直線運動的圖像
函數圖像因其形象、直觀、簡明等特點,是描述直線運動不可缺少的方法。在初中學過的一次函數y=kx+b,其圖像如下圖所示:
一次函數圖像
縱軸交點b為截距,縱坐標變化與橫坐標變化之比k為斜率,當k>0時圖像向右上傾斜,當k<0時圖像向右下傾斜。學習圖像也有規律,可以總結為口訣「六看」:一看軸二看線,三看斜率四看面,五看截距六看點。今天,我們從圖像的「六看」口訣來研究圖像。
同學們都知道,不管是位移時間圖像(x-t圖像)還是速度時間圖像(v-t圖像),其圖線都不表示物體的運動軌跡。那麼,是否有一種圖像表示物體的運動軌跡呢?還真有,那就是位置坐標圖像(x-y圖像)。我們一起來學習:
一、位置坐標圖像(x-y圖像)
x-y圖像,即位置坐標圖像,表示物體運動的軌跡,如下圖所示。
二、位移-時間圖像(x-t圖像)
1、物理意義:表示物體的位置或相對於原點的位移隨時間變化的規律。不表示物體運動的軌跡。
2、勻速直線運動的x-t圖像是一條傾斜的直線。圖線向右上傾斜,k>0,v>0,物體朝正方向運動;圖線向右下傾斜,k<0,v<0,物體朝負方向運動;圖線平行於t軸,k=0,v=0,物體處於靜止。
3、x-t圖線斜率的絕對值表示速度的大小,圖線越傾斜,斜率的絕對值越大,速度越大。x-t圖線為曲線時,其上兩點連線的斜率表示平均速度,某一點切線的斜率表示瞬時速度。
4、縱截距表示初位置坐標,橫截距表示出發的時刻或經過原點的時刻。
5、兩圖線的交點表示兩物體在某時刻相遇。
三、速度-時間圖像(v-t圖像)
直線運動的v-t圖像,我們從勻速直線運動的v-t圖像和變速直線運動的v-t圖像來學習:
勻速直線運動的v-t圖像:
1、勻速直線運動的v-t圖線是一條平行於t軸的直線
2、圖線與t軸圍成的面積表示位移大小。t軸上方的面積表示正向位移的大小,t軸下方的面積表示負向位移的大小。總位移為t軸上方面積與下方面積的差值。總路程為t軸上下面積之和。如下圖所示:
3、圖線距t軸越遠速度越大,越近速度越小。
變速直線運動的v-t圖像:
1、物理意義:v-t圖像表示物體瞬時速度隨時間變化的規律。不表示物體運動的軌跡。
2、速度均勻變化的勻變速直線運動v-t圖線是一條傾斜的直線。t軸上方的圖線,速度為正值,表示物體朝正方向運動。t軸下方的圖線,速度為負值,表示物體朝負方向運動。圖線越遠離t軸速度越大,越靠近t軸速度越小。
3、v-t圖線的斜率表示加速度。圖線向右上傾斜,k>0,a>0,表示加速度方向與正方向相同;圖線向右下傾斜,k<0,a<0,表示加速度方向與正方向相反;圖線平行於t軸,k=0,a=0,速度不變,物體做勻速直線運動。v-t圖線斜率的絕對值表示加速度大小,圖線越傾斜,斜率的絕對值越大,加速度越大。
4、v-t圖線與t軸圍成的面積表示位移大小,t軸上方所圍面積表示正向位移大小,t軸下方所圍面積表示負向位移大小。
5、縱截距表示初速度,橫截距表示物體開始運動的時刻或速度為零的時刻。
6、兩圖線的交點表示某一時刻速度相同。