【正文】
運動,圖 1 - 6- 1 1( a) 為 A 物體沿直線運動時的位移與時間關(guān)系圖象,圖 1 - 6 -1 1( b ) 是 B 物體沿直線運動的速度 — 時間圖象,試問: 圖 1 - 6 - 11 ( 1) A 、 B 兩物體在 0 ~ 8 s 內(nèi)的運動情況. ( 2) A 、 B 兩物體在 8 s 內(nèi)的總位移和總路程分別為多少? 解析 ( 1 ) ( a) 圖是 s - t 圖象, ( b ) 圖是 v - t 圖象,雖然形狀相同,但物理意義完全不同. A 物體在 0 ~ 2 s 內(nèi)勻速運動了 6 m , 2 ~4 s 內(nèi)則靜止, 4 ~ 8 s 內(nèi)則向反方向做勻速運動,位移由+ 6 m 到- 6 m . 而 B 物體在 0 ~ 2 s 內(nèi)做勻變速運動,速度由 0 增加到 6 m /s ,2 ~ 4 s 則以 6 m /s 的速度做勻速運動, 4 ~ 6 s 物體仍做勻變速運動,但速度由 6 m /s 減為 0, 6 ~ 8 s 內(nèi)還是做勻變速運動,負值表示運動方向反向,速度大小由 0 增加到 6 m /s. A 物體在 0 ~ 2 s 內(nèi)做勻速運動,速度 v1=6 - 02 - 0 m /s = 3 m /s , 2 ~ 4 s 內(nèi)物體速度為零 —— 靜止, 4 ~ 8 s 內(nèi)物體仍做勻速運動,速度v2=- 6 - 68 - 4 m /s =- 3 m /s ,表示速度大小為 3 m /s ,負號則表示運動方向與初速度方向相反. 對于 B 物體 , 0 ~ 2 s 內(nèi)做勻加速直線運動,速度每秒鐘增加3 m /s , 2 s 末增加到 6 m /s,2 ~ 4 s 物體以 6 m /s 的速度做勻速運動,4 ~ 6 s 物體的速度每秒減少 3 m /s ,速度在 2 s 內(nèi)由 6 m /s 減為零,6 ~ 8 s 物體沿相反的方向做勻加速運動, 2 s 內(nèi)速度大小由 0 增加到 6 m /s ,負號表示運動方向與初速度方向相反. ( 2) A 物體 8 s 內(nèi)的位移由題圖可知為- 6 m ,路程則為 6 m + 6 m + 6 m = 18 m . B 物體 8 s 內(nèi)的位移可分為 4 個時間段來分析, 0 ~ 2 s 內(nèi)位移的大小等于速度圖線下圍的三角形 “ 面積 ” ,如 右圖所示陰影部分所示,其大小等于 s 1 =12 底 高=12 2 6 m = 6 m 2 ~ 4 s 內(nèi)的位移則等于速度圖線下的矩形 “ 面積 ” ,如右圖中陰影部分所示,其大小等于 s 2 = 6 2 m = 12 m . 同理 4 ~ 6 s 和 6 ~ 8 s 兩段時間內(nèi)的位移大小分別等于速度圖線與時間軸之間所圍的 “ 面積 ” ,如圖所示. 其值分別為 s3=12 6 2 m = 6 m , s4=12 6 2 m = 6 m 6 ~ 8 s 內(nèi)圖線與 t 軸所圍的 “ 面積 ” 在 t 軸下方,其值為負,所以 s4=- 6 m . 所以 8 s 內(nèi)的總位移等于這 4 個時間段內(nèi)位移的矢量和. s 總 = s 1 + s 2 + s 3 + s 4 = 6 m + 12 m + 6 m - 6 m = 18 m 而 8 s 內(nèi)的路程則等于這 4 個時間段內(nèi)路程的代數(shù)和: s = 6 m + 12 m + 6 m + 6 m = 30 m . 答案 見解析 【變式 3 】 ( 單選 ) 下圖中,描述勻變速直線運動的圖線是 ( ) . 解析 勻速直線運動的速度 —時間圖象是平行于時間軸的直線,勻速直線運動的位移 —時間圖象是一條傾斜的直線,勻變速直線運動的速度 —時間圖象是一條傾斜的直線,非勻變速直線運動的速度 —時間圖象是一條曲線. 答案 B 位移圖象 1 . ( 單選 ) 如圖 1 - 6 - 12 所示