步步高 学案导学设计学年高中物理 第一章 第六节 用图象描述直线运动课时作业 粤教版必修1.docx

步步高 学案导学设计学年高中物理 第一章 第六节 用图象描述直线运动课时作业 粤教版必修1.docx

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步步高学案导学设计学年高中物理第一章第六节用图象描述直线运动课时作业粤教版必修1

第六节　用图象描述直线运动

1．位移—时间图象

（1）表示位移与时间的关系的图象叫位移—时间图象（s－t图象，有时简称位移图象）．匀速直线运动中，位移和时间的关系图象是________________．变速直线运动的位移—时间图象不是______线，而是______线．

图1

（2）位移图象的倾斜程度反映了物体________的大小．在匀速直线运动中，v＝

是恒定的，如图1所示，v＝

＝tanθ，θ为位移图象与横轴的夹角．显然，在同一坐标系中，位移图象与横轴的夹角越大，表示物体的速度________，夹角越小，表示物体的速度________．

2．速度—时间图象

（1）表示________和时间的关系的图象叫速度—时间图象（v－t图象，有时简称速度图象）．在平面直角坐标系中，用纵轴表示________，横轴表示________，就可做出速度—时间图象．

（2）匀速直线运动的速度是恒定的，不随着________而改变，其________图象是与______平行的直线．

（3）匀变速直线运动的速度图象是一条____________．利用速度图象可以求出质点在t时间内的________，还可以利用速度图象的斜率求出质点运动的________．

3.

图2

一物体做直线运动的图象如图2所示，则该物体（　　）

A．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同

B．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反

C．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同

D．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反

4.

图3

如图3所示为甲、乙两质点的v－t图象，对于甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是（　　）

A．质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反

B．质点甲、乙的速度相同

C．在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同

D．质点甲、乙之间的距离一定越来越大

5．（双选）如图4所示为一物体做匀变速直线运动的图象．由图象作出的下列判断中正确的是（　　）

图4

A．物体始终沿正方向运动

B．物体先沿负方向运动，在t＝2s后沿正方向运动

C．在t＝2s前物体位于出发点负方向上，t＝2s后位于出发点正方向上

D．在t＝2s时，物体距出发点最远

【概念规律练】

知识点一　s－t图象的理解及应用

1．如图5所示是两个匀速直线运动物体的s－t（位移—时间）图象．哪条直线所表示的运动速度大？

各是多大？

图5

2.

图6

图6所示是某质点做直线运动的s－t图象，由图象可知（　　）

A．质点一直处于运动状态

B．质点第3s内位移是2m

C．此图象表示了质点运动的轨迹

D．该质点前4s内位移是2m

知识点二　应用v－t图象表示物体的运动

3.

图7

图7是一个物体运动的v－t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的．

（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？

（2）运动的方向是否变化？

（3）速度的大小是否变化？

怎样变化？

4．某物体沿一直线运动，其v－t图象如图8所示，则下列说法中正确的是（　　）

图8

A．第2s内和第3s内速度方向相反

B．第2s内和第3s内速度方向相同

C．第2s末速度方向发生变化

D．第5s内速度方向与第1s内方向相同

知识点三　v－t图象与物体的加速度

5．一质点做直线运动的v－t图象如图9所示，质点在0～t1内速度、加速度如何变化？

t1～t2内质点的速度、加速度各是多少？

图9

6.

图10

如图10所示是一个物体向东运动的速度图象．由图可知在0～10s内物体的加速度大小是________，方向是________，物体做________运动；在10～40s内物体的加速度为_________，物体做________运动；在40～60s内物体的加速度大小是________，方向是________，物体做________运动．

【方法技巧练】

利用v－t图象和s－t图象分析物体运动的方法

7.

图11

在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦床，如图11所示，是一名同学某次从蹦床跳起后的v－t图象，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题：

（1）他的速度大小是如何变化的？

（2）哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？

（3）从图象中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？

（4）他在t2时刻回到蹦床上了吗？

8.

图12

某同学星期天上午9时，从学校骑自行车出发，沿平直公路去拜访甲、乙两名同学，下午1时结束拜访开始原路返回，下午2时回到学校，整个过程他骑车走了三段位移，其位移—时间图象如图12所示，则在这三段运动过程中，他骑车的速度分别为v1＝_________，v2＝_________，v3＝________.

1．如图13所示为一物体做直线运动的v－t图象，则在0～t1和t1～t2时间内（　　）

图13

A．速度方向相同，加速度方向相同

B．速度方向相同，加速度方向相反

C．速度方向相反，加速度方向相同

D．速度方向相反，加速度方向相反

2．（双选）

图14

如图14是一辆汽车做直线运动的s－t图象，对相应的线段所表示的运动，下列说法正确的是（　　）

A．AB段表示车静止

B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移

C．CD段运动方向和BC段运动方向相反

D．CD段运动速度大于BC段运动速度

3.

图15

若有A、B、C三辆汽车同时同地出发沿笔直公路行驶，它们运动的情况在s－t图象中如图15所示，则在20s内，它们的平均速度关系为（　　）

A．vA＝vB＝vC

B．vA>vB＝vC

C．vA>vC>vB

D．vA＝vB

4．（双选）

图16

如图16所示为甲、乙两物体的位移—时间图象，则（　　）

A．甲、乙两物体都做变速运动

B．若甲、乙两物体在同一直线上运动，则一定会相遇

C．t1时刻甲、乙相遇

D．t2时刻甲、乙相遇

5．某物体运动的v－t图象如图17所示，下列说法不正确的是（　　）

图17

A．物体在第1s末运动方向发生变化

B．物体在第2s内和第3s内的加速度方向相同

C．物体在第2s末运动方向发生变化

D．物体在第1s末和第3s末的速度大小相同

6．（双选）如图18所示为某质点运动的速度—时间图象，下列有关该质点运动情况的判断正确的是（　　）

图18

A．0～t1时间内加速度为正，质点做加速运动

B．t1～t2时间内加速度为负，质点做减速运动

C．t2～t3时间内加速度为负，质点做减速运动

D．t3～t4时间内加速度为正，质点做加速运动

7．（双选）如图中每一个图都有两条图线，分别表示一种直线运动的加速度和速度随时间变化的图象，其中可能正确的是（　　）

8.

图19

如图19所示为甲、乙两质点在同一直线上运动的s－t图象，以甲的出发点为原点，出发时间即为计时的起点，则下列说法中不正确的是（　　）

A．甲、乙同时出发

B．甲开始运动时，乙在甲的前面s0处

C．甲、乙运动方向不同

D．甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止，做的是匀速直线运动

9.

图20

如图20所示是一辆汽车做直线运动的s－t图象，对相应的线段所表示的运动，下列说法不正确的是（　　）

A．AB段表示静止

B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移

C．CD段运动方向和BC段运动方向相反

D．CD段运动速度大小大于BC段运动速度大小

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

10.

图21

做直线运动的物体，其v－t图象如图21所示，试根据v－t图象判断：

（1）第1秒内，物体的加速度为多大？

（2）第2秒和第4秒内的加速度是否相同？

（3）在第4秒内，物体做什么运动？

11．如果一辆汽车做直线运动的s－t图象如图22所示，请分析：

图22

（1）以每5s为时间间隔，它在哪一段时间内的平均速度最大？

（2）据所得平均速度分析这辆汽车做什么运动．

第六节　用图象描述直线运动

课前预习练

1．

（1）一条倾斜的直线　直　曲　

（2）速度　越大　越小

2．

（1）速度　速度　时间　

（2）时间　速度　t轴　（3）倾斜的直线　位移　加速度

3．A　[根据图象可知，物体速度先增大后减小，即先做加速运动，后做减速运动．由于图线在时间轴上方，速度方向都为正，方向相同，故选项A正确．]

4．A　[速度、位移都是矢量，其正负表示与选取正方向的关系，两个矢量相同，必须大小和方向都相同；由于题目没有指明甲、乙两质点的初始位置，所以只根据甲、乙的速度方向相反，不能判断其具体的运动关系，它们有可能相向运动，也可能是反向运动．]

5．BD　[物体的运动方向即为速度方向．由图象知，在t＝2s前，速度为负，物体沿负方向运动，2s后速度为正，物体沿正方向运动，A是错的，B是正确的．

物体的位置由起点及运动的位移决定．取起点为原点则位置由位移决定．在v－t图象中，位移数值是图象与坐标轴所围的面积．由图象可知t<2s时物体的位移为负，t＝2s时绝对值最大．t＝2s后，位移为负位移与正位移的代数和，绝对值减小，所以t＝2s时位移绝对值最大即物体离出发点最远，所以D正确，C错，所以选B、D.]

课堂探究练

1．直线②所表示的运动速度大　1m/s　2m/s

解析　位移图象的斜率表示速度，直线②的斜率比较大，故直线②所表示的运动速度大．以v1、v2分别表示直线①、②所表示的运动的速度，则v1＝

＝1m/s，v2＝

＝2m/s.

2．D　[位移图象表明了位移随时间变化的关系，不是质点运动的轨迹，从图象可以看出，2s末到4s末物体处于静止状态；第3s内物体的位移为零，前4s内物体的位移为2m．]

点评　位移—时间图象是反映位移随时间变化的工具，图象上每一点表示某一时刻的位移，随时间的推移可反映出位移的变化，其斜率表示速度大小；v－t图象是用图象直观地反映速度随时间变化的工具，图象上每一点表示某一时刻的速度，随时间的推移可反映速度的变化．速度是矢量，其正负表示速度方向的变化．

3．

（1）具有一定的初速度　

（2）变化　（3）变化；先变大再不变再变小后反向变大

解析　

（1）由图象可知，在t＝0时，v≠0，所以物体具有一定的初速度．

（2）在0～t3这段时间内，速度为正值，说明物体沿正方向运动，t3时刻以后，速度为负值，说明物体沿与正方向相反的方向运动，所以物体运动的方向发生了变化．

（3）速度的大小发生变化，在0～t1时间内逐渐增大，t1～t2时间内速度大小不变，t2～t3时间内速度逐渐减小，在t3时刻速度为零，在t3时刻以后，速度反向，但大小又在逐渐增大

点评　

（1）v－t图象是用图象直观地反映速度随时间变化的工具．图象上每一点表示某一时刻的速度，随时间的推移可反映速度的变化．速度为矢量，其正负表示速度的方向．

（2）v－t图象表示的是速度随时间变化的关系，而不是物体运动的轨迹．

4．B

5．见解析

解析　速度的变化由图线可以直接看出，而加速度的变化需要看图线上各点的斜率如何变化．

如题图可知：

在0～t1时间内质点的速度逐渐增大，且不是匀变速直线运动，v－t图象的倾斜程度逐渐减小，图象的斜率逐渐减小，即加速度逐渐减小，速度增加得越来越慢；在t1～t2时间内，质点的速度为v1，加速度为零．

点评　加速度只反映速度变化的快慢，不反映速度的大小，加速度大，速度变化得快；加速度小，速度变化得慢；加速度为零，速度不变，即质点做匀速直线运动或静止．

6．3m/s2　向东　匀加速直线　0　匀速直线　1.5m/s2

向西　匀减速直线

7．见解析

解析　

（1）在0～t1时间内速度由v0逐渐减小到零，在t1～t2时间内速度由零增大到v0.

（2）速度由初速度v0减小到零的过程是上升过程，所对应的时间为0～t1；速度由零增大到v0的过程是下降过程，所对应的时间为t1～t2.

（3）从图象中可以看出，上升过程速度为正，下降过程速度为负，因此，是选定上升过程的速度方向为正方向．

（4）由于上升过程与下降过程是对称的，故t2时刻刚好回落到蹦床上．

8．15km/h　15km/h　－30km/h.

解析　由s－t图象知第一阶段的速度

v1＝

＝15km/h

第二阶段的速度v2＝v1＝15km/h

第三阶段的速度v3＝

＝

km/h＝－30km/h.

课后巩固练

1．B　2.AC

3．A　[在图所示的s－t图象中，由图象中各点切线的斜率表示物体的速率可知：

A汽车开始时做速度减小的变速运动，速度减小到零后反向做速度增大的变速运动，在20s内，它正向运动到离原点距离大于s0后又做反向运动回到离原点距离为s0处．B汽车是做匀速直线运动．C汽车做速度不断增大的变速运动，且它在运动过程中方向不变，即C汽车做单方向的变速直线运动．在20s内，三辆汽车的位移均为s0.因此，它们的平均速度相同，A正确．]

4．BC　[从图象可以看出甲、乙都做匀速直线运动，而运动方向相反，若两者在同一直线上运动，两者一定会相遇，在t1时刻，甲、乙离开参考点的位移（矢量）相同，即两者在同一位置上，所以两者相遇，应选A、B、C.]

5．A

6．AB　[由图象可知，在0～t1时间内加速度为正，速度也为正，加速度方向与速度方向相同，故质点做加速运动；在t1～t2时间内加速度为负，速度为正，加速度方向与速度方向相反，故质点做减速运动；在t2～t3时间内加速度为负，速度也为负，加速度方向与速度方向相同，故质点做加速运动；在t3～t4时间内加速度为正，速度为负，加速度方向与速度方向相反，质点做减速运动．]

7．AD　[在A图中物体做匀变速直线运动，速度减小至零后再反向运动，其加速度a<0，所以是可能的，故A正确；在B、C图象中，速度恒定，其加速度为零，所以加速度不会变化，故B、C均错；在D图中，物体做匀加速直线运动，其加速度不变，且a>0，故有可能，D正确．]

8．C　[在s－t图象中，图象开始时的横坐标表示初始时刻，纵坐标表示初始位置，甲、乙从计时开始同时出发，A对；甲出发时在原点，乙出发时在距原点的正方向s0处，B对；斜率表示速度，乙沿正方向做匀速直线运动，甲在0～t1和t2～t3沿正方向分别做匀速直线运动，但t1～t2斜率为零，即在途中停止了一会儿，D对，只有C不正确．]

9．B　[分析题图可知：

AB段表示汽车静止；BC段表示汽车向正方向做匀速直线运动，发生的位移为8m，vBC＝

＝

m/s＝4m/s；CD段表示汽车反方向做匀速直线运动，发生的位移为－12m，vCD＝

＝

m/s＝－6m/s，负号表示运动方向与正方向相反．]

10．

（1）4m/s2　

（2）加速度相同　（3）物体做沿负方向的加速度为负且不变的加速直线运动

解析　

（1）物体在第1秒内，速度从0增加到4m/s，故加速度大小a1＝

＝

m/s2＝4m/s2.

（2）第2秒和第3秒内的加速度相同，该过程中物体的加速度a2＝a3＝

＝

m/s2＝－2m/s2.

在第4秒内，物体的速度从0至－2m/s，故该过程中加速度a4＝

＝

m/s2＝－2m/s2.

可见，第2秒和第4秒内的加速度相同．

（3）在第4秒内，物体做沿负方向的加速度为负且不变的加速直线运动．

11．见解析

解析　对于该题要正确地识别s－t图象，从图象数据出发，充分利用图象的数据，得到各段的平均速度，然后再分析物体速度的变化情况．

（1）前5s内平均速度v1＝1m/s；5～10s内平均速度v2＝3m/s；10～15s内的平均速度v3＝5m/s；15～20s内的平均速度v4＝7m/s.由此可见，汽车在15～20s这5s内的平均速度最大．

（2）由以上所得平均速度的大小可知，汽车正在做加速运动，速度随时间不断增大．