1. 匀速直线运动的图象

    1. 匀速直线运动的路程-时间图象

描述物体运动的规律可以用数学式,也可以用图象。

选择一个平面直角坐标系,以横轴表示时间 t,纵轴表示路程 s。把运动物体在各段时间的路程用描点法作在图上,然后用光滑的线将各点连接起来。这种表示路程与时间关系的图象叫做运动物体的路程-时间图象,简称 s-t 图象。

物体作匀速直线运动时,由于路程与时间成正比,因此匀速直线运动的路程-时间图象是一条通过原点的直线(图 1-13)。

[例题]某人用停表测得小车在两次运动过程中路程与相应时间的数据,记录在下列表格中。

时间t ( s )

0

5

10

15

20

25

路程s ( m )

第一次

0

1.8

3.6

5.8

7.2

8.5

第二次

0

1.2

2.5

3.5

4.6

5.9

试根据这些数据作出小车的 s-t 图象,并根据图象回答以下几个问题。

  1. 小车所作的两次运动是什么性质的运动?为什么?

  2. 根据图象算出小车第一、二次运动的速度各为多少?

  3. 在 s-t 图象上,直线的倾角与物体运动的速度有什么关系?

  4. 在图1-14 中找出小车在第二次运动过程中从开始起经过 4s

    所通过的路程是多少?第 4s 内通过路程是多少?4s 末小车的位置在哪

里?

解 根据第一次测得的数据,将坐标为(5,1.8)、(10,3.6)、

(15,5.8)、(20,7.2)、(25,8.5)等五个点画在图上,作出直线甲,这些点几乎都在这条直线上。同样根据第二次测得的数据在图上画出五个点,作出直线乙,这些点几乎都在这条直线上。从图上可以看出, 直线甲、乙都通过原点。图上有的点偏离了直线,这显然是测量的误差造成的(图 1-14)。

  1. 小车两次都作 运动。

  2. 小车第一次运动的速度为 ;第二次运动的速度为

  1. 在 s-t 图象中,直线的倾角越大,物体运动的速度越 。

  2. 小车第二次运动从开始起经过 20s 所通过的路程为 ; 第三个 5s

    内通过的路程为 ;20s 末小车的位置离出发点 处。

    1. 匀速直线运动的速度-时间图象

匀速直线运动的速度和时间的关系也可以用图象来描述。选择一个平面直角坐标系,以横轴表示时间 t,纵轴表示速度 v。这种描述速度与时间关系的图象叫做速度-时间图象,简称 v-t 图象。在匀速直线运动中,由于任何时刻的速度都是相同的,因此速度与时间关系的图象是一条平行于 t 轴的直线(图 1-15)。

【练习】

试在图 1-16 中分别画出速度v=5m/s 和速度v=8m/s 的两个做匀速直线运动物体的 v-t 图象。

根据运动物体的 v-t 图象,还可以求出物体在任何时间内所通过的路程。在时间 t 内,速度为 v,它的路程 s 就可以用如图 1-17 所示的速度图线下方画有斜线的矩形面积来表示。因为这块矩形的长为时间 t,宽为速度 v,所以此矩形面积 vt 表示物体在时间 t 内的路程 s。