高中物理直线运动的描述和运动图像问题专题
1、直线运动图像有x-t ,v-t 和a-t 图像;
2、直线运动情况有静止、匀速直线、匀变速直线(匀加、匀减)、非匀变速直线运动(变加速直线:↑↑v a ,、↑↓v a ,、↓↑v a ,、↓↓v a ,);
3、运动方向可分为:单一方向运动,往返运动,迂回前进运动;
4、初状态可分为:静止开始、具有一定初速度开始;
5、教学目的: ①掌握运动的描述;也就是如何描述一个物体的运动过程;
②学会运动建模;也就是通过带有箭头的线段对物体运动过程形象化; ③掌握图像的画法;根据想象或自己建立的模型画出相应图像; ④学会图像与图像间的相互转换;
一、图像t x -:(斜率代表:v ,x 的正负只代表方向,不代表大小) 1、运动描述原则:
先描述方向,再描述做什么运动,能详细尽量详细; 例1:如右图所示(单一方向单一运动): ①静止;
②向正方向做匀速直线运动; ③向正方向做减速运动; ④向正方向做加速运动;
例2、如右图所示(单一方向匀速且周期变化运动): ①2
00
T -,向正方向做匀速直线运动(假设速度为1v ); ②
00
2
T T -,向正方向做匀速直线运动(假设速度为2v ); ③2300T
T -,以速度1v 向正方向做匀速直线运动;
④0022
3T T
-,以速度2v 向正方向做匀速直线运动;
由图中斜率大小知:21v v >
例3、如右图所示(单一方向加减速且周期变化运动) ①2
00
T -,向正方向做减速直线运动; ②
00
2
T T -,向正方向做加速直线运动; ③2300T
T -,向正方向做减速直线运动;
④0022
3T T
-,向正方向做加速直线运动;
例4、如右图所示(匀速往返运动) ①2
00
T -,向正方向做匀速直线运动; ②
00
2
T T -,向负方向做匀速直线运动; ③2300T
T -,向正方向做匀速直线运动;
④0022
3T T
-,向负方向做匀速直线运动;
例5、如右图所示(加减速往返运动) ①2
00
T -,向正方向做加速直线运动; ②
00
2
T T -,向正方向做减速直线运动; ③2300T
T -,向负方向做加速直线运动;
④0022
3T T
-,向负方向做减速直线运动;
例6、如右图所示(匀速迂回前进运动) ①2
00
T -,向正方向做匀速直线运动; ②
00
2
T T -,向负方向做匀速直线运动; ③2
300T
T -,向正方向做匀速直线运动;
④
00
22
3T T ,向负方向做匀速直线运动; 练习:
1、描述下图中的运动情况;
二、图像t v -:(斜率代表:a ,v 的正负只代表方向,不代表大小) 例1、如图所示(单一方向单一运动):
甲图:①向正方向做匀速直线运动;
②向正方向做匀加速直线运动; ③向正方向做匀减速直线运动; 乙图:①向正方向做加速度减小的加速运动;↑↓v a ,
②向正方向做加速度增大的加速运动;↑↑v a , ③向正方向做加速度增大的减速运动;↓↑v a , ④向正方向做加速度减小的减速运动;↓↓v a ,
例2、如图所示(单一方向匀加、减速且周期变化运动) ①2
00
T -,向正方向做匀加速直线运动; ②
00
2
T T -,向正方向做匀减速直线运动; ③2300T
T -,向正方向做匀加速直线运动;
④0022
3T T
-,向正方向做匀减速直线运动;
例3、如图所示(单一方向变加、变减速且周期变化运动) ①2
00
T -,向正方向做加速度增大的加速运动;↑↑v a , ②
00
2
T T -,向正方向做加速度减小的减速运动;↓↓v a , ③2300T
T -,向正方向做加速度减小的加速运动;↑↓v a ,
④0022
3T T
-,向正方向做加速度增大的减速运动;↓↑v a ,
如图所示 ①2
00
T -,向正方向做加速度增大的加速运动;↑↑v a , ②
00
2
T T -,向正方向做加速度减小的加速运动;↑↓v a , ③2300T
T -,向正方向做加速度增大的减速运动;↓↑v a ,
④0022
3T T
-,向正方向做加速度减小的减速运动;↓↓v a ,
例4、如图所示(往返匀速直线运动) ①2
00
T -,向正方向做匀速直线运动; ②
00
2
T T -,向负方向做匀速直线运动; ③2300T
T -,向正方向做匀速直线运动;
④0022
3T T
-,向负方向做匀速直线运动;
例5、如图所示(往返匀变速直线运动) ①2
00
T -,向正方向做匀加速直线运动; ②
00
2
T T -,向正方向做匀减速直线运动;
③2
30
0T T -,向负方向做匀加速直线运动; ④00
22
3T T -,向负方向做匀减速直线运动;
例6、如图所示(往返变加、变减速直线运动) ①2
00
T -,向正方向做加速度减小的加速运动;↑↓v a , ②
00
2
T T -,向正方向做加速度增大的减速运动;↓↑v a , ③2300T
T -,向负方向做加速度减小的加速运动;↑↓v a ,
④0022
3T T
-,向负方向做加速度增大的减速运动;↓↑v a ,
例7、如图所示(匀变速迂回前进) ①2
00
T -,向正方向做匀加速直线运动; ②
00
2
T T -,向正方向做匀减速直线运动; ③4500T
T -,向负方向做匀加速直线运动;
④234500T
T -,向负方向做匀减速直线运动;
⑤0022
3T T
-,向正方向做匀加速直线运动;
练习:
1、描述下列运动;
三、图像t a -:(加速度的正负代表方向,不代表大小,个人喜欢加速度方向和大小分开分析:也就是求加速度时只在乎其大小,运动分析时分析加速还是减速) 例1、如图所示为某一图像t a -,取向右方向为正方向;(匀变速直线运动) ①物体静止开始:向右做匀加速直线运动(加速度大小为0a ) ②有向右初速度:向右做匀加速直线运动(加速度大小为0a )
③有向左初速度:先向左做匀减速,再向右做匀加速直线运动(加速度大小为0a )
根据以上三种情况,其各自的图像t v -如下所示:(图④是将其画在同一图中,直线平行)
① ② ③ ④
例2、如图所示为某一图像t a -,取向右方向为正方向,物体从静止开始;(匀变速直线运动且周期性变化)
(1)当从0=t 时开始运动: ①2
00
T -,向右做匀加速直线运动; ②
00
2
T T -,向右做匀减速直线运动; ③2300T
T -,向右做匀加速直线运动;
④0022
3T T
-,向右做匀减速直线运动;
其图像t v -如下所示: 其图像t x -大致如下所示:
8
①
280
0T T -,向右做匀加速直线运动; ②87200T
T -,向右做匀减速直线运动; ③0087T T
-,向左做匀加速直线运动;
④8
900T
T -,向左做匀减速直线运动;
其图像t v -如下所示: 其图像t x -大致如下所示:
(3)当从4
T t =时开始运动: ①
240
0T T -,向右做匀加速直线运动; ②43200T
T -,向右做匀减速直线运动; ③0043T T
-,向左做匀加速直线运动;
④4
500T
T -,向左做匀减速直线运动;
其图像t v -如下所示: 其图像t x -大致如下所示:
8
①
2830
0T T -,向右做匀加速直线运动; ②85200T
T -,向右做匀减速直线运动; ③008
5T T
-,向左做匀加速直线运动;
④8
110
0T T -,向左做匀减速直线运动;
其图像t v -如下所示: 其图像t x -大致如下所示:
例3、如图所示为某一图像t a -,取向右方向为正方向,物体从静止开始;(变加、变减速直线运动且周期性变化) ①2
00
T -,向右做加速度增大的加速运动;↑↑v a , ②
00
2
T T -,向右做加速度减小的加速运动;↑↓v a , ③2300T
T -,向右做加速度增大的减速运动;↓↑v a ,
④0022
3T T
-,向右做加速度减小的减速运动;↓↓v a ,
其图像t v -如下所示:
11。