运动的图像 追及和相遇问题
拐点转折点一般表示从一种运动变为另一种 5. 看“特殊点”交运 点动 在x-t图象上表示相遇,在v-t图象上
表示速度相等
3.追及和相遇问题 (1)追及问题的两类情况 ①若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且 后者速度一定不小于前者速度. ②若追不上前者,则当后者速度与前者相等时,两者相 距最近. (2)相遇问题的两类情况 ①同向运动的两物体追及即相遇. ②相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开 始时两物体间的距离时即相遇.
有t2-24 t+108=0
解得t1=6 s,t2=18 s t2=18 s不合题意,舍去. 因此,B车加速行驶的时间为6 s.
[答案] 6 s
图2
(4)图线与坐标轴围成的“面积”的意义 ①图线与坐标轴围成的“面积”表示相应时间内的_位__移__. ②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向 为_正_;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移 方向为_负_.
●温馨提示 (1)x-t图象、v-t图象都不是物体运动的轨迹,图象中各 点的坐标值是x、v与t一一对应. (2)x-t图象、v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决 定. (3)无论是x-t图象还是v-t图象,所描述的运动情况都是 直线运动.
线,说明物体处于_静__止_状态.(如图1甲
所示)
②若x-t图象是一条倾斜的直线,说明
物体在做_匀__速__直__线__运动.(如图1乙所
图1
示)
2.直线运动的v-t图象 (1)意义:反映了直线运动的物体_速__度_随_时__间_ 变化的规律.
(2)图线上某点切线的斜率的意义 ①斜率的大小:表示物体加速度的_大__小_. ②斜率的正负:表示物体加速度的_方__向__. (3)两种特殊的v-t图象 ①匀速直线运动的v-t图象是与横轴_平__行_ 的直线.(如图2甲所示) ②匀变速直线运动的v-t图象是一条_倾__斜_ 的直线.(如图2乙所示)
解:设A车的速度为vA,B车加速行驶时间为t,两车在t0时相遇,则有xA=vAt0 xB=vBt+1/2at2+(vB+at)(t0-t)式中t0=12 s,xA、xB分别为A、B两车相遇 前行驶的位移,依题意有xA=xB+x,式中x=84 m,代入得
t2-2t0t+
=0
代入题给数据vA=20 m/s,vB=4 m/s,a=2 m/s2
运动学图象“五看”
x-t 图象上倾斜直线表示匀速直线运动 1. 看“线” v-t 图象上倾斜直线表示匀变速直线运动 2. 看“斜率”vx--tt图图象象上上斜斜率率表表示示速加度速度
3. 看“面积”xv- -tt图 图象 象上 上面 图积 线无 和实 时际 间意 轴义 围成的“面积”表示
位移
4. 看“纵截距”xv--tt图图象象表表示示初初位速置度
图3
答案 ABC
【变式1】
a、b两个质点相对于同一原点在同一直
线上运动的x-t图象如图4所示,关于a、
b的运动,下列说法正确的是
( ).
A.a、b两个质点运动的出发点相距5 m
B.质点a比质点b迟1 s开始运动
图4
C.在0~3 s时间内,a、b的位移大小相
等,方向相反
D.质点a运动的速率比质点b的速率大
高考物理第一轮复习
运动的图像 追及和相遇问题
1.直线运动的x-t图象 (1)意义:反映了直线运动的图线上某点切线的斜率的意义
①斜率大小:表示物体速度的_大__小_.
②斜率的正负:表示物体速度的_方__向_.
(3)两种特殊的x-t图象 ①若x-t图象是一条平行于时间轴的直
法一 用临界条件求解. (1)当汽车的速度为 v=6 m/s 时,二者相距最远,所用时间 为 t=va=2 s 最远距离为 Δs=v0t-12at2=6 m. (2)两车距离最近时有 v0t=12at2 解得 t=4 s 汽车的速度为 v=at=12 m/s. 法二 用图象法求解. (1)汽车和自行车的 v-t 图象如图所示,由图象可得 t=2 s 时,二者相距最远.最远距离等于图中阴影部分的面积, 即 Δx=12×6×2 m=6 m.
答案 BC
【变式2】
四个质点做直线运动,它们的速度图象分别如图6所示,下 列说法中正确的是 ( ).
图6
A.四个质点在第1秒内的平均速度相同 B.在第2秒末,质点(3)回到出发点 C.在第2秒内,质点(1)、(3)、(4)做加速运动 D.在第2秒末,质点(2)、(3)偏离出发点位移相同
答案 CD
答案 AC
考点二 对v-t图象的理解及应用
【典例2】
甲、乙两物体从同一点开始做直线运
动,其v-t图象如图5所示,下列判断正
确的是( ).
A.在t0时刻两物体速度大小相等,方向 相反
B.在t0时刻两物体加速度大小相等,方
向相反
图5
C.在t0时刻之前,乙物体在甲物体前,并且两物体间距 离越来越大
D.在t0时刻之后,甲物体在乙物体前,并且两物体间距 离越来越大
在追及问题中,两物体存在最大距离、最小距离、 恰好追上、恰好追不上的条件是什么?
条件均为:速度相等。
(1)初速度为零的匀加速运动的甲物体追前面匀速运动的 乙物体时,一定能追上,在这过程中二者有最大距离的
条件是v甲=v乙.
(2)匀速运动的甲物体追同方向做匀加速运动的乙物体,
恰好追上、追不上的临界条件是两物体等速(v甲=v乙).
) 图7
A.若s0=s1+s2,两车不会相遇
B.若s0<s1,两车相遇2次
C.若s0=s1,两车相遇1次 D.若s.0=s2,两车相遇1次
答案 D
【变式4】
A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶.当B车在A车前84 m处时,B车速度为4 m/s,且正以2 m/s2的加速度做匀加速 运动;经过一段时间后,B车加速度突然变为零.A车一直以 20 m/s的速度做匀速运动.经过12 s后两车相遇.问B车加速 行驶的时间是多少?
(3)匀减速运动的物体追匀速运动的物体,与(2)相似.
考点一 对x-t图象的认识及应用
【典例1】
如图3所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的 x-t图象,下面说法正确的是 ( ).
A.甲、乙两物体的出发点相距x0 B.甲、乙两物体都做匀速直线运动
C.甲物体比乙物体早出发的时间为t1
D.甲、乙两物体向同方向运动
(2)两车距离最近时,即两个v-t图线下方面积相等时,由 图象得此时汽车的速度为v=12 m/s.
答案 (1)2 s 6 m (2)12 m/s
【变式3】
甲、乙两车在一平直道路上同向运动,
其v-t图象如图7所示,图中△OPQ和△OQT
的面积分别为s1和s2(s2>s1).初始时,甲车 在乙车前方s0处,则下列说法不正确的是(
考点三 追及、相遇问题
【典例3】
一辆汽车在十字路口等待绿灯,当绿灯亮时汽车以a=3 m/s2 的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以v0=6 m/s的速度
匀速驶来,从后边超过汽车,试问: (1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车 相距最远?最远距离是多大? (2)当汽车与自行车距离最近时汽车的速度是多大? 解析