zhuǎn)化成v-t圖像或者轉(zhuǎn)化成物體運(yùn)動(dòng)的示意圖來進(jìn)行研究;3、解決 圖時(shí)要根據(jù)該圖像是一次函數(shù)的特點(diǎn),先根據(jù)圖像與縱軸的交點(diǎn),以及圖像的斜率,得出 的關(guān)系,再結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系找到各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的對(duì)應(yīng)值即可.4.解決 的問題時(shí),要結(jié)合公式xx0 ,結(jié)合圖象可知物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng),即可求解. 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題1追及問題的三類情況（如圖所示） (1)第一類:兩車起點(diǎn)不同,若后者能追上前者,追上時(shí),兩者處于同

8、一位置;若兩車在共速時(shí)相遇,則兩車僅相遇一次,若兩車在共速前相遇,則兩車相遇兩次,共速前后各一次,且兩次的相遇時(shí)刻關(guān)于共速時(shí)刻對(duì)稱. (2)第二類:兩車起點(diǎn)不同,若后者追不上前者,則兩車共速時(shí),兩者相距最近.（3）第三類:兩車起點(diǎn)相同,共速時(shí)兩車相距最遠(yuǎn);甲車乙車 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題2處理追及問題的解題步驟 3判斷兩車能否追上的基本依據(jù)甲車追趕乙車:設(shè)開始時(shí),兩車相距X0,兩車共速時(shí),甲車比乙車多走的位移為若 時(shí), ,則兩車在該時(shí)刻恰好相遇,且只相遇1次;若 時(shí), ,則兩車不相遇;若 時(shí), ,則兩車相遇2次;一次在共速前,一次共速后,且兩次的相遇時(shí)刻關(guān)于 對(duì)稱.考點(diǎn)

9、二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題典例6(多選)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v t圖象如圖所示.已知兩車在t3 s時(shí)并排行駛,則()A在t1 s時(shí),甲車在乙車后B在t0時(shí),甲車在乙車前7.5 mC兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是t2 sD甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 根據(jù)追擊問題的結(jié)論:兩車若相遇兩次,則兩次的相遇時(shí)刻關(guān)于共速時(shí)刻對(duì)稱,故另一次相遇時(shí)刻為t=1s. 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題典例7

10、 甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng).甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示.下列說法正確的是A在t1時(shí)刻兩車速度相等B從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等C從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等D從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 方法總結(jié):(1)在x-t圖象中,如果兩個(gè)物體的圖象相交,則說明兩物體相遇.（2）在v-t圖像中,如果兩個(gè)物體的圖象相交,則兩物體有可能相遇、有可能相距最近,還有可能相距最遠(yuǎn),由兩車的初始位置關(guān)系以及共速時(shí)二者的位移差決定.（3）處理追擊相遇問題,一定要充分借助兩幅圖來進(jìn)行

11、研究,即運(yùn)動(dòng)示意圖（草圖）,以及物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖;（4）處理追擊相遇問題的具體步驟如下;考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題研究追擊問題的基本步驟:1、充分識(shí)圖,抓住六看及看橫截距、縱截距、斜率、拐點(diǎn)、交點(diǎn)以及線下所圍的面積.2、回到題中注意題中所給的條件,以及關(guān)于兩物體初始位置、共速點(diǎn)、相遇信息的描述;3、將圖像中所獲得的信息與題中所給的已知條件進(jìn)行綜合分析,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)解題. 方法再用典例8 甲、乙兩車在公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的 v-t圖象如圖所示.兩圖象在t=t1時(shí)相交于P點(diǎn),P在橫軸上的投影為Q,OPQ的面積為S.

12、在t=0時(shí)刻,乙車在甲車前面,相距為d.已知此后兩車相遇兩次,且第一次相遇的時(shí)刻為t,則下面四組t和d的組合可能的是 ()考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 【解析】根據(jù)題意兩車相遇2次,可知一次在共速前,一次在共速后,第一次相遇必然在共速前,可以排除A選項(xiàng).考點(diǎn)二、利用v-t圖像與x-t圖像研究追擊問題 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題處理方法:牢記一個(gè)思維流程 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題典例9 在一條平直的公路上,甲車在前以54 km/h的速度勻速行駛,乙車在后以90 km/h的速度同向行駛.某時(shí)刻兩車司機(jī)同時(shí)聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示,同時(shí)開始剎車.已知甲、乙兩車與路面的

13、動(dòng)摩擦因數(shù)分別是10.05和20.1,g取10 m/s2.請(qǐng)問:(1)若兩車恰好不相碰,則兩車相碰前剎車所用時(shí)間是多少?(2)若想避免事故發(fā)生,開始剎車時(shí)兩輛車的最小間距是多少? 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題【解析】:(1)兩車剎車過程中加速度大小分別是:a11g0.5 m/s2,a22g1 m/s2,若兩車恰好不相碰,則乙追上甲時(shí),兩車速度相等v1a1tv2a2t代入數(shù)據(jù),解得t20 s(2)兩車恰好不相碰時(shí),開始剎車時(shí)兩輛車的間距最小.甲的位移:x1v1t a1t2乙的位移:x2v2t a2t2若想避免事故發(fā)生,開始剎車時(shí)兩輛車的最小間距為:xx2x1代入數(shù)據(jù),解得:x100 m. 考點(diǎn)

14、三、生活中的追擊與相遇問題方法總結(jié):掌握三種分析方法(1)分析法應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,抓住一個(gè)條件、兩個(gè)關(guān)系,列出兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移、速度及其關(guān)系方程,再求解.(2)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,再利用數(shù)學(xué)求極值的方法求解.在這里,常用到配方法、判別式法、重要不等式法等.(3)圖象法在同一坐標(biāo)系中畫出兩物體的運(yùn)動(dòng)圖線.位移圖線的交點(diǎn)表示相遇,速度圖線抓住速度相等時(shí)的面積關(guān)系找位移關(guān)系. 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題典例10 足球比賽中,經(jīng)常使用邊路突破、下底傳中的戰(zhàn)術(shù),即攻方隊(duì)員帶球沿邊線前進(jìn),到底線附近進(jìn)行傳中.如圖,某足球場(chǎng)長(zhǎng)90 m、寬60 m,攻方前

15、鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出,足球在地面上的運(yùn)動(dòng)可視為初速度為12 m/s的勻減速直線運(yùn)動(dòng),減速過程的加速度大小為2 m/s2.(1)足球從開始減速到停下來的位移為多大?(2)若足球開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí),該前鋒隊(duì)員沿邊線向前追趕足球,該隊(duì)員的啟動(dòng)過程可視為初速度為零、加速度為2 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),他能達(dá)到的最大速度為8 m/s,則該前鋒隊(duì)員經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能追上足球? 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題【解析】:(1)設(shè)足球初速度大小為v0,加速度大小為a1,足球做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,位移為x1,則有v0a1t1,x1t1,代入數(shù)據(jù)可得t16 s,x136 m.(2) 如圖所

16、示,設(shè)前鋒隊(duì)員的加速度大小為a2,最大速度為vm,前鋒隊(duì)員加速到最大速度所用時(shí)間為t2、位移為x2,則有vma2t2,x2 t2,代入數(shù)據(jù)可解得t24 s,x216 m. 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題前鋒隊(duì)員加速到最大速度時(shí),足球的位移x1v0t2 32 m,故此時(shí)隊(duì)員沒有追上足球.之后前鋒隊(duì)員做勻速直線運(yùn)動(dòng),到足球停止運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)前鋒隊(duì)員勻速運(yùn)動(dòng)的位移為x3,則有x3vm(t1t2),解得x316 m.由于x1x2x3,故當(dāng)足球停止運(yùn)動(dòng)時(shí),前鋒隊(duì)員仍沒有追上足球,設(shè)前鋒隊(duì)員又運(yùn)動(dòng)了t3時(shí)間才追上足球,如圖,則有x1(x2x3)vmt3,代入數(shù)據(jù)解得t30.5 s.故前鋒隊(duì)員追上足球所用的總時(shí)

17、間tt1t36.5 s. 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題方法總結(jié):求解追及和相遇問題的思路和技巧(1)解題思路(2)解題技巧 考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、練習(xí)正確使用大點(diǎn)計(jì)時(shí)器;2、會(huì)利用紙袋求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度、加速度;3、會(huì)利用紙袋探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,并畫出小車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,根據(jù)圖像求小車運(yùn)動(dòng)的加速度; 考點(diǎn)三、生活中的追擊與相遇問題二、實(shí)驗(yàn)原理:利用打點(diǎn)紙袋記錄物體在各時(shí)刻的位置,通過研究各點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度,決定物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律;三、實(shí)驗(yàn)器材:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、小軍、紙袋、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交

18、流電源、復(fù)寫紙. 考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律四、實(shí)驗(yàn)步驟:（1）按照實(shí)驗(yàn)裝置圖,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無滑輪的一端,接好電源;（2）把一細(xì)線系在小車上,細(xì)線繞過滑輪下端掛合適的鉤碼,紙袋穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,固定在小車后面;（3）把小車?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源再釋放小車;（4）小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,斷開電源,取下紙袋;（5）換紙袋反復(fù)三次,選一條比較理想的紙袋進(jìn)行分析; 考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律五、數(shù)據(jù)處理 考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律六、注意事項(xiàng)1平行:紙帶和細(xì)繩要和木板平行.2兩先兩后:實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源,后讓小車運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶.3防止碰撞:在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞.4紙帶選取:選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍棄點(diǎn)密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn).5準(zhǔn)確作圖:在坐標(biāo)紙上,