线性运动图形——问题与解答

线性运动图形——问题与解答

1. 绘制如下图所示的距离(纵轴)与时间(横轴)的关系图。静止物体用数字表示……

解决方案:

直线运动图形——问题与解答 1

数字 3,用直线表示。

2. 绘制匀加速运动的速度(纵轴)与时间间隔(横轴)的图像。根据图像,加速度的大小是多少?

解决方案:

直线运动图形——问题与解答 2

直线运动图形——问题与解答 3

3. 某人驾车从A镇前往B镇,如下图所示。纵线表示速度,横线表示时间间隔。求该车在30分钟到60分钟内行驶的距离。

已知:直线运动图形——问题与解答 4

速度 (v) = 40 公里/小时

时间间隔 (t) = 60 – 30 = 30 分钟 = 0.5 小时

需要:距离

解决方案:

距离 = 速度 × 时间间隔

距离 = (40 公里/小时)(0.5 小时)

距离 = 20 公里

4. 速度(垂直线)与时间间隔(水平线)的关系图显示了一辆汽车从静止开始运动,然后行驶8 秒直至停止的运动情况,如下图所示。

直线运动图形——问题与解答 5

汽车从 5 秒到 8 秒行驶了多远?

解决方案:

面积 1 = 三角形 CD 的面积 = ½ (6-5)(40-20) = ½ (1)(20) = 10

面积2 = 三角形面积DE = 1/2 (8-6)(20-0) = 1/2 (2)(20) = 20

面积 3 = 正方形面积 = (6-5)(20-0) = (1)(20) = 20

汽车从 5 秒到 8 秒行驶的距离 = 10 + 20 + 20 = 50 米。

5.根据下图,最后 5 秒的距离是……

直线运动图形——问题与解答 6

解决方案:

面积 1 = 三角形面积 = ½ (6-5)(40-20) = ½ (1)(20) = 10

面积 2 = 矩形面积 = (9-5)(20-0) = (4)(20) = 80

面积 3 = 三角形面积 = ½ (10-9)(20-0) = ½ (1)(20) = 10

最后5秒的距离:

10 + 80 + 10 = 100 米

6. 绘制汽车非匀速直线运动的速度与时间间隔的关系图。

同样的加速度也发生在……直线运动图形——问题与解答 7

解决方案:

v t = v o + at

v t – v o = at

a = v t – v o / t

a = 加速度,v t = 末速度,v o = 初速度,t = 时间间隔。

AB 的加速度 = (25 – 20) / (20 – 0) = 5 / 20 = 1/4 = 0.25 m/ s²

BC段加速度 = (45 – 25) / (40 – 20) = 20 / 20 = 1 m/ s²

CD 的加速度 = (35 – 45) / (50 – 40) = 10 / 10 = 1 m/ s²

加速度 DE = (25 – 35) / (70 – 50) = 10 / 20 = 1/2 = 0.5 m/ s²

加速度 EF = (0 – 25) / (90 – 70) = 25 / 20 = 5/4 = 1.25 m/ s²

7. 10 秒内行驶的距离是多少?

已知:

初始速度(v)o)= 0直线运动图形——问题与解答 8

末速度(v<sub> t</sub>)= 20 米/秒

时间间隔 (t) = 4 秒

招聘:

10 秒内行驶的距离

解决方案:

匀加速运动的三个方程:

v t = v o + at

d = v o t + ½ at 2

v t 2 = v o 2 + 2 ad

v <sub>t</sub> = 末速度,v <sub>o</sub> = 初速度,a = 加速度,t = 时间间隔,d = 距离

加速度(a):

v t = v o + at

20 = 0 + a (4)

20 = 4 a

a = 20 / 4

a = 5 米/秒²

10 秒内行驶的距离:

d = v o t + ½ at 2

d = (0)(10) + ½ (5)(10) 2

d = ½ (5)(100)

d = (5)(50)

d = 250 米

8. 如果一个物体被垂直向上抛出到地球表面上方,那么该物体所受到的加速度图是什么?

线性运动问题及解法图 1

解决方案

当物体沿垂直方向向上运动时,物体所受的加速度是重力加速度。重力加速度的大小为 9.8 米/秒²,方向指向地心。

匀加速运动的特征是运动轨迹为一条平行于 t 轴且垂直于 a 轴的直线。

正确答案是D。

9. 根据下图,确定物体在 20 秒内行进的距离。

A. 600米线性运动问题及解法图 2

B. 500米

C. 200米

D. 100米

解决方案

0-10秒内行驶的距离 = 正方形面积 + 三角形面积

正方形面积 = (20-0)(10-0) = (20)(10) = 200 平方米

三角形面积 = (1/2)(10-0)(40-20) = (1/2)(10)(20) = (5)(20) = 100 平方米

0-10秒内行驶的距离 = 200米 + 100米 = 300米

10-20秒内行驶的距离 = 三角形面积

三角形面积 = (1/2)(20-10)(40-0) = (1/2)(10)(40) = (5)(40) = 200 平方米

0-20秒内行驶的距离:

300米 + 200米 = 500米

正确答案是B。

10.三个物体的运动,每个物体的运动都用下图表示。

线性运动问题及解法图 3

确定描述这三个物体运动的正确语句。

线性运动问题及解法图 4

解决方案:

物体 1 的图像 = 加速度 (a) 与时间间隔 (t) 的图像

根据图表,物体做匀加速运动。匀加速运动可以用垂直于加速度轴(a)的直线表示。

物体 2 的图像 = 速度 (v) 和时间间隔 (a) 的图像

根据图表,物体以恒定速度运动。恒定速度可以用垂直于速度轴(v)的直线表示。

物体 3 的图像 = 位移 (x) 与时间 (a) 的图像

根据图表,位移恒定或物体处于静止状态。

正确答案是 A。

11.下图显示了沿 x 轴运动的物体的位置。

线性运动问题及解法图 5

图表显示,物体在时间间隔内以恒定速度运动……

A. 5-15秒和25-35秒

B. 0-5秒和35-40秒

C. 15-25秒

D. 0-5秒、15-25秒和35-40秒

解决方案:

5-15 秒和 25-35 秒 = 物体位移始终恒定或物体处于静止状态。

0-5 秒、15-25 秒和 35-40 秒 = 物体匀速运动。

正确答案是D。

12.下图显示了两个物体从同一起始位置直线运动的速度-时间函数关系。运动 t 秒后,两个物体的位置变化量相同。求时间间隔和物体的位移。

A. 5秒50米线性运动问题及解法图 6

B. 5秒和100米

C. 10秒50米

D. 10秒和100米

解决方案:

图1 = 匀加速运动

时间间隔 = 10 秒

距离 = 三角形面积 = ½ (v)(t) = ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100 米

图 2 =匀速运动

时间间隔 = 10 秒

距离 = 正方形面积 = (v)(t) = (10-0)(10-0) = (10)(10) = 100 米

正确答案是D。

13.根据下图,物体匀加速运动的时间间隔和物体经历最大加速度的时间间隔是……

A. 介于 0 和 t 之间1,以及在 t 之间1 和T2线性运动问题及解法图 7

B. 在t1和 t2之间,以及在 t2和t3之间

C. 在 t2和t3之间,以及在 t1和t2之间

D. 介于 0 和 t1 之间,以及介于 t2和t3之间

解决方案:

如果图像是一条直线,则速度恒定;如果图像是一条斜线,则加速度恒定。随着图像倾斜,加速度增大。

0 – t 1 = 匀加速运动

t1 – t2 =匀速

t₂ – t₃ = 匀加速运动

正确答案是B。

1. 问:位置-时间图像的斜率代表什么?答:位置-时间图像的斜率代表物体的速度。斜率越陡,速度越快;而水平线则表示物体处于静止状态。

2. 问题:在速度-时间图像上,如何确定物体的位移?答案:物体的位移可以通过计算速度-时间图像上曲线下(或曲线与 x 轴之间)的面积来求得。

3. 问题:如何在位置-时间图上区分匀速运动和非匀速运动?答案:在位置-时间图中,匀速运动用直线(斜率恒定)表示,而非匀速运动用曲线表示,表明速度随时间变化。

4. 问题:速度-时间图上的水平线表示什么?答案:速度-时间图上的水平线表示物体以恒定速度运动,即物体既不加速也不减速。

5. 问题:如果速度-时间图位于时间轴下方(速度为负),这意味着什么?答案:如果速度-时间图位于时间轴下方,则表示物体沿与参考方向(通常为正方向)相反的方向运动。

6. 问:在速度-时间图像上如何表示加速度?答:在速度-时间图像上,加速度由图像的斜率表示。正斜率表示正加速度,负斜率表示负加速度(或减速度),水平线表示无加速度。

7. 问题:位置-时间图上的抛物线表示什么?答案:位置-时间图上的抛物线表示物体处于匀加速运动状态。该曲线的形状为二次曲线,与运动学方程s

8. 问题:在位置-时间图中,如何判断物体相对于其起始点是向前运动还是向后运动?答案:如果位置-时间图上的曲线或直线是上升的(向上移动),则表示物体相对于其起始点向前运动(或沿正方向运动)。如果曲线或直线是下降的(向下移动),则表示物体相对于其起始点向后运动(或沿负方向运动)。

9. 问题:自由落体的速度-时间图像是什么样的?答案:对于自由落体(忽略空气阻力),由于重力加速度恒定,其速度-时间图像将是一条斜率为正的直线(如果从静止开始运动)。斜率代表加速度值,在地球上约为

10. 问题:如果一个物体处于静止状态,它的加速度-时间图像会是什么样子?答案:对于静止的物体,它的加速度-时间图像在时间轴上是一条水平线,表示在整个时间段内加速度为零。