利用v-t圖像中,斜率反映運(yùn)動(dòng)物體的加速度的大??;圖象與坐標(biāo)軸圍成的“面積”表示位移的大小的特征,來(lái)定性的分析、認(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,比計(jì)算法更優(yōu)越。
【例1】一顆速度較大的子彈,水平擊穿原來(lái)靜止在光滑水平面上的木塊,設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力恒定,則當(dāng)子彈入射速度增大時(shí),下列說(shuō)法正確的是
A.木塊獲得的動(dòng)能變大 B.木塊獲得的動(dòng)能變小
C.子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間變長(zhǎng) D.子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間變短
分析:此題考查對(duì)物理過(guò)程的綜合分析能力及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)靈活處理物理問(wèn)題的能力.
子彈以初速v0穿透木塊過(guò)程中,子彈、木塊在水平方向都受恒力作用,子彈做勻減速運(yùn)動(dòng),木塊做勻加速運(yùn)動(dòng),子彈、木塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖如圖中實(shí)線所示,圖中OA、V0B分別表示子彈穿過(guò)木塊過(guò)程中木塊、子彈的運(yùn)動(dòng)圖象,而圖中梯形OABV0的面積為子彈相對(duì)木塊的位移即木塊長(zhǎng)l.當(dāng)子彈入射速度增大變?yōu)閂0′時(shí),子彈、木塊的運(yùn)動(dòng)圖象便如圖中虛線所示,梯形OA′B′V0′的面積仍等于子彈相對(duì)木塊的位移即木塊長(zhǎng)l,故梯形OABv0與梯形OA′B′V0′的面積相等,由圖可知,當(dāng)子彈入射速度增加時(shí),木塊獲得的動(dòng)能變小,子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間變短,所以本題正確答案是B、D.
【例2】摩托車在平直公路上從靜止開始起動(dòng),a1=1.6m/s2,稍后勻速運(yùn)動(dòng),然后減速,a2=6.4m/s2,直到停止,共歷時(shí)130s,行程1600m.試求:
分析:依題意作出物體的v-t圖象,如圖所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移,由幾何知識(shí)知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣?,所以a1 在物理學(xué)中,兩個(gè)物理量間的函數(shù)關(guān)系,不僅可以用公式表示,而且還可以用圖象表示。物理圖象是數(shù)與形相結(jié)合的產(chǎn)物,是具體與抽象相結(jié)合的體現(xiàn),它能夠直觀、形象、簡(jiǎn)潔的展現(xiàn)兩個(gè)物理量之間的關(guān)系,清晰的表達(dá)物理過(guò)程,正確地反映規(guī)律。因此,利用圖象分析物理問(wèn)題是很重要的方法。