速度时间图像
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速度—时间图像
一、速度—时间图像的建立:在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,横轴表示时间,图象中的任一点表示某时刻的速度,得到速度-时间图象(v-t图象),简称速度图象.
二、速度—时间图象的意义:v-t图象反映的是速度随时间的变化关系,它并不是物体的运动轨迹.
三、速度时间图像的应用:
1 确定任意时刻的瞬时速度的大小,可以从图像上直接读出
2 速度的方向,图像在 t 轴上方,表示物体的运动方向与选定的正方向相同;图像在 t 轴下方,表示物体的运动方向与选定的正方向相反
3 匀速直线运动的v-t图像是一条平行于t轴的直线。(若图像是倾斜的直线,表示物体在做匀变速直线运动,直线的斜率代表加速度,斜率的大小代表加速度的大小,斜率的正负代表加速度的方向;若图线是一般的曲线表示物体进行一般的变速运动)
4 从匀速直线运动的v-t图像可以求出位移。其实无论v-t图像是怎样的线,其图像与时间轴所夹的面积均表示这段时间内的位移
5 只有直线运动才能做出物体的速度时间图像和时间图像
图象与图象的比较:
图象图象
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度)。①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度)。
②表示物体静止。②表示物体做匀速直线运动。
③表示物体静止。③表示物体静止。
④表示物体向反方向做匀速直线运动;初位移为s0。④表示物体做匀减速直线运动;初速度为v0。
⑤交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移。⑤交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度。
⑥ 0~t1时间内物体位移为s1。⑥ t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分
面积表示质点在0~t1时间内的位移)。
例1 下图是甲、乙两物体运动的速度图象,下列说法正确的是()
A.物体甲处于静止状态
B.物体乙刚开始时以5 m/s的速度与甲物体同向运动
C.物体乙在最初3 s内的位移是10 m
D.物体乙在最初3 s内的路程是10 m
例2图所示为某物体做直线运动的v-t图象.试分析物体在各段时间内的运动情况,并计算各阶段加速度的大小和方向以及物体的总位移。
例3若一质点从t=0开始由原点出发,其v-t图象如图所示,则
该质点()
A.当t=1 s时,离原点最远 B.当t=2 s时,离原点最远
C.当t=3 s时,回到原点D.当t=4 s时,回到原点
3、下图所示是曲线形状相同的v-t图象甲和x-t图象乙.试分析两图各自表示的运动情况.
4 右图所示Ⅰ、Ⅱ分别为甲、乙两物体运动的速度图象根据图象填写下列各空:
当t = 0时, v
甲= v
乙
= ____
t = 2s时v
甲= v
乙
=
在0—3s内, S
甲= m, S
乙
=___ m
两个位移大小比较S S
甲乙
(填= < >)
6如图示①②是两个物体甲乙做直线运动的速度图象,它们的加速度分别是a1、a2,则由图可知()
A.甲做匀加速直线运动,乙做匀减速直线运动
B.甲和乙的速度方向相同
C.甲和乙的加速度方向相反
D.甲的加速度数值比较大
7 图为一物体做直线运动的速度图象,根据图作如下分析,(分别用v1、a
1
表示物体在0~t1时间内的速度与加速度;v2、a2 表示物体在t1~t2时间内的速度与加速度),分析正确的是()
A.v1与v2方向相同,a1与a2方向相反
B.v1与v2方向相反,a1与a2方向相同
C.v1与v2方向相反,a1与a2方向相反
D.v1与v2方向相同,a1与a2方向相同
8 甲、乙两物体在同一直线上运动,它们的V--t图象如图所示,由
此可知( )。
A.在t l时刻,甲和乙的加速度一定相同;
B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相等,方向相反;
C.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反;
D.在t2时刻,甲和乙的速度相同,加速度也相同。
9 某物体运动的v-t 图象如图所示,则该物体()
A.做往复运动
B.做匀速直线运动
C.朝某一方向做直线运动
D.以上说法都不正确
图2-12 气垫导轨 1.工字钢底座 2.底脚螺丝 3.滑轮 4.光电门 5.导轨 6.挡光板 7.滑块 8.缓冲弹簧 9.进气嘴 10 一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图象如图所示,由图象可知( )
A .0--t a 段火箭的加速度小于t a --t b 段火箭的加速度
B .在0--t b 段火箭是上升的,在t b --t c 段火箭是下落的
C .t b 时刻火箭离地面最远
D .t c 时刻火箭回到地面
气轨是一种力学实验装置,利用从导轨表面的小孔喷出的压缩空气,使气轨表面与气轨上的滑块之间形成了一层很薄的“气垫”。这样,滑块在导轨表面运动时,就不存在接触摩擦力,只有小的多得空气粘滞力和运动时周围空气的阻力,几乎可以看成是无摩擦运动。使用气轨可以大大减少力学实验中难于克服的摩擦力的影响,使实验效果大大改善。目前,气垫技术在很多部门得到广泛应用,是一种有着广泛发展前途的新技术。
一、气轨的组成 1.导轨
导轨是用三角形铝合金材料制成。可以调整其平直度,常把它用螺丝固定在工字钢上,导轨长 1.50~2.20 m ,两侧面非常平整,并且均匀分布着许多很小的气孔。导轨一端封闭,上面装有定滑轮,另一端有进气嘴,通过皮管与气源相连。当压
缩空气进入导轨后,从小气孔喷出,在导轨和滑块之间形成空气层,导轨和滑块两端都装有缓冲弹簧,使滑块可以往返运动。工字钢底部装有3个底脚螺丝,用来调节导轨水平,或将垫块放在导轨底脚螺丝下,以得到不同的斜度。
2.滑块
滑块是在导轨上运动的物体,一般用角铝制成,内表面经过细磨,能与导轨的两侧面很好的吻合。当导轨中的压缩空气由小孔喷出时,垂直喷射到滑块表面,它们之间形成空气薄层,使滑块浮在导轨上(图2-13)。根据实验要求,滑块上可以安装挡光板、重物或砝码。滑块两端除可装缓冲弹簧外,也可装尼龙搭扣及轻弹簧。
利用从导轨表面上的小孔喷出的压缩空气,使导轨表面与滑块之间的摩擦力大大减小,气轨上的滑块运动几乎可以看做是无摩擦的运动。当气轨水平放置时,自由漂浮的滑块所受的合外力为零,因此,滑块在气轨上可以静止,或以一定的速度作匀速直线运动。在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为L ∆的挡光板,当滑块经过设在某位置上的光电门时,挡光板将遮住照在光敏管上的光束,因为挡光板宽度一定,遮光时间的长短与滑块通过光电门的速
度成反比,测出挡光板的宽度L ∆和遮光时间t ∆,则滑块通过光电门的平均速度为:
t
L
v ∆∆=若L ∆很小,则在L ∆范围内滑块的速度变化也很小,故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。L ∆越小,则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度,
图2-13 滑块装置