唐衛(wèi)
圖象法具有直觀的優(yōu)點,運用圖象分析和解決物理問題是物理研究中常用的一種重要方法。一般來說,初中物理的運動圖象包括兩類:一是路程-時間圖象(即s-t圖象);二是速度-時間(即v-t圖象)。
一、路程—時間圖象(s-t圖象)
路程—時間圖象中的橫軸表示時間,縱軸表示路程。靜止狀態(tài)的s-t圖象是一條與橫軸平行或重合的直線(如圖1①);勻速直線運動的s-t圖象是一條傾斜直線(如圖1②),直線的傾斜程度表示運動速度的大小;勻變速直線運動的s-t圖象為拋物線(如圖1③)。
例1(2020·黑龍江·大慶)某物體在水平面內(nèi)做直線運動,其距出發(fā)點的距離和時間的關(guān)系圖象如圖2,據(jù)圖可知( )。
A.物體在0 ~ 2 s內(nèi)做變速運動
B.物體在2 ~ 4 s內(nèi)做勻速運動
C.物體在前2 s內(nèi)和后2 s內(nèi)的速度大小相等
D.物體在前2 s內(nèi)和后2 s內(nèi)的運動方向相同
解析:由圖象可知,在0 ~ 2 s內(nèi),物體通過的路程與運動時間成正比,做勻速直線運動,A錯誤;在2~4 s內(nèi),物體運動的路程為0,處于靜止狀態(tài),B錯誤;物體在前2 s內(nèi)運動的路程為12 m,后2 s內(nèi)運動的路程也是12 m,即在相等時間內(nèi)物體運動的路程相等,根據(jù)v = [st]可知,物體在前2 s內(nèi)和后2 s內(nèi)的速度相等,C正確;物體距出發(fā)點的距離先變大后變小,所以運動方向是相反的,D錯誤。
答案:C
檢測1(2020·山東·德州)兩輛汽車在同一平直公路上同時出發(fā),其路程s與時間t的關(guān)系如圖3所示。由圖象可知,甲車的速度___________(選填“<”“=”或“>”)乙車的速度,甲車的速度為___________m/s,當t = 40 s時,甲、乙兩車相距___________m。
答案:>? ?20? ? 200
二、速度—時間圖象(v-t圖象)
速度—時間圖象中的橫軸表示時間,縱軸表示速度。靜止狀態(tài)的v-t圖象是一條與橫軸重合的直線;勻速直線運動的v-t圖象是一條與橫軸平行的直線(如圖4中直線①);勻變速直線運動的v-t圖象是一條傾斜直線(如圖4中直線②)。
例2(2020·山東·菏澤)一輛汽車正在平直的公路上運動,用s、v和t分別表示汽車運動的路程、速度和時間。下面四個圖象(如圖5)反映汽車在做勻速直線運動的是( )。
A. ①④? ? ? ? ? ? ? B. ①③? ? ? ? ? ? ? C. ②③? ? ? ? ? ? ? ? D. ②④
解析:勻速直線運動的s-t圖象是一條傾斜的直線,直線的傾斜程度表示速度的大小;勻速直線運動的v-t圖象是一條與橫軸平行的直線。圖①中線段與橫軸平行,物體處于靜止狀態(tài);圖②表示汽車通過的路程與所用時間成正比,即做勻速直線運動;圖③表示汽車速度保持不變,即在做勻速直線運動;圖④表示汽車加速行駛。所以,反映汽車在做勻速直線運動的是②③,故C正確。
答案:C
檢測2(2020·四川·巴中)甲、乙兩人同時同地向東運動,運動圖象如圖6所示。由圖可知,乙的速度v乙=___________m/s,以甲為參照物,乙向___________(選填“東”或“西”)運動。
答案:2? ?西
總結(jié)提升:運用圖象法解答問題的一般步驟為:(1)明確圖象中橫、縱坐標表示的物理量和單位;(2)明確圖象所表示的物理意義;(3)根據(jù)圖象對題目提出的問題作出判斷,得出結(jié)論。