人教版高中物理必修第一册专题提升4运动图像追及相遇问题课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册全册综合课前预习ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。
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探究点一　x-t图像与v-t图像的区别
在物理学中,图像法是一种十分重要的方法,用图像法分析和解决物理问题往往比用解析法更简洁直观。运动学中,位移—时间图像(x-t图像)和速度—时间图像(v-t图像)是两种最典型的图像。这两种图像里包含了大量的信息,考试时可能会从各个方面考查,下面我们进行具体全面的描述。
【例1】 (多选)甲、乙两物体同时同地沿同一方向做直线运动,甲的x-t图像和乙的v-t图像如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.0~2 s内,甲、乙两物体之间的距离一直增大B.第3 s内,甲、乙两物体速度方向相反C.2~4 s内,甲、乙均做减速运动D.6 s末,甲、乙两物体均回到原出发点
解析 根据x-t图像的斜率表示速度,知0~2 s内甲物体沿正向做速度为2 m/s的匀速直线运动,乙沿正向做初速度为0的匀加速直线运动,甲的速度先大于乙的速度,后小于乙的速度,则甲、乙两物体之间的距离先增大后减小,故A错误;根据x-t图像的斜率表示速度,知第3 s内甲的速度为负,由v-t图像知第3 s内乙物体速度为正,则第3 s内甲、乙两物体速度方向相反,故B正确;2~4 s内,甲做负方向的匀速直线运动,乙2~3 s做正方向匀减速直线运动,3~4 s做负方向匀加速直线运动,故C错误;6 s末,甲的位移为零,v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,则t=6 s时,乙的位移为零,故6 s末,甲、乙两物体均回到原出发点,D正确。
方法技巧　v-t图像和x-t图像的应用技巧(1)确认是哪种图像,究竟是v-t图像还是x-t图像。(2)理解并熟记五个对应关系①斜率与加速度或速度对应;②纵截距与初速度或初始位置对应;③横截距对应速度或位移为零的时刻;④交点对应速度或位置相同;⑤拐点对应运动状态发生改变。
对点演练1.(2023重庆巴蜀中学高一期中)ETC是高速公路上电子不停车收费系统的简称。一辆汽车在进入ETC通道入口前减速到以54 km/h的速度匀速行驶,在进入ETC通道入口时速度减为18 km/h,匀速到达自动栏杆处,在通道内,ETC已完成车辆信息识别同时自动栏杆抬起,汽车通过自动栏杆之后,立刻加速到原来的速度,这一过程中其v-t图像如图所示,则(　　)
A.0~2 s内汽车的平均速率为7.5 m/sB.汽车减速阶段的加速度大小为18 m/s2C.车辆从开始减速到加速到原速度的位移为60 mD.从ETC通道入口到自动栏杆处的距离为30 m
探究点二　a-t、v2-x等特殊图像及应用
1.a-t图像中的五点信息
2.利用a-t图像求末速度:已知某段时间的初速度v0,求出a-t图像与坐标轴所围面积Δv,则这段时间的末速度v=v0+Δv。3.v2-x图像中的四点信息
【例2】 (多选)无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技,目前尚在完善中,它车头装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着前方88 m范围内车辆和行人的“气息”,制动反应时间为0.2 s,比有人驾驶汽车平均快1 s。如图所示为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图像(v为汽车的速度,x为位置坐标)。关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试,下列说法正确的是( 　　)A.制动加速度大小为10 m/s2B.以30 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3 sC.以30 m/s的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为51 mD.最大安全速度是40 m/s
方法技巧　解决非常规图像的方法:写出图像的函数式,与物理规律表达式对比,弄清纵截距、斜率的物理含义,由此求出速度、加速度或位移等。
对点演练2.(2023山东济南高一期末)如图所示,小勤用手机传感器记录了一段时间内某汽车加速度随时间变化的图像。设汽车前进的方向为正方向,已知小勤计时的零时刻汽车仪表盘显示车速为72 km/h。根据所学知识分析,以下说法正确的是(　　)A.第5 s末汽车的速度约为12 m/sB.第7 s末汽车速度为负,此时该汽车可能正在倒车C.第7 s末汽车的速度约为16 m/sD.汽车在2~5 s内位移小于5~7 s内位移
解析 根据题意有,汽车在零时刻的速度为v0=72 km/h=20 m/s,在a-t图像中,面积表示速度的变化量,则第5 s末汽车的速度约为v5=v0+3×4 m/s=32 m/s,第7 s末汽车的速度约为v7=v0+3×4 m/s-2×8 m/s=16 m/s,故A、B错误,C正确;根据题意,由公式x=vt可得,汽车在2~5 s内位移为 =78 m,汽车在5~7 s内位移为 =48 m,可知,汽车在2~5 s内位移大于5~7 s内位移,故D错误。
探究点三　追及和相遇问题
1.对“相遇”“追及”和“相撞”的认识(1)相遇问题两个物体(均可看成质点)在同一直线上运动,当它们同时到达同一位置时,即相遇。①如图所示,若两个物体相向运动,则二者位移大小之和等于开始时两物体间的距离,即xA+xB=x0时相遇。
②如图所示,若两个物体同向运动,则二者位移大小之差等于开始时两物体间的距离,即xA-xB=x0时相遇。
(2)追及问题同向运动的物体,若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,且后者的速度不小于前者的速度。(3)相撞问题沿同一条直线同向运动的物体,若后者能追上前者,且后者的速度大于前者的速度,即相撞。
2.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:即两者时间关系和位移关系,这两个关系可通过画两者的运动示意图得到。
3.追及相遇问题常见的情况假设物体A追物体B,开始时两个物体相距x0,有三种常见情况:(1)若vA=vB时,xA≥xB+x0,则A追上B;若xA=xB+x0时,vA≥vB,则A追上B。若vA=vB时,xA