1、7 匀变速直线运动位移与时间的关系 第一章 运动的描述 目标 定位 二、用图像表示位移(x-t 图像) 栏目 索引 一、匀变速直线运动的位移与时间的关系 对点检测 自查自纠 一、匀变速直线运动的位移与时间的关系 n知识梳理 答案 1.在匀变速直线运动中(如图1所示):物体的位移等于vt图线下面 . 图1 梯形的 面积 答案 匀变速 正 负 相同 相反 v0t 【深度思考】 物体做变加速直线运动时,其vt图像是一条曲 线,如图2所示,此时物体的位移是否还对应vt 图像中图线与时间轴所包围的面积? 答案 是.推导匀变速直线运动位移时所用的无限分割的思想,同样适 用于变加速直线运动,用同样的方法可证
2、明:变加速直线运动中物体 的位移也对应vt图像中图线与时间轴所包围的面积. 图2 答案 n典例精析 例1 一物体做匀加速直线运动,初速度为v05 m/s,加速度为a 0.5 m/s2,求: (1)物体在前3 s内的位移; 解析答案 解析 根据匀变速直线运动的位移公式,前3 s内物体的位移 答案 17.25 m (2)物体在第3 s内的位移. 解析答案 在第3 s内物体的位移xx3x217.25 m11 m6.25 m 答案 6.25 m 例2 一辆汽车以108 km/h的速度行驶,现因紧急事故急刹车并最终停止 运动.已知汽车刹车过程的加速度大小为6 m/s2,则从开始刹车经过7 s汽 车通过的
3、距离是多少? 解析答案总结提升 总结提升 总结提升 例3 物体由静止开始在水平面上行驶,06 s内的加速度随时间变化的 图线如图3甲所示. 解析答案 图3 (1)在图乙中画出物体在06 s内的vt图线; 解析 第1秒内为初速度为0的匀加速直线运动,末速度v1at4 m/s,vt 图像是倾斜的直线,14 s加速度为0,速度不变,为匀速直线运动,4 6 s初速度为第1秒的末速度v14 m/s,加速度a2 m/s2,末速度v6 v1at0,图像如图所示: 答案 见解析图 (2)求在这6 s内物体的位移. 解析答案总结提升返回 返回 总结提升 用v-t图像求位移 图线与时间轴所围成的“面积”表示位移.
4、“面积”在时间轴上方表 示位移为正,在时间轴下方表示位移为负;通过的路程为时间轴 上、下方“面积”绝对值之和. n知识梳理 二、用图像表示位移(x-t图像) 1.以 为横坐标,以 为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像 叫位移时间图像. 2.对x-t图像的理解 (1)斜率:斜率的绝对值表示 的大小;斜率的正负表示 方 向. (2)截距:纵截距表示物体起始 ,横截距表示物体开始运动的 . (3)交点:交点表示两物体在同一时刻处于同一位置,即. 答案 时间位移 速度速度 时刻 相遇 位置 3.几种常见的位移时间图像 (1)静止物体的x-t图像是 时间轴的直线,如图4直线a. (2)匀速直线运动的x
5、-t图像是一条 的直线,如图直线b,斜率表示 速度. (3)匀变速直线运动的x-t图像是 ,如图曲线c,曲线上某点切线的斜 率表示那一时刻的. 答案 图4 平行于 倾斜 抛物线 速度 4.注意:(1)无论是v-t图像还是x-t图像都 物体的运动轨迹(填“是”或 “不是”). (2)v-t图像和x-t图像都只能描述 运动,不能描述运动(填“直线” 或“曲线”). 答案 不是 直线曲线 例4 如图5是在同一条直线上运动的A、B两质点的xt图像,由图可知( ) A.t0时,A在B后面 B.B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C.在0t1时间内B的运动速度比A大 D.A质点在0t1做加速运动,
6、之后做匀速运动 解析答案 n典例精析 图5 技巧点拨返回 解析 由图像可知,t0时,B在A后面,故A错误; B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面,B正确; 在0t1时间内B的斜率小于A,故B的运动速度比A小,C错误; A质点在0t1时间内做匀速运动,之后处于静止状态,故D错误. 答案 B 技巧点拨 技巧点拨 运动图像的应用技巧 (1)确认是哪种图像,vt图像还是xt图像. (2)理解并熟记五个对应关系. 斜率与加速度或速度对应. 纵截距与初速度或初始位置对应. 横截距对应速度或位移为零的时刻. 交点对应速度或位置相同. 拐点对应运动状态发生改变. 返回 对点检测 自查自纠123 1.(匀
7、变速直线运动的位移及有关计算)(多选)某质点的位移随时间变化 的关系是x4t4t2,x与t的单位分别为m和s,下列说法正确的是( ) A.v04 m/s,a4 m/s2 B.v04 m/s,a8 m/s2 C.2 s内的位移为24 m D.2 s末的速度为24 m/s 解析答案 4 把t2 s代入公式可得x24 m,C正确. 由于vv0at,即v48t,把t2 s代入可得v20 m/s,D错误. BC 123 2.(匀变速直线运动的位移及有关计算)(多选)某物体运动的v-t图像如图6 所示,根据图像可知,该物体( ) 解析答案 图6 4 1234 123 3.(匀变速直线运动的位移及有关计算)
8、一辆卡车紧急刹车过程加速度的 大小是5 m/s2,如果在刚刹车时卡车的速度为10 m/s,求: (1)刹车开始后1 s内的位移大小; 解析答案 4 123 (2)刹车开始后3 s内的位移大小和3 s内的平均速度大小. 解析答案 4 4.(位移时间图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动,它们 的位移x与时间t的图像如图7所示,则( ) A.甲物体做匀加速直线运动,乙物体做曲线运动 B.甲、乙两物体从同一地点出发 C.出发时乙在甲前x0处 D.甲、乙两物体有两次相遇 解析答案 123 图7 返回 4 解析 由于图像是x-t图像,过原点的直线表示物体做匀速直线运动,所 以甲做匀速直线运动,A错; 甲从原点出发,乙从x0处出发,故B错,C对; 由图看出,甲、乙有两个交点,故两物体有两次相遇,D是正确的. 答案 CD 返回 1234
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