逍遥学能 2013-04-20 12:51
2012届高三物理一轮复习学案：第二《直线运动》专题三 运动图象
【考点透析】
一、本专题考点：位移-时间图象和速度-时间图象是II类要求，要求深刻理解这两个图象中的物理意义，并且会用它形象地表达物理规律和物理过程，在高考中主要考察方向是用两个图象解决物理问题，特别是带电粒子在电场中的运动，图象会使问题变得简单明了。
二、理解和掌握的内容
1.匀速直线运动
位移—时间图象（S—t）如图2—10所示,直线的斜率表示速度v 0其中
①表示速度和位移同方向，初始位移为零。
②表示速度和位移同方向，初始位移为S0。
③表示速度和位移反方向，初始位移为S1。
④表示位移保持S0不变（静止）
速度时间图象，如图2-11所示，因为S=v0t,所以t1-t2时刻的位移可以用阴影部分的面积表示
2.匀变速直线运动
速度-时间图象，如图2-12所示，直线的斜率表示加速度，其中
①表示初速度为零的匀加速直线运动。
②表示初速度为v 0的匀加速直线运动。
③表示初速度为v 1的匀减速直线运动。
t 1- t 2时间内的位移为t轴上下两部分面积之差。
3、难点释疑
①有的同学认为“无论是位移-时间图象还是速度-时间图象，只要在同一图象上两条图线相交，就是相遇”，这种说法是错误的。因为在同一个图象上两条图线相交，表示在该时刻两个运动物体，纵坐标的物理量相同，在位移-时间图象上表示位置坐标相同，则一定是相遇，而在速度-时间图象上则表示在该时刻两物体的速度相等，并不一定是相遇。
②还有的同学认为“在位移-时间图象上，图线是曲线则为曲线运动，是直线则为直线运动”。如图2-12，认为图线1是直线运动，图线2是曲线运动，并且还认为图线2中物体的运动路程大于1中物体的路程。这种认识是错误的，无论是图线1还是图线2都不表示物体的运动径迹，图1是直线表示斜率相同，为匀速运动，图2是曲线，斜率变化，表示变速运动，可以是直线运动。
【例题精析】
例题1 甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标，由此开始甲一直做匀速运动，乙先匀加速后匀减速，丙先匀减速后匀加速，他们经过下一路标时速度又相同，则（ ）
A.甲车先通过下一路标
B. 乙车先通过下一路标
C. 丙车先通过下一路标
D. 他们通过下一路标的先后情况无法确定
解析：该题用图象法求解简单明了，
画出它们的v ?t图象，如图2-14,在v ?t图中图线下所围的“面积”表示位移，因为他们所通过的位移相同，所以，它们的“面积”也相等，由图象可看出三者的时间关系： t乙<t甲< t丙
因此，答案为B
思考拓宽：请试用平均速度解答。
例题2一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶经过路口，从后面超过汽车，试求（1）汽车在路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？ 此时距离为多少？
解析：自行车和汽车的v - t图象如图2-15所示，由于图象与横坐标包围的面积表示位移的大小，所以由图象可以看出，在相遇之前t时刻速度相等，自行车的位移（矩形面积）与汽车位移（三角形面积）之差即阴影部分面积达到最大，所以t = v自/ a =6/3=2s，此时两者之间的距离△S= v t /2 =（6×2）/2 =6（ｍ）。
思考：本题你还知道，经过多长时间汽车追上自行车？两车相遇时距路口多远？
【能力提升】
I．知识与技能
1.汽车甲沿着平直的公路以速度v做匀速直线运动，当它路过某处的同时，该处有一汽车乙开始做初速度为零的匀加速运动去追赶甲，根据上述已知条，下列说法正确的是( )
A.可求出乙车追上甲车时，乙车的速度。
B.可求出乙车追上甲车时，乙车所走过的路程。
C.可求出乙车从开始到追上甲车时所用的时间。
D.可求出乙车从开始到追上甲车之前，甲乙相距最远时乙车的速度。
2.一个物体向上竖直抛出，如果在上升阶段和下降阶段所受的空气阻力数值相等，那么在2-16所示的图中，能正确反映速度变化的是（以向上方向为正方向）（ ）
3.某物体运动的位移—时间图象如图2-17所示，则物体( )
A.往复运动 B.匀加速直线运动
C.朝某一方向的直线运动 D.以上说法都不对
4.将物体以一定的初速度上抛，若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，如图2-18所示的图象中正确的是 ( )
5.物体在粗糙的水平面上运动，其位移—时间图象，如图2-19所示，已知在沿运动方向上的作用力为F，物体在运动过程中，受到的滑动摩擦力f，由图象可知( )
A. F>f B. F=f
C. F<f D.无法确定
6.有一物体做直线运动，其速度图象如图2-20所示中的实线，那么物体的加速度与速度同方向的是（ ）
A.只有0< t <1s B. 只有 2s< t <3s
C. 0< t <1s 和 2s< t <3s D.0< t <1s 和 3s< t <4s
II．能力与素质
7.如图2-21所示，为一物体做直线运动的v - t图象，初速度为v 0，末速度v t，则关于物体在t时间内的平均速度正确的是（ ）
A. v =（v 0+ v t）/2 B. v >（v 0+ v t）/2
C. v <（v 0+ v t）/2 D.无法判断
8.一物体做直线运动，依次通过A、B、C三点，B为AC的中点，物体在AB段的加速度为a1，运动时间为t1，在BC段的加速度为a2，运动时间为t2。若VB =（VA +VC）/2，则比较a1与a2，t1与t2，下列答案正确的是（ ）
A. a1<a2 t1>t2B. a1=a2 t1=t2
C. a1>a2 t1>t2D. a1<a2 t1<t2
【拓展研究】
9.如图2-22（甲）所示，相距d =15cm的A、B两极板是在真空中平行放置的金属板，当给它们加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，今在A、B两板之间加上如图（乙）所示的交变电压，交变电压的周期T=1.0?10-6s, t=0时A板的电势比B板的电势高，而且UAB=1080V.一个荷质比q/m =1.0?108C/kg的带负电的粒子在t=0时刻从B板附近由静止开始运动，不计重力.问：粒子运动过程中将与某一极板相碰撞，求粒子碰撞极板时的速度大小。（要求用v ?t图象求解）
专题三：1．AD 2．B 3．C 4．B 5．B 6. D 7. B 8. A 9. 2.1?105m/s