答案解析
三、v-t图
1.物理意义:速度和时间的函数关系(速度随时间的变化规律)。
2.只能描述直线运动(因为速度v只有正负两个方向,而正负方向在同一直线上)。
3.斜率(导数)表示加速度,斜率为正,表示加速度为正方向(不一定是加速运动)。
4.图线与t轴围成的面积表示这段时间内的位移(积分),如果在t轴下面,面积要取负值。上下面积取绝对值之和表示路程。
5.两v-t图的交点表示速度相等,两v-t图平行表示加速度相等,两v-t图面积相等表示相遇(起点相同).
例:一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示,根据图象可知()
A. 0∼4s内物体一定在做曲线运动
B. 0∼4s内物体的速率一直在减小
C. 物体加速度的方向在2s时发生改变
D. 0∼4s内物体速度变化量的大小为8m/s
解答:
A. v−t图象只能表示直线运动的规律,故A错误。
B. 0∼4s内物体的速率先减小后增大,故B错误。
C. 根据速度图象的斜率等于物体的加速度,知物体加速度的方向在2s时没有改变,故C错误。
D. 0∼4s内物体速度变化量为△v=v−v0=−3−5=−8m/s,速度变化量的大小为8m/s,故D正确。故选:D。
四、a-t图
1.物理意义:加速度和时间的函数关系(加速度随时间的变化规律)。
2.可以描述直线运动,也可以描述曲线运动(因为速度方向未知,例如平抛运动)。
3.图线与t轴围成的面积表示这段时间内的速度变化量δv(积分),只有当初速度为0时,面积才是速度,如果在t轴下面,面积要取负值(不一定是减速运动)。
4.纵轴物理量加速度a乘以质量,就变成了ma这个合力物理量了(放缩),因此可以转化为合力-时间图了。面积表示合力的冲量了。
例:宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度(jerk)的概念。加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图。下列说法正确的是()
A. t=1s时急动度是0.5m/s3
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大反向
C. 2s−4s内的质点做减速运动
D. 0−6s内质点速度方向不变
解答:A. t=1s时急动度是△a/△t=2−1/2=0.5m/s3.故A正确。
B. 加速度对时间的变化率称为急动度,等于a−t图象的斜率。则知t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大同向,故B错误。C. 根据a−t图象与t轴所围的面积表示速度的变化量,知2s−4s内质点的速度增大,做加速运动,故C错误。D. 根据a−t图象与t轴所围的面积表示速度的变化量,知0−6s内质点速度的变化量均为正,说明质点速度方向不变,故D正确。故选:AD。
五、x/t-t图(平均速度-时间图)
1.物理意义:平均速度和时间的函数关系(平均速度随时间的变化规律)。
2.只能描述直线运动(平均速度方向就是位移方向)。
3.图线横纵坐标乘积(状态面积,不是过程面积),表示从计时开始到该时刻这段时间内的位移
4.斜率表示a/2.
5.纵轴截距表示初速度(时间趋近零的平均速度就是瞬时速度)
例:汽车在平直公路上匀速行驶,因特殊情况需刹车,其刹车过程的x/t-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车过程做的是匀减速直线运动
B.汽车从开始刹车,经5.0s停下来
C.汽车匀速行驶时的速度为10m/s
D.汽车刹车过程的加速度大小为2.0m/s2