高三物理時間圖像包括以下幾種:
1. 位移時間圖像:以時間為橫軸,以位移為縱軸。描述物體運動的軌跡是一條直線。
2. 速度時間圖像:以時間為橫軸,以物體運動的速度為縱軸。描述物體運動的快慢和方向,如果是一條上升的直線,表示物體做加速運動,如果是一條下降的直線,表示物體做減速運動。
3. 時間-時間間隔圖像:描述在每個時間間隔(橫軸)內的位移(縱軸)的變化情況。
4. 速度-時間變化量圖像:描述物體在某個時間間隔內速度的變化量(縱軸)隨時間(橫軸)的變化情況。
這些圖像可以幫助我們理解物體的運動狀態(tài),以及如何通過時間和位置的變化來描述和預測物體的運動。
題目:一個物體在水平面上做勻減速直線運動,其位移隨時間變化的函數(shù)關系為$x = 12t - 3t^{2}$,其中$x$以米為單位,$t$以秒為單位。
($1$)求物體的初速度和加速度;
($2$)求物體在運動過程中的最大位移;
($3$)求物體停止運動前在水平面上的滑行時間。
圖像表示:
在坐標系中,橫軸表示時間$t$,縱軸表示位移$x$。根據(jù)題目中的位移隨時間變化的函數(shù)關系,可以畫出物體的位移時間圖像,如圖所示。
圖像說明:
圖像是一條直線,斜率為負值,表示物體在做勻減速直線運動。圖像與橫軸的交點表示物體靜止時的位置,即初位置。圖像的最高點表示物體在運動過程中的最大位移。圖像與橫軸圍成的面積表示物體在運動過程中的總位移。
解題過程:
($1$)根據(jù)位移時間函數(shù)關系式,可以列出速度時間公式:$v = \frac{dx}{dt} = - 6t + 3$。將該式與題目中的勻減速直線運動聯(lián)系起來,可以得出物體的初速度為$v_{0} = 6m/s$,加速度為$a = - 6m/s^{2}$。
($2$)當物體靜止時,即速度為零時,物體在水平面上的位移即為最大位移。根據(jù)速度時間公式,可得出最大位移為:$x_{max} = \frac{v_{0}^{2}}{2a} = \frac{36}{12}m = 3m$。
($3$)物體停止運動前在水平面上的滑行時間為物體從靜止開始到停止所用的時間。根據(jù)速度時間公式,可得出該時間為:$t_{stop} = \frac{v_{0}}{a} = \frac{6}{- 6}s = 1s$。
答案:物體的初速度為$6m/s$,加速度為$- 6m/s^{2}$,最大位移為$3m$,滑行時間為$1s$。
總結:通過時間圖像可以直觀地描述物理過程和運動狀態(tài)的變化,對于理解物理概念和規(guī)律、分析物理問題具有重要的作用。