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图象在高中物理中有着广泛的运用,特别是在解决疑难题方面,有着独特的作用。它不仅能破解疑难问题,而且能使问题的求解直观方便,甚至能速解、妙解问题。运用时应理解好图的斜率和面积的物理意义:
① 斜率表示物体运动的加速度
② 图象和时间轴围成的面积表示物体运动的位移
例1.甲、乙两车同时由静止开始从A点出发,沿直线AC运动,甲先以加速度a1做初速度为零的匀加速运动,到达B点后做加速度为a2的匀加速运动,到达C点时的速度为v,若a1≠a2≠a3,则
A.甲、乙有可能同时由A到达C;
B.甲、乙不可能同时由A到达C;
C.甲一定先由A到达C;
D.若a1<a3,则甲一定先由A到达C
分析:假设两车在时刻同时到达C,当a1,<a3,时,作出图象,如图1、图2,从图可以看出S甲≠S乙,和题设矛盾,所以A错,B对;设甲车到达C的时间为t1,乙车到达C的时间为,当,位移相同时,作出v-t图象,如图3所示,可以看出t1<t2,即甲车先到;当a1<a3,位移相同时,作出的图象,如图4所示,可以看出,即乙车先到。所以C、D都错。

例2.一个小球一次沿ABC槽无摩擦滑下,另一次沿ADC槽无摩擦滑下,如图5所示,槽的AD段和BC段是竖直的,而∠ABC和∠ADC成圆角形,试对这两种情况作出球的速度与时间的关系图,如果AB=BC=AD=h,球在A点处的速度为零,问:球沿哪一段槽(ABC还是ADC)能够较快地从点A落到C点?
分析:小球在AB和DC上的加速度相同,都为,在AD和BC上的加速度也相同,都为;且沿槽ABC和槽ADC运动的总位移相同,又是无摩擦滑下,由机械能守恒知,到达C时小球的速率相同,依题意做出两运动的图象,如图6所示,从图上很易看出,tADC<tABC即沿槽ADC槽能较快地从A点落到C点。

例3.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路标时的速度又相同,则
A.甲车先通过下一个路标
B.乙车先通过下一个路标.
C.丙车先通过下一个路标
C.丙车先通过下一个路标

分析:本题的难点是:没指明乙车和丙车是匀变速还是非匀变速直线运动。因此要用运动学公式求解,是不可能的;在高中阶段,只能用图破解这一难题。在三车位移相同、经过同一路标时速度相同的情况下,按一般情况——非匀变速直线运动作出图,如图7所示,从图上很易得到,即乙车最先通过下一路标,选项B正确。
例4.如图8所示,质量m为的子弹以速度vo水平击穿放在光滑水平地面上的木块,木块长为,质量为M,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得的动能为Ek,若木块或子弹的质量发生变化,但子弹仍能穿过,则
A.M不变,m变小,则木块获得的动能一定变大;

B.M不变,m变小,则木块获得的动能可能变大;
C.m不变,M变小,则木块获得的动能一定变大;
D.m不变,M变小,则木块获得的动能可能变大;
分析:设木块对子弹的阻力大小为f,则子弹对木块的推力大小也为f,由牛顿第二定律知,子弹和木块的加速度大小分别为:a弹f/ma木f/M

① 斜率表示物体运动的加速度
② 图象和时间轴围成的面积表示物体运动的位移
例1.甲、乙两车同时由静止开始从A点出发,沿直线AC运动,甲先以加速度a1做初速度为零的匀加速运动,到达B点后做加速度为a2的匀加速运动,到达C点时的速度为v,若a1≠a2≠a3,则
A.甲、乙有可能同时由A到达C;
B.甲、乙不可能同时由A到达C;
C.甲一定先由A到达C;
D.若a1<a3,则甲一定先由A到达C
分析:假设两车在时刻同时到达C,当a1,<a3,时,作出图象,如图1、图2,从图可以看出S甲≠S乙,和题设矛盾,所以A错,B对;设甲车到达C的时间为t1,乙车到达C的时间为,当,位移相同时,作出v-t图象,如图3所示,可以看出t1<t2,即甲车先到;当a1<a3,位移相同时,作出的图象,如图4所示,可以看出,即乙车先到。所以C、D都错。

例2.一个小球一次沿ABC槽无摩擦滑下,另一次沿ADC槽无摩擦滑下,如图5所示,槽的AD段和BC段是竖直的,而∠ABC和∠ADC成圆角形,试对这两种情况作出球的速度与时间的关系图,如果AB=BC=AD=h,球在A点处的速度为零,问:球沿哪一段槽(ABC还是ADC)能够较快地从点A落到C点?
分析:小球在AB和DC上的加速度相同,都为,在AD和BC上的加速度也相同,都为;且沿槽ABC和槽ADC运动的总位移相同,又是无摩擦滑下,由机械能守恒知,到达C时小球的速率相同,依题意做出两运动的图象,如图6所示,从图上很易看出,tADC<tABC即沿槽ADC槽能较快地从A点落到C点。

例3.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路标时的速度又相同,则
A.甲车先通过下一个路标
B.乙车先通过下一个路标.
C.丙车先通过下一个路标
C.丙车先通过下一个路标

分析:本题的难点是:没指明乙车和丙车是匀变速还是非匀变速直线运动。因此要用运动学公式求解,是不可能的;在高中阶段,只能用图破解这一难题。在三车位移相同、经过同一路标时速度相同的情况下,按一般情况——非匀变速直线运动作出图,如图7所示,从图上很易得到,即乙车最先通过下一路标,选项B正确。
例4.如图8所示,质量m为的子弹以速度vo水平击穿放在光滑水平地面上的木块,木块长为,质量为M,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得的动能为Ek,若木块或子弹的质量发生变化,但子弹仍能穿过,则
A.M不变,m变小,则木块获得的动能一定变大;

B.M不变,m变小,则木块获得的动能可能变大;
C.m不变,M变小,则木块获得的动能一定变大;
D.m不变,M变小,则木块获得的动能可能变大;
分析:设木块对子弹的阻力大小为f,则子弹对木块的推力大小也为f,由牛顿第二定律知,子弹和木块的加速度大小分别为:a弹f/ma木f/M
