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1对“v-t”图的理解
(1)图1是匀速直线运动的“v-t”图
(ⅰ)由图可直接读出速度的大小v0;
(ⅱ)可求出一段时间t0内的位移
s=v0t0(图中“阴影”的“面积”)
(2)图2是初速度为零的匀加速直线运动的“v-t”图,
(ⅰ)由图可求出任一时刻的速度;
(ⅱ)由图可求出某一速度对应的时刻
(ⅲ)可求出一段时间t0内的位移
s=12at20.
(ⅳ)可求出质点运动的加速度
k=tanα=v2-v1t2-t1=a,
式中k为直线的斜率,其值大小等于a的大小.
(3)图3是变加速直线运动的“v-t”图,在图上任取两点A、B,作出过A、B的切线,比较切线与水平线的夹角α、β,因α<β,有aA 匀加速运动的特点:加速度不变.
2对“v-t”图的应用
例1某物体做直线运动,物体的v-t图象如图4所示,若初速度的大小为v0,末速度的大小为vt,则在时间t1内物体的平均速度v
A. 等于12(v0 vt)
B. 小于12(v0 vt)
C. 大于12(v0 vt)
D. 条件不足,无法比较
解析“v-t” 图象所围“面积”大小等于位移大小.若物体在t1的时间内做匀变速直线运动,则平均速度等于v0 vt2,对于做匀加速直线运动的物体在t1时间内的位移如图5中虚线所示.由此可知,物体在t1的时间内的位移大于v0 vt2.
答案C
例2如图6所示为两个光滑的斜面,两斜面的高度相同,且AB BC=A1C1,今让小球分别从斜面(a)的A点和斜面(b)的A1点无初速释放,若不计小球在B点损失的能量,试问哪种情况,小球滑至斜面底端历时较短?
解法一在A1C1上取A1B1=AB,
由图可知vB>vB1,
另由机械能守恒定律有vC=vC1,
vB2t1=vB12t11,
得t1 vB vC2t2=vB1 vC12t21,
得t2 因t1 t2 解法二利用“v-t”图求解.在两种情况下小球在底端时速度大小相等,而在图6(a)中,小球在AB段加速度较大,在BC段加速度较小.因AC=A1C1,图象“面积”应相等.由图7可知,在图6(b)情况下,小球滑至底端历时较短.
点评在解法一中巧妙地利用AB=A1B1,将A1C1分成两段进行对比.解法二的特点是简明、直观.
例3水平恒定拉力F1、F2分别作用于水平面上的物体一段时间后撤去,使物体都由静止开始运动,而后又停下.如果物体在这两种情况下的总位移相等且F1>F2,那么在这两个过程中,F1、F2对物体作用的冲量的大小判断正确的是
A. F1比F2的冲量大
B. F1比F2的冲量小
C. F1与F2的冲量相等
D. 条件不足,无法判断
解析题目中已给定了作用力的大小关系,只要能判断两次作用时间的长短,即可比较两次冲量的大小.由题意可知,物体运动时必受摩擦力的作用,先做加速运动,后做减速运动.由于拉力水平,故物体两次所受的摩擦力相等,物体做加速运动的加速度a11>a21,做减速运动时a12=a22,作出“v-t”图象(如图8所示),因为两次发生的位移相等,即图中两块画斜线的“面积”相等.由此可见 .
设阻力为 ,F1、F2对物体的冲量分别为I1、I2,对物体的两次运动过程运用动量定理分别有
I1-ft1=0(1)
I2-ft2=0(2)
由此可知,I1>I2,故选项B正确.
答案B
(1)图1是匀速直线运动的“v-t”图
(ⅰ)由图可直接读出速度的大小v0;
(ⅱ)可求出一段时间t0内的位移
s=v0t0(图中“阴影”的“面积”)
(2)图2是初速度为零的匀加速直线运动的“v-t”图,
(ⅰ)由图可求出任一时刻的速度;
(ⅱ)由图可求出某一速度对应的时刻
(ⅲ)可求出一段时间t0内的位移
s=12at20.
(ⅳ)可求出质点运动的加速度
k=tanα=v2-v1t2-t1=a,
式中k为直线的斜率,其值大小等于a的大小.
(3)图3是变加速直线运动的“v-t”图,在图上任取两点A、B,作出过A、B的切线,比较切线与水平线的夹角α、β,因α<β,有aA
2对“v-t”图的应用
例1某物体做直线运动,物体的v-t图象如图4所示,若初速度的大小为v0,末速度的大小为vt,则在时间t1内物体的平均速度v
A. 等于12(v0 vt)
B. 小于12(v0 vt)
C. 大于12(v0 vt)
D. 条件不足,无法比较
解析“v-t” 图象所围“面积”大小等于位移大小.若物体在t1的时间内做匀变速直线运动,则平均速度等于v0 vt2,对于做匀加速直线运动的物体在t1时间内的位移如图5中虚线所示.由此可知,物体在t1的时间内的位移大于v0 vt2.
答案C
例2如图6所示为两个光滑的斜面,两斜面的高度相同,且AB BC=A1C1,今让小球分别从斜面(a)的A点和斜面(b)的A1点无初速释放,若不计小球在B点损失的能量,试问哪种情况,小球滑至斜面底端历时较短?
解法一在A1C1上取A1B1=AB,
由图可知vB>vB1,
另由机械能守恒定律有vC=vC1,
vB2t1=vB12t11,
得t1
得t2
点评在解法一中巧妙地利用AB=A1B1,将A1C1分成两段进行对比.解法二的特点是简明、直观.
例3水平恒定拉力F1、F2分别作用于水平面上的物体一段时间后撤去,使物体都由静止开始运动,而后又停下.如果物体在这两种情况下的总位移相等且F1>F2,那么在这两个过程中,F1、F2对物体作用的冲量的大小判断正确的是
A. F1比F2的冲量大
B. F1比F2的冲量小
C. F1与F2的冲量相等
D. 条件不足,无法判断
解析题目中已给定了作用力的大小关系,只要能判断两次作用时间的长短,即可比较两次冲量的大小.由题意可知,物体运动时必受摩擦力的作用,先做加速运动,后做减速运动.由于拉力水平,故物体两次所受的摩擦力相等,物体做加速运动的加速度a11>a21,做减速运动时a12=a22,作出“v-t”图象(如图8所示),因为两次发生的位移相等,即图中两块画斜线的“面积”相等.由此可见 .
设阻力为 ,F1、F2对物体的冲量分别为I1、I2,对物体的两次运动过程运用动量定理分别有
I1-ft1=0(1)
I2-ft2=0(2)
由此可知,I1>I2,故选项B正确.
答案B