1.用縱座標表示位移s,用橫座標表示時間t,建立平面直角座標系,所畫出的位移s隨時間t的變化圖象,叫位移—時間圖象,簡稱位移圖象.
2.在平面直角座標系中,用縱座標表示速度,橫座標表示時間,所畫出的速度v隨時間t的變化圖象,叫速度圖象.
3.勻速直線運動中,速度的大小和方向不隨時間變化,我們用橫座標表示時間,縱座標表示速度,勻速直線運動的v-t圖象實際上就是一條和橫軸平行的直線.
4.做勻速直線運動的物體在時間t內的位移s=vt.
5.做勻速直線運動的物體,其v-t圖象是一條平行於時間軸的直線,其位移在數值上等於v-t圖線與對應的時間軸所包圍的矩形的面積.
6.勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,其中圖象的斜率表示物體的加速度,圖象與座標軸所圍面積是物體在一段時間內的位移.
一、勻速直線運動的位移圖象
[問題情境]
一做勻速直線運動的物體的位移隨時間變化的資料如下表所示.用縱座標表示位移s,橫座標表示時間t,把這些點在平面直角座標系中標出,並用平滑的曲線把它們連線起來.
[要點提煉]
1.位移—時間圖象
在平面直角座標系中,用橫座標表示時間t,用縱座標表示位移s,根據給出的(或測定的)資料,作出幾個點的座標,用平滑的曲線將幾個點連線起來,則這條曲線表示了物體的運動特點.這種圖象就叫做位移—時間圖象,簡稱為位移圖象.
(1)勻速直線運動的s-t圖象是一條傾斜的直線,如圖1所示.
(2)直線的斜率k=v=tan_α.
2.從s-t圖象可獲得的資訊
(1)能讀出物體在某一時刻的位置座標及某段時間內的位移.
(2)可以求勻速直線運動的速度
(3)判斷物體的運動方向
在s-t圖象中,凡是直線均表示物體的速度不變.向上傾斜的直線表示沿正方向的勻速直線運動,向下傾斜的直線表示沿負方向的勻速直線運動,平行時間軸的直線表示物體靜止.在s-t圖象中,凡是曲線均表示變速運動.
[問題延伸]
①在s-t圖象中,兩直線的交點表示什麼含義呢?與s軸的截距表示什麼含義?
②在s-t圖象中的直線是物體的運動軌跡嗎?
答案 ①交點表示兩物體相遇,截距表示物體出發點的位置②不是.
二、直線運動的速度圖象
如圖2所示,是一輛汽車在平直公路上從甲地到乙地運動的位移—時間圖象.試確定汽車在各段時間內的速度並作出速度隨時間變化的圖象.
[要點提煉]
1.勻速直線運動的v-t圖象
勻速直線運動的v-t圖象是一條平行於時間軸的直線,如圖3所示.
圖象與時間軸所包圍的面積表示這段時間內的位移(s=vt).
2.勻變速直線運動的v-t圖象
根據vt=v0+at可知,勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,如圖4所示.
直線的斜率k=a=
3.由v-t圖象得到的資訊
(1)能讀出物體在某時刻的瞬時速度或某一瞬時速度所對應的時刻.
(2)求出物體在某段時間內速度的變化量或發生某一速度變化所經歷的時間.
(3)判斷物體的運動性質.如圖5中①表示勻速,②表示勻加速,③表示勻減速.
圖5 圖6 圖7
(4)判斷物體的運動方向.如圖6中①表示物體沿正方向運動,②表示物體沿負方向運動.
(5)比較物體速度變化的快慢,直線的傾斜程度(a=k=),如圖7所示,a甲>a乙.
[問題延伸]
在如圖所示的v-t圖象中,物體做什麼運動?
三、從v-t圖象看加速度
[問題情境]
火車沿平直軌道從靜止起動,小汽車在同一時刻在平直路面上由靜止開始加速,它們在各個時刻的速度如下表所示:
(1)試在同一座標系中畫出火車和汽車的v-t圖象.
(2)試由圖象判斷火車和汽車,誰的加速度大?
[要點提煉]
1.在v-t圖象中平行於時間軸的直線,表示勻速運動,a=0.
2.在v-t圖象中過原點的傾斜直線的斜率表示加速度,斜率越大,加速度越大.
例1 物體沿x軸運動,觀察者在o點,在x軸上有a、b、c三個點,它們到觀察者的距離分別為4 m、4 m、8 m,如圖9所示,請在圖10所示座標系中作出觀察者看到的下列物體運動的位移—時間圖象.
圖9 圖10
(1)物體甲從o點開始以2 m/s的速度沿x軸正方向勻速運動.
(2)物體乙在b點靜止.
(3)物體丙從a點開始以1 m/s的速度沿x軸正方向勻速運動.
(4)物體丁從c點開始以2 m/s的速度沿x軸負方向運動.
例2 如圖11所示,甲為質點a做勻加速直線運動的v-t圖象,圖乙為質點b做勻減速直線運動的v-t圖象,試求它們的加速度,並比較加速度的大小.
圖11例3 一質點做直線運動的v-t圖象如圖12所示,質點在0~1 s內做______運動,加速度為______ m/s2;在1~3 s內質點做________運動,加速度為______ m/s2;在3~4 s內質點做________運動,加速度為______ m/s2;在1~4 s內,質點做________運動,加速度為______ m/s2.
【即學即練】
1.如圖13所示為甲、乙兩物體的s-t圖象,則( )
a.甲、乙兩物體都做勻速直線運動
b.若甲、乙兩物體在同一直線上運動,則他們不可能相遇
c.t1時刻甲、乙相遇
d.t2時刻甲、乙相遇
2.下圖中,描述勻變速直線運動的圖線是( )
3.一物體做直線運動的圖象如圖14所示,則該物體( )
a.先做加速運動,後做減速運動,速度方向相同
b.先做加速運動,後做減速運動,速度方向相反
c.先做減速運動,後做加速運動,速度方向相同
d.先做減速運動,後做加速運動,速度方向相反
4.乙個做直線運動的質點,其v-t圖象如圖15所示,則0~2 s內質點的加速度a1=______,2 s~3 s內質點的加速度a2=______,3 s~4 s內質點的加速度a3=______,t=3 s時速度的大小為______,t=3 s前後質點的速度方向____(填「變」或「不變」),加速度的方向______(填「變」或「不變」).圖15
16用圖象描述直線運動
備註 整本教案只能用兩種顏色筆書寫。教師電子教案書寫要求 為了加強教學常規管理,既要體現網路辦公 無紙化辦公的需要,又要避免電子教案流於形式化,特制定電子教案制度。一 教師電子教案版式要點 1.頁面設定 a4紙,其它要求按word預設設定。二 教師電子教案文字規範要點 1.正文用字為小 四 宋體。2...
用圖象描述直線運動
用圖象描述直線運動 圖象講解 一 教學目標 1.知識與技能 能夠從圖象中分析出物體運動的情況及其物理意義 2.過程與方法 通過多種圖象的例子說明,引導學生理解其意義 3.情感態度與價值觀 掌握數形結合的科學方法來處理物理問題 二 教學重難點 分析圖象的物理意義 三 教學過程 s t圖象v t圖象 s...
用影象描述直線運動 二
例 如圖所示,一物體做直線運動的v t圖象,取向東方向為正方問 1 圖中oa ab bc cd各表示怎樣運動?2 哪個過程的加速度最大?第4s內的位移多大?3 5s內物體的位移和路程各是多少?課堂練習1 如圖示,是一質點從位移原點出發的v t圖象,下列說法正確的是 a 1s末質點離開原點最遠 b 2...