例析两类运动学图像的应用

■李洪兵

运动学图像主要包括位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像两类,遇到涉及这两类图像的运动学问题时,需要在明确图像中的“点”“线”“面”的物理意义的基础上,灵活选用相关的物理规律分析求解。下面举例说明。

一、位移—时间(x-t)图像

位移—时间(x-t)图像反映的是物体的位移x随时间t变化的规律,从位移—时间(x-t)图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。

图1

在如图1 所示的x-t图像中,直线①表示物体做匀速直线运动,斜率表示物体的速度;直线②表示物体静止不动,速度为零;直线③表示物体沿与规定的正方向相反的方向做匀速直线运动;直线①、②、③的交点A的纵坐标表示三个物体相遇时的位移,横坐标表示三个物体相遇的时刻;点B表示物体在t1时刻的位移为x1;直线③与x轴的交点C的纵坐标表示物体开始运动时到参考点的位移,与t轴的交点D的横坐标表示物体位移为零时的时刻。

注意:位移—时间(x-t)图像不论是直线还是曲线,描述的均为物体做直线运动的情况。位移—时间(x-t)图像的斜率表示物体的速度,斜率的绝对值表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向。当斜率为正时,表示物体的速度方向与规定的正方向相同;当斜率为负时,表示物体的速度方向与规定的正方向相反。

例1甲、乙两物体在同一条直线上运动,其x-t图像如图2 所示,其中直线b与曲线a相切于点A(4s,-15m)。已知甲物体做匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )。

A.在0～4s内两物体的运动方向相同

图2

B.在0～4s内甲物……