★例1 如图所示为相向而行的甲、乙两物体的$s-t$图像,在$0~10\ \mathrm{s}$内,乙的运动情况是

(例1)
静止
;两物体相遇时到甲的出发地的距离为300
$\mathrm{m}$。(例1)
答案
静止 300 [0~10 s内乙的s-t图像平行于时间轴,说明乙处于静止状态;由图可知,甲、乙的s-t图像在t=30 s时相交,即甲、乙在此时相遇;此时到甲的出发地的距离$s=400\ \mathrm{m}-100\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{m}$。]
解析
【分析】要解决这道题,需结合s-t图像的物理意义分析:s-t图像中,平行于时间轴的直线表示物体路程不变,即静止;两图像的交点表示两物体相遇,对应路程即为相遇时的位置。首先观察0~10s内乙的s-t图像,判断其运动状态;再找到两图像的交点,计算相遇点到甲出发地的距离。
【解析】1. 分析0~10s内乙的运动:在s-t图像中,若路程不随时间变化,物体处于静止状态。由图可知,0~10s内乙的s-t图像平行于时间轴,说明乙的位置没有改变,因此乙处于静止状态。2. 计算相遇时到甲出发地的距离:两物体相遇时,它们的s-t图像相交,对应时间为t=30s,此时交点对应的路程为100m;甲的出发地在s=400m处,因此相遇时到甲出发地的距离为400m - 100m = 300m。
【答案】静止;300
【知识点】s-t图像、机械运动
【点评】本题考查s-t图像的应用,核心是理解图像中直线的物理意义,以及交点代表相遇的含义,属于基础题,难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】1. 分析0~10s内乙的运动:在s-t图像中,若路程不随时间变化,物体处于静止状态。由图可知,0~10s内乙的s-t图像平行于时间轴,说明乙的位置没有改变,因此乙处于静止状态。2. 计算相遇时到甲出发地的距离:两物体相遇时,它们的s-t图像相交,对应时间为t=30s,此时交点对应的路程为100m;甲的出发地在s=400m处,因此相遇时到甲出发地的距离为400m - 100m = 300m。
【答案】静止;300
【知识点】s-t图像、机械运动
【点评】本题考查s-t图像的应用,核心是理解图像中直线的物理意义,以及交点代表相遇的含义,属于基础题,难度较低。
【难度系数】0.3
变式1-1 为了研究摆锤的摆动,小明用细绳把摆锤悬挂起来,将摆锤从A点
由静止释放,利用频闪照相技术(每隔相同时间拍摄一次)拍摄摆锤的位置如图所示。下列对于摆锤的运动的描述,正确的是(

A.不是机械运动
B.从O点到B点是曲线运动
C.从A点到B点速度一直变大
D.摆锤离地面的高度始终不变
由静止释放,利用频闪照相技术(每隔相同时间拍摄一次)拍摄摆锤的位置如图所示。下列对于摆锤的运动的描述,正确的是(
B
)A.不是机械运动
B.从O点到B点是曲线运动
C.从A点到B点速度一直变大
D.摆锤离地面的高度始终不变
答案
B
解析
【分析】
要判断各选项是否正确,需结合机械运动的定义、曲线运动的特点、摆锤运动时的速度变化规律以及高度变化来分析:
1. 机械运动是物体位置随时间的变化,据此判断A;
2. 曲线运动的轨迹是曲线,观察摆锤从O到B的轨迹判断B;
3. 摆锤摆动时,从A到O加速,O到B减速,据此判断C;
4. 摆锤在不同位置高度不同,判断D。
【解析】
选项A:机械运动是指物体位置随时间的变化,摆锤摆动过程中位置不断改变,属于机械运动,因此A错误。
选项B:曲线运动的运动轨迹为曲线,摆锤从O点到B点的运动轨迹是圆弧的一部分,属于曲线运动,因此B正确。
选项C:摆锤从A点到O点时,重力势能转化为动能,速度逐渐增大;从O点到B点时,动能转化为重力势能,速度逐渐减小,所以从A到B速度不是一直变大,因此C错误。
选项D:摆锤在A、O、B三点的位置高度不同,离地面的高度会发生变化,因此D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械运动、曲线运动、动能与势能的转化
【点评】
本题考查机械运动、曲线运动的判断以及摆锤运动过程中的速度和高度变化,属于基础概念题,只要掌握相关知识点,逐一分析选项即可得出正确答案。
【难度系数】
0.6
要判断各选项是否正确,需结合机械运动的定义、曲线运动的特点、摆锤运动时的速度变化规律以及高度变化来分析:
1. 机械运动是物体位置随时间的变化,据此判断A;
2. 曲线运动的轨迹是曲线,观察摆锤从O到B的轨迹判断B;
3. 摆锤摆动时,从A到O加速,O到B减速,据此判断C;
4. 摆锤在不同位置高度不同,判断D。
【解析】
选项A:机械运动是指物体位置随时间的变化,摆锤摆动过程中位置不断改变,属于机械运动,因此A错误。
选项B:曲线运动的运动轨迹为曲线,摆锤从O点到B点的运动轨迹是圆弧的一部分,属于曲线运动,因此B正确。
选项C:摆锤从A点到O点时,重力势能转化为动能,速度逐渐增大;从O点到B点时,动能转化为重力势能,速度逐渐减小,所以从A到B速度不是一直变大,因此C错误。
选项D:摆锤在A、O、B三点的位置高度不同,离地面的高度会发生变化,因此D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械运动、曲线运动、动能与势能的转化
【点评】
本题考查机械运动、曲线运动的判断以及摆锤运动过程中的速度和高度变化,属于基础概念题,只要掌握相关知识点,逐一分析选项即可得出正确答案。
【难度系数】
0.6
变式1-2 甲、乙两个物体同时从同一地点向西做直线运动,速度与时间的关系如图所示。以甲为参照物,乙以
5
m/s的速度向东运动,经过9 s,甲、乙两物体相距45
m。答案
5 45
解析
【分析】
首先从速度-时间图像中确定甲、乙的匀速直线运动速度,两者均向西运动。第一步,根据同向运动的相对速度规律,判断以甲为参照物时乙的速度大小与方向;第二步,利用速度公式分别计算9s内甲、乙的路程,再通过路程差得到两物体的距离。
【解析】
1. 确定速度:由速度与时间的关系可知,甲的速度$v_{甲}=15m/s$,乙的速度$v_{乙}=10m/s$,两者运动方向均为向西。
2. 相对速度计算:甲向西运动的速度比乙大,以甲为参照物时,乙相对于甲的速度大小为$\Delta v = v_{甲}-v_{乙}=15m/s -10m/s=5m/s$,方向向东,故第一个空填5。
3. 距离计算:9s内甲的路程$s_{甲}=v_{甲}t=15m/s×9s=135m$,乙的路程$s_{乙}=v_{乙}t=10m/s×9s=90m$,因两者同时同地同向出发,相距距离$\Delta s = s_{甲}-s_{乙}=135m -90m=45m$,故第二个空填45。
【答案】
5;45
【知识点】
速度的计算、参照物、路程的计算
【点评】
本题结合速度-时间图像考查相对速度与路程差的计算,核心是掌握同向运动物体的相对速度规律,属于运动学基础题型,需熟练运用速度公式。
【难度系数】
0.3
首先从速度-时间图像中确定甲、乙的匀速直线运动速度,两者均向西运动。第一步,根据同向运动的相对速度规律,判断以甲为参照物时乙的速度大小与方向;第二步,利用速度公式分别计算9s内甲、乙的路程,再通过路程差得到两物体的距离。
【解析】
1. 确定速度:由速度与时间的关系可知,甲的速度$v_{甲}=15m/s$,乙的速度$v_{乙}=10m/s$,两者运动方向均为向西。
2. 相对速度计算:甲向西运动的速度比乙大,以甲为参照物时,乙相对于甲的速度大小为$\Delta v = v_{甲}-v_{乙}=15m/s -10m/s=5m/s$,方向向东,故第一个空填5。
3. 距离计算:9s内甲的路程$s_{甲}=v_{甲}t=15m/s×9s=135m$,乙的路程$s_{乙}=v_{乙}t=10m/s×9s=90m$,因两者同时同地同向出发,相距距离$\Delta s = s_{甲}-s_{乙}=135m -90m=45m$,故第二个空填45。
【答案】
5;45
【知识点】
速度的计算、参照物、路程的计算
【点评】
本题结合速度-时间图像考查相对速度与路程差的计算,核心是掌握同向运动物体的相对速度规律,属于运动学基础题型,需熟练运用速度公式。
【难度系数】
0.3
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