1.位移—时间图象
在平面直角坐标系中,用纵坐标表示物体运动的位移,用横坐标表示时间,根据给出的(或测量的)数据,在坐标系中描点,用平滑的曲线连接各点,图象表示物体运动的位移随时间变化的关系,称为位移一时间(x-t)图象.从图象上可以确定位移和时间,并计算质点的速度,由v=结合x-t图象的切线斜率k=△x/△t可知x-t图象的切线斜率代表速度。
2.从x-图象中获得的信息
(1)轴:横轴的物理意义为时间,纵轴的物理意义为位移x-t图象反映的是物体的位移与运动时间两个物理量之间的关系,同时还要注意坐标的单位和数量级等细节,避免后续计算出现问题。
(2)线:注意观察x-t图线是直线还是曲线,一般情况下高考对直线型图象(包括一次函数图象、正比例函数图象)考查较多,如x-t图线是倾斜直线代表物体做匀速直线运动,如x-t图线是曲线则代表物体做变速直线运动
(3)点:图象中的特殊点一般有如下4种类型
①拐点:代表速度发生变化,如图甲所示,拐点A代表运动物体的速度大小发生改变,如图乙所示,拐点B代表运动物体的速度方向发生改变。
②交点:x-t图象中两条图线的交点表示该点对应时刻两个物体出现在同一位置,即二者相遇。
③极值点:如图丙所示的极值点c、d分别代表物体沿x轴正向、负向运动到距x=0位置的最远距离。
(4)截距点:图线与横轴的交点坐标代表物体到达x=0位置的时刻;图线与纵轴的交点坐标代表物体在t=0时刻的位移,即初位置。
(5)斜率:x-t图象的切线斜率代表物体的瞬时速度
①速度大小判断:直线的倾斜程度(斜率)反映了物体做匀速直线运动的快慢,斜率越大,位移随时间变化得越快,运动越快;斜率越小,位移随时间变化得越慢,运动越慢.即图线的斜率表示速度的大小.如图丁所示,图线①、②、③中,图线②斜率最大,速度最大.若图线为曲线,图线上某点的切线的斜率表示该时刻物体运动速度的大小。
②速度方向判断:向上倾斜的直线表示物体沿正方向做匀速直线运动,如图线①;向下倾斜的直线表示物体沿负方向做匀速直线运动,如图线②;平行于时间轴的直线则表示物体静止,如图线③。
【说明】区分位移和速度的正负方向的方法:位移方向是相对于坐标轴原点的,用“+”“-”号表示,“+”表示物体在原点的正方向一侧,“-”表示物体位于原点的负方向一侧,位移由“+”变为“-”,并不表示物体运动方向的改变。
【注意】
(1)x-t图象表示的是物体的位移随时间变化的规律,而不是物体运动的轨迹,xOy坐标图象才表示物体的运动轨迹,如图所示。
(2)x-t图象只能用来描述物体的直线运动,原因是x-t图象中x的方向只有正、负两个方向。