2020版高考物理一轮复习 第一章 直线运动（第3课时）课件

第一章直线运动返回导航一、xt图像与vt图像1．xt图像(1)图线平行于t轴，物体处于_______状态．(2)图像为倾斜直线，物体做______________运动．(3)斜率的意义：图线上某点切线的斜率的大小表示物体在该点______的大小，斜率正负表示物体_______的方向．静止匀速直线速度速度返回导航2．vt图像(1)图线平行于t轴，物体做____________运动．(2)图像为倾斜直线，物体做_______________运动．(3)斜率及“面积”的意义：图线上某点切线的斜率表示_________；图线与时间轴围成面积表示相应时间内的______的大小．二、追及、相遇问题1．追及问题(1)后者追前者，追上时在同一位置且后者速度________前者．(2)后者追不上前者，速度相等时距离______．2．相遇问题(1)同向运动时追及即为相遇．(2)相向运动相遇时，两物体位移大小之和等于__________．匀速直线匀变速直线加速度位移不小于最小初始间距返回导航1．如图是一辆汽车做直线运动的x－t图象，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是()A．OA段运动速度最大B．AB段物体做匀速运动C．CD段的运动方向与初始运动方向相反D．运动4h汽车的位移大小为30km返回导航C解析：A、由图看出，CD段的斜率最大，则CD段物体运动速度最大．故A错误．B、AB段物体的位移不随时间而变化，速度为零，物体处于静止状态．故B错误．C、OA段物体沿正方向运动，CD段物体沿负方向运动，所以CD段的运动方向与OA段的运动方向相反．故C正确．D、运动4h汽车的位移大小为0km－0km＝0km.故D错误．故选：C.返回导航2．(2015广东理综)甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移—时间图像如图所示．下列表述正确的是()A．0.2～0.5小时内，甲的加速度比乙的大B．0.2～0.5小时内，甲的速度比乙的大C．0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的小D．0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等返回导航B解析：在位移—时间图像中，图线的斜率表示物体的速度，由题图知在0.2～0.5小时内，甲、乙两人的st图线皆为直线，且甲的图线斜率大，可知两人都做匀速运动，且甲的速度大，选项A错误，B正确；st图线上某点的纵坐标表示对应时刻物体的位移，两纵坐标的差值表示对应时间段内位移的大小，故0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的位移大，选项C错误；物体单向直线运动中路程等于位移的大小，有反向运动时路程等于每个阶段中位移大小之和，故知0.8小时内两人位移相等，但甲骑行的路程大于乙骑行的路程，选项D错误．返回导航3．(多选)人们将加速度随时间的变化率称为加加速度，也称为急动度，符号用j表示．研究表明，加加速度能引起人不同的心理和生理效应，这一效应在交通设施的设计中已得到高度重视．甲、乙两汽车(可以看成质点)在同一直线上的M、N两点间运动的v­t图像分别如图中的图线A、B所示，t＝0时刻两辆汽车均在M点，末位置均在N点，已知乙加速阶段和减速阶段的加速度大小相等．下列说法正确的是()返回导航A.t1＝50B．在t＝20s时，甲汽车的加加速度非常大C．在t＝20s时，甲、乙两车的间距最大D．在t＝10s时，乙汽车的加加速度为零返回导航AB解析：两车的位移相等，利用图线与t轴围成的面积表示位移得12×40×40m＝12(t1＋t1－20)s×20m/s，解得t1＝50，故A正确．在t＝20s时，甲汽车的加速度由2m/s2突变为－2m/s2，用时为0，故加加速度趋近于无穷大，B正确．由图像可知，在t＝30s时，甲、乙两年的间距最大，选项C错误．在t＝10s时，乙汽车的加速度由2m/s2突变为0，故加速度趋近于无穷大，选项D错误．返回导航4．(多选)(2016全国1卷)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则()A．在t＝1s时，甲车在乙车后B．在t＝0时，甲车在乙车前C．两车另一次并排行驶的时刻是D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为返回导航BD解析：根据v－t图，甲、乙都沿正方向运动。t＝3s时，甲、乙相遇，v甲＝30m/s，v乙＝25m/s，由位移和图面积对应关系，0－3s内位移x甲＝12×3×30m＝45m，x乙＝12×3×(10＋25)m＝52.5m.故t＝0时，甲乙相距Δx1＝x乙－x甲＝7.5m，即甲在乙前方7.5m，B选项正确。0－1s内，x′甲＝12×1×10m＝5m，x′乙－x′甲＝7.5m，说明甲、乙在15米第一次相遇。由图象知，1到3s两车的位移相等，第3s第2次相遇。1到3s，四车的位移为：x＝rt＋12a甲t2＝400m。即甲、乙两次相遇地点之间的距离为40m，所以D选项正确；返回导航BD解析：根据v－t图，甲、乙都沿正方向运动。t＝3s时，甲、乙相遇，v甲＝30m/s，v乙＝25m/s，由位移和图面积对应关系，0－3s内位移x甲＝12×3×30m＝45m，x乙＝12×3×(10＋25)m＝52.5m.故t＝0时，甲乙相距Δx1＝x乙－x甲＝7.5m，即甲在乙前方7.5m，B选项正确。0－1s内，x′甲＝12×1×10m＝5m，x′乙－x′甲＝7.5m，说明甲、乙在15米第一次相遇。由图象知，1到3s两车的位移相等，第3s第2次相遇。1到3s，四车的位移为：x＝rt＋12a甲t2＝400m。即甲、乙两次相遇地点之间的距离为40m，所以D选项正确；返回导航考点一xt图像与vt图像的应用1．x－t图象与v－t图象的比较x－t图象v－t图象图象举例意义倾斜直线表示匀速直线运动；曲线表示变速直线运动倾斜直线表示匀变速直线运动；曲线表示变加速直线运动返回导航运动情况甲做匀速直线运动，乙做速度逐渐减小的直线运动丙做匀加速直线运动，丁做加速度逐渐减小的变加速直线运动位移0～t1时间内甲、乙位移相等0～t2时间内丁的位移大于丙的位移平均速度0～t1时间内甲、乙平均速度相等0～t2时间内丁的平均速度大于丙的平均速度返回导航2．三点说明(1)x－t图象与v－t图象都只能描述直线运动，且均不表示物体运动的轨迹；(2)分析图象要充分利用图象与其所对应的物理量的函数关系；(3)识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点．返回导航【跟进题组】1．[两类图像的比较]如图所示的位移—时间(x－t)图象和速度—时间(v－t)图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方面运动的情况，则下列说法正确的是()A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．0－t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．0－t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0－t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等返回导航C解析：在x－t图象中表示的是做直线运动的物体的位移随时间的变化情况，而不是物体运动的轨迹．由于甲、乙两车在0～t1时间内做单向的直线运动，故在这段时间内两车通过的位移和路程均相等，A、B选项均错．在v－t图像中，t2时刻丙，丁速度相等，故两者相距最远，C选项正确．由图线可知，0～t2时间内丙的位移小于丁的位移，故丙的平均速度小于丁的平均速度，D选项错误．返回导航2．[速度图象的应用]一汽车沿平直公路运动，某段时间内的速度－时间图象如图所示，则()A．在0－t1时间内，汽车做匀减速直线运动B．在0－t1时间内，汽车的位移等于v1t1返回导航C．在t1－t2时间内，汽车的平均速度等于v1＋v22D．在t1－t2时间内，汽车的平均速度小于v1＋v22D解析：A、根据速度图象可知，在0－t1时间内，汽车的速度先减小后增大，不是匀减速直线运动，故A错误；B、速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移大小，根据图象可知，在0－t1时间内，汽车的位移小于v1t1，故B错误；返回导航CD、若t1－t2时间内，汽车做匀减速直线运动，则其平均速度为v1＋v22，而汽车的实际位移小于匀减速运动的位移，所以平均速度小于v1＋v22，故C错误，D正确．故选：D返回导航特别提醒理解vt图像的注意点(1)运动方向的改变：速度由正变负或由负变正，表示运动方向发生改变．(2)两物体的初始位置：对t＝0时两条vt图线不相交，并不表示两物体初始位置不同，位置是否相同应根据题干条件判定．(3)运动加速度：从图线的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向．(4)运动的位移：从图线与时间轴围成的面积得到位移，图线与返回导航考点二运用图像解决实际问题【典例】如图所示，两物体由高度相同、路径不同的光滑斜面由静止下滑，物体通过两条路径的长度相等，通过C点前后速度大小不变，且到达最低点B，D时，两点的速度大小相等．则下列说法正确的是()A．物体沿AB斜面运动时间较短B．物体沿ACD斜面运动时间较短C．物体沿两个光滑斜面运动时间相等D．无法确定返回导航〖思路探究〗(1)能否画出物体沿ACD斜面运动的速度—时间图像？答案：不能画出．因为物体沿ACD斜面运动方向发生改变，只能画出速率—时间图像．返回导航(2)速率—时间图像与t轴围成面积的物理意义是什么？B解析：返回导航由于两斜面光滑，且物体通过C点前后速度大小不变，两物体到达斜面最低点的速度大小相等，而且两物体运动路程相等，故可利用速率—时间图像进行分析比较．从图中可以看出，沿ACD运动时，起始阶段加速度较大，故其速率图像起始阶段斜率较大，且二者末速度大小相等，为了保证最后速度大小一样且包围的面积(路程)一样，可以看到通过AB的时间t1大于通过ACD的时间t2，所以沿ACD斜面运动时间较短，故选项B正确．答案：速率—时间图像与t轴围成面积表示物体的路程．返回导航用图像解答物理问题的方法运用图像法时，要结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图像，再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量．返回导航【跟进题组】1．(多选)(2018全国3卷)甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是()返回导航A．在t1时刻两车速度相等B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D．从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等答案：CD返回导航2．(多选)(2018全国2卷)甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是()A．两车在t1时刻也并排行驶B．t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小D．乙车的加速度大小先减小后增大答案：BD返回导航考点三追及、相遇问题1．追及、相遇问题中的一个条件和两个关系(1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能够追上、追不上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点．(2)两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过画运动示意图得到．返回导航2．追及、相遇问题常见的情况假设物体A追上物体B，开始时，两个物体相距x0，有三种常见情况：(1)A追上B时，必有xA－xB＝x0，且vA≥vB.(2)要使两物体恰好不相撞，两物体同时到达同一位置时速度相同，必有xA－xB＝x0，vA＝vB.(3)若使两物体保证不相撞，则要求当vA＝vB时，xA－xB＜x0，且之后vA≤vB.返回导航【典例】一火车以速度v1匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距s处有另一火车沿同方向以速度v2(相对地且v1＞v2)做匀速运动．司机立即以大小为a的加速度紧急刹车．要使两车不相撞，试求加速度a的大小应满足的条件．〖思路探究〗本题属于匀减速追匀速的问题，两车刚好不相撞的临界条件是两车在速度相等时相遇，可以运用多种方法求解．返回导航规范解答：解法一：物理分析法后面的火车以大小为a的加速度做匀减速运动，设减速到v2时的位移为s1，则s1＝v21－v222a，所用的时间t＝v1－v2a.设前面的火车在时间t内的位移为s2，有s2＝v2t＝（v1－