直线运动之图像专题 高考真题解析
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专题一直线运动目录真题考查解读2023年真题展现考向一运动的描述联系空间站和足球运动实际考向二匀变速直线运动的推论与电动公交车考向三三种常规图像近年真题对比考向一运动的描述考向二匀变速直线运动规律及推论考向三运动图像追击相遇问题命题规律解密名校模拟探源易错易混速记【命题意图】主要考查位移、速度、平均速度、加速度等基本运动概念的理解及匀变速直线运动的规律和应用。
在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论解决问题。
考查位移图像、速度图像和加速度图像的理解和应用【考查要点】直线运动问题主要考查匀变速直线运动的规律及应用。
以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用尝试用能将运动学知识运用到生活中,如体育运动、行车安全、追及和相遇问题尝试用能将运动学知识运用到生活中。
图像考题通常基本以选择题的形式出现,极个别情况下会出现在计算题中以考查识图、读图的能力,难度一般不大;在考查内容上一般以x-t图象、v-t图象的形式出现,少数情况下会出现a -t图象、x-v图象等不常见的运动图象,着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用,以及读图、识图、画图、用图的能力。
【课标链接】①了解描述运动涫物理量,掌握匀变速直线运动规律及推论的应用。
②理解常规图像的物理意义。
掌握追击相遇问题的求解方法考向一运动的描述联系空间站和足球运动实际1(2023·1月浙江卷·第3题)“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则( )A.选地球为参考系,“天和”是静止的B.选地球为参考系,“神舟十五号”是静止的C.选“天和”为参考系,“神舟十五号”是静止的D.选“神舟十五号”为参考系,“天和”是运动的【答案】C【详解】AB.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨绕地球做圆周运动,选地球为参考系,二者都是运动的,AB错误;CD.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,二者相对静止,C正确,D错误。
高考物理备考微专题精准突破专题1.3运动图像的理解和运用【专题诠释】1.x -t 图像(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.②切线斜率的正负表示物体速度的方向.2.v -t 图像(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小.②图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向3.a -t 图像(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的加速度随时间变化的规律.(2)图象斜率的意义:图线上某点切线的斜率表示该点加速度的变化率.(3)包围面积的意义:图象和时间轴所围的面积,表示物体的速度变化量【高考引领】【2019·浙江选考】一辆汽车沿平直道路行驶,其v –t 图象如图所示。
在t =0到t =40s 这段时间内,汽车的位移是()A .0B .30mC .750mD .1200m【命题立意】考察v -t 图像面积的物理意义。
【答案】C【解析】在v –t 图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,故在40s 内的位移为()()1104030m 750m 2x =⨯+⨯=,C 正确。
【2018·新课标全国II卷】甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动,其速度–时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。
已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是()A.两车在t1时刻也并排行驶B.t1时刻甲车在后,乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大【命题立意】考察利用v-t图像分析追击相遇问题【答案】BD【解析】v–t图象中图象包围的面积代表运动走过的位移,两车在t2时刻并排行驶,利用逆向思维并借助于面积可知在t1时刻甲车在后,乙车在前,故A错误,B正确;图象的斜率表示加速度,所以甲的加速度先减小后增大,乙的加速度也是先减小后增大,故C错D正确。
专题4 匀变速直线运动规律及图像问题(一)初速度为零的匀变速直线运动的规律当v=0时:匀变速直线运动的等分时间关系和等分位移关系图解比例关系(二)匀变速直线运动中3个推导关系式推导1.匀变速直线运动中,相邻相等时间间隔的位移之差为一恒量,即:2x aT ∆=推导 2.匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于初末速度的平均值,且等于中间时刻的瞬时速度。
即:推导3.做匀变速直线运动的物体,某段位移的中间位置的瞬时速度等于初、末速度的方均根。
2x v =(一)初速度为零的匀变速直线运动的规律例1.一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a 点上滑,最高可滑至b 点,后又滑回至a 点,c 是ab 的中点,如图所示。
已知物块从a 上滑至b 所用时间为t ,下列分析正确的是( )202tt v v v v +==A.物块上滑过程的加速度与下滑过程的加速度等大反向B.物块从c运动到b所用的时间等于从b运动到c所用的时间C.物块下滑时从b运动至c所用时间为tD.物块上滑通过c点时的速度大小等于整个上滑过程中平均速度的大小【答案】BC【解析】AB、由于小球只受重力和支持力,故小球的加速度方向始终相同,均为a=gsinθ,方向向下;故bc和cb过程是可逆的;故物块从c运动到b所用时间等于从b运动到c的时间;故A错误,B正确;C、由b到a过程是初速度为零的匀加速直线运动,则可知t bc:t ca=1:(﹣1);而t bc+t ca=t;解得:t bc=t;故C正确;D、由于C是位移中点,而不是时间中点,故物块上滑通过c点时的速度大于整个上滑过程中平均速度的大小;故D错误;例2.如图所示,一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C,已知AB=BC,则下列说法正确的是()A.滑块到达B、C两点的速度之比为1:2B.滑块到达B、C两点的速度之比为1:C.滑块通过AB、BC两段的时间之比为1:D.滑块通过AB、BC两段的时间之比为(+1):1【答案】BD【解析】A、根据匀变速直线运动的速度位移公式v2=2ax得,v=,所经过的位移比为1:2,则通过B、C两点的速度之比为1:.故A错误、B正确。
1.【2019年4月浙江物理选考】甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移 -时间图象如图所示,则在0〜1时间内A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动【答案】B 【解析】【详解】A .因x-t 图像的斜率等于速度,可知在0〜t1时间内开始时甲的速度大于乙,后来乙的速 度大于甲,选项A 错误;B .由图像可知在0〜q 时间内甲、乙位移相同,选项B 正确;C .甲乙均向同方向做直线运动,则甲乙的路程相同,选项C 错误;D .由斜率等于速度可知,甲做匀速运动,乙做加速运动,选项D 错误。
2.2015年理综福建卷20. (15分)一摩托车由静止开始在平直的 公路上行驶,其运动过程的V 4图象如图所示。
求: 30 -/沪)^ ⑴.摩托车在0-20s 这段时间的加速度大小a ; 20/ : ; \(2).摩托车在0-75s 这段时间的平均速度大小晨20 4575 t 氐A V解析:(1)由图知,在0-20s 内做匀加速运动,根据a = ,可求加速度a =1.5m/s 2;A t(2)根据v-t 图像与坐标轴围面积表示位移可求在0-75s 时间内位移为%=1500m ,所以平均速度为v = — = 20m/s t3. 2013年上海卷16.汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地。
汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。
汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在 驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s 随时间t 的变化关系可能是第4节直线运动的图像问题.吕【答案】A【解析】匀加速运动时根据速度位移关系v 2= 2ax 变形可得v =三而,匀减速运动时v 2 - v 0 = -2a'x 变形为v = .z 厂2a'x ,根据指数函数图像特点可知,A 项正确。
14.一质点沿x 轴做直线运动,其v -1图像如图所示。
高考物理专题强化运动学图像问题目标要求 1.掌握x -t 、v -t 、a -t 图像的意义,会分析其截距、斜率、“面积”等意义。
2.会用函数思想分析a -x 、xt-t 、v 2-x 等非常规图像来确定物体运动情况,解决物体运动。
3.掌握运动学图像间的相互转化。
考点一 常规运动学图像对基本图像的理解项目x -t 图像 v -t 图像a -t 图像 斜率 各点切线的斜率,表示该时刻的瞬时速度 各点切线的斜率,表示该时刻的瞬时加速度 加速度随时间的变化率 纵截距 t =0时,物体的位置坐标 初速度v 0起始时刻的加速度a 0面积 无意义 位移 速度变化量 交点表示相遇 速度相同加速度相同思考1.描述甲、乙、丙、丁、戊、己物体各做什么运动。
答案 甲物体做匀速直线运动,乙物体做减速直线运动,丙物体先做减速直线运动,后反向做加速直线运动,丁物体做匀加速直线运动,戊物体做加速度减小的加速直线运动,己物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动。
2.在直线运动中,图像①②③分别表示物体做什么运动?答案 图线①表示物体做加速度逐渐增大的直线运动,图线③表示物体做加速度逐渐减小的直线运动,图线②表示物体做匀变速直线运动。
例1 图(a)所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b)是该机器人在某段时间内的位移—时间图像(后10 s 的图线为曲线,其余为直线)。
以下说法正确的是( )A .机器人在0~30 s 内的位移大小为7 mB .10~30 s 内,机器人的平均速度大小为0.35 m/sC .0~10 s 内,机器人做加速直线运动D .机器人在5 s 末的速度与15 s 末的速度相同答案 B 解析 根据题图(b)可知,机器人在0~30 s 内的位移大小为2 m ,故A 错误;10~30 s 内,平均速度大小为v =Δx Δt =720m/s =0.35 m/s ,故B 正确;位移—时间图线的斜率表示速度,0~10 s 内,图线的斜率不变,机器人做匀速直线运动,故C 错误;0~10 s 内图线的斜率与10~20 s 内图线的斜率关系为k 1=-k 2,可知机器人在5 s 末的速度与15 s 末的速度等大反向,故D 错误。
高考物理物理解题方法:图像法习题知识归纳总结及答案解析一、题方法:图像法1.甲乙两车在一平直道路上同向运动,其v ﹣t 图象如图所示,图中△OPQ 和△OQT 的面积分别为s 1和s 2(s 1<s 2).初始时,甲车在乙车前方s 0处.下列判断错误的是( )A .若s 0=s 1+s 2,两车不会相遇B .若s 0<s 1,两车相遇2次C .若s 0=s 1,两车相遇1次D .若s 0=s 2,两车相遇1次【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图线可知:在T 时间内,甲车前进了s 2,乙车前进了s 1+s 2;在t =T 时,两车速度相同,若s 0=s 1+s 2,则s 0>s 1,两车不会相遇,故A 正确;若s 0+s 2<s 1+s 2,即s 0<s 1,在T 时刻之前,乙车会超过甲车,但甲车速度增加的快,所以甲车还会超过乙车,则两车会相遇2次,故B 正确;若s 0=s 1,则s 0+s 2=s 1+s 2,即两车只能相遇一次,故C 正确.若s 0=s 2,由于s 1<s 2,则s 1<s 0,两车不会相遇,故D 错误;本题选错误的,故选D.2.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示.在00~t 时间内,下列说法中正确的是( )A .Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小B .Ⅰ物体所受的合外力不断增大,Ⅱ物体所受的合外力不断减小C .Ⅰ物体的位移不断增大,Ⅱ物体的位移不断减小D .Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是122v v 【答案】A 【解析】 【详解】AB .速度-时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小,故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动,物体Ⅱ做加速度不断减小的减速运动,故A 正确,B 错误; C .图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,由图象可知:随着时间的推移,Ⅰ、Ⅱ的速度图象与时间轴围城的面积不断变大,故位移不断变大,故C 错误; D .图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小,如果物体的速度从2v 均匀减小到1v ,或从1v 均匀增加到2v ,物体的位移就等于图中梯形的面积,平均速度就等于12 2v v +,故Ⅰ的平均速度大于12 2v v +,Ⅱ的平均速度小于12 2v v +,故D 错误;【点睛】本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律,然后根据平均速度的定义和图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理.3.如图,光滑水平面上放着长木板B ,质量m =2kg 的木块A 以速度v 0=2m/s 滑上原来静止的长木板B 的上表面,由于A 、B 之间存在有摩擦,之后,A 、B 的速度随时间变化情况如右图所示,重力加速度g =10m/s 2.则下列说法正确的是( )A .A 、B 之间动摩擦因数为0.1 B .长木板的质量为1 kgC .长木板长度至少为2mD .A 、B 组成系统损失机械能为4J 【答案】A 【解析】 【分析】A 在B 的表面上滑行时,根据v -t 图像的斜率可得到A 的加速度大小,由牛顿第二定律求得动摩擦因数。
尖子生的自我修养系列运动学问题的两大破解支柱——运动示意图和运动图像运动学问题单独考查的命题概率较小,更多的是与其他知识相结合,作为综合试题的一个知识点加以体现。
如果单独作为考查点命制计算题,则往往涉及两个物体的运动关系问题,或者是一个物体的多过程、多情景的实际问题。
对于这类问题,分析物理过程,作好运动示意图或运动图像,弄清运动物体运动过程中各阶段运动量间的联系,是寻找解题途径的关键。
运动示意图运动示意图就是根据文字叙述而画出的用以形象描述物体运动过程的一种简图(或草图)。
同时在图上标明物体运动的速度、加速度等状态量和位移、时间等过程量。
运用运动示意图解题时,要分过程恰当选取运动学规律列方程,同时注意各过程间的位移关系、时间关系及速度关系,列出相应的辅助方程,再将各式联立求解,便可得出结果。
[例1] 一个气球以4 m/s 的速度匀速竖直上升,气球下面系着一个重物,当气球上升到下面的重物离地面217 m 时,系重物的绳子断了,不计空气阻力,问从此时起,重物经过多长时间落到地面?重物着地时的速度多大?(g 取10 m/s 2)【解析】绳子未断时,重物随着气球以4 m/s 的速度匀速上升,当绳子断后,由于惯性,物体将在离地面217 m 处,以4 m/s 的初速度竖直上抛。
运动示意图如图所示:重物由O →A 做匀减速直线运动, h 1=v 022g =0.8 mt 1=v 0g=0.4 s重物由A →B 做自由落体运动, h 1+h =12gt 22可解得:t 2=2(h 1+h )g=6.6 s , 故从绳子断到重物落地的总时间t =t 1+t 2=7 s重物落地时的速度v =gt 2=66 m/s 。
【答案】7 s 66 m/s[例2] (2020·武汉模拟)甲、乙两车在平直公路上比赛,某一时刻,乙车在甲车前方L 1=11 m 处,乙车速度v 乙=60 m/s ,甲车速度v 甲=50 m/s ,此时乙车离终点线尚有L 2=600 m ,如图所示。
专题03 运动图象一、对运动图象的理解与应用1.对运动图象物理意义的理解〔1〕一看“轴〞:先要看清两轴所代表的物理量,即图象是描述哪两个物理量之间的关系。
〔2〕二看“线〞:图象表示研究对象的变化过程和规律。
在v–t图象和x–t图象中倾斜的直线分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况。
〔3〕三看“斜率〞:x–t图象中斜率表示运动物体的速度大小和方向。
v–t图象中斜率表示运动物体的加速度大小和方向。
〔4〕四看“面积〞:即图线和坐标轴所围的面积,也往往代表一个物理量,这要看两物理量的乘积有无意义。
例如v和t的乘积vt=x有意义,所以v–t图线与横轴所围“面积〞表示位移,x–t图象与横轴所围“面积〞无意义。
〔5〕五看“截距〞:截距一般表示物理过程的初始情况,例如t=0时的位移或速度。
〔6〕六看“特殊点〞:例如交点、拐点〔转折点〕等。
例如x–t图象的交点表示两质点相遇,但v–t图象的交点只表示速度相等。
2.运动图象的应用〔1〕用图象解题可使解题过程简化,思路更清晰,而且比解析法更巧妙、更灵活。
在有些情况下运用解析法可能无能为力,但是图象法如此会使你豁然开朗。
〔2〕利用图象描述物理过程更直观。
物理过程可以用文字表述,也可以用数学式表达,还可以用物理图象描述。
如果能够用物理图象描述,一般来说会更直观且容易理解。
〔3〕运用图象解答物理问题的主要步骤与方法①认真审题,根据题中所需求解的物理量,结合相应的物理规律确定所需的横、纵坐标表示的物理量。
②根据题意,找出两物理量的制约关系,结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象。
③由所作图象结合题意,运用函数图象进展表达、分析和推理,从而找出相应的变化规律,再结合相应的数学工具〔即方程〕求出相应的物理量。
〔4〕用速度—时间图象巧得四个运动量①运动速度:从速度轴上直接读出。
②运动时间:从时间轴上直接读出时刻,取差得到运动时间。
③运动加速度:从图线的斜率得到加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负反映了加速度的方向。
专题5 运动图象问题1.x-t图象、v-t图象都只能描述直线运动,不表示物体运动的轨迹.2.x-t图象的斜率大小表示物体运动的速度大小,斜率的正负表示物体运动的速度方向,可根据斜率判断速度变化情况,两图线交点表示相遇.3.v-t图象的斜率大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向,在拐点处加速度改变,速度方向不变.4.v-t图象与t轴所围成的图形的面积表示该段时间内的位移.图象在t轴上方,表示位移为正;图象在t轴下方,表示位移为负,物体在该段时间内的总位移为上、下面积的代数和.5.有些特殊图象比如v2-x图象、xt-t图象、a-t图象、x-t2图象等,先确定纵坐标与横坐标的函数关系,转化为常见形式,再从图象的斜率、截距、面积为突破口,从而求解相关物理量.1.(2020·福建福州格致中学期中)物体A、B的x-t图象如图1所示,由图可知( )图1A.5 s内A、B的平均速度相等B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3 s才开始运动C.在5 s内物体的位移相同,5 s末A、B相遇D.从第3 s起,两物体运动方向相同,且v A>v B答案 D解析在5 s内,A的位移为10 m,B的位移为5 m,故位移不同,平均速度也不同,故A 错误;由图象可知B从x=5 m的位置开始运动,A从x=0的位置开始运动,物体A比B迟3 s才开始运动,选项B错误;由以上分析知,在5 s内物体的位移不同,5 s末相遇,故C 错误;x-t图象的斜率表示速度,从第3 s起,两物体运动方向相同,为正方向,图象A的斜率大,说明A的速度大,故D正确.2.(2020·四川德阳市二诊)甲、乙两车某时刻由同一地点、沿同一方向开始做直线运动.甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图2所示,则( )图2A.0时刻,甲车速度比乙车小B.t 2时刻,甲、乙两车速度相等C.0~t 1时间内,甲车的平均速度比乙车大D.0~t 2时间内,甲车通过的距离大 答案 C解析 因x -t 图象的斜率表示速度,可知0时刻,甲车速度比乙车大,t 2时刻,甲、乙两车速度不相等,选项A 、B 错误;0~t 1时间内,甲车的位移大于乙车的位移,可知甲车的平均速度比乙车大,选项C 正确;0~t 2时间内,两车通过的距离相等,选项D 错误.3.一质点位于x =-1 m 处,t =0时刻沿x 轴正方向做直线运动,其运动的v -t 图象如图3所示.下列说法正确的是( )图3A.0~2 s 内和0~4 s 内,质点的平均速度相同B.t =4 s 时,质点在x =2 m 处C.第3 s 内和第4 s 内,质点位移相同D.第3 s 内和第4 s 内,质点加速度的方向相反 答案 B解析 根据v -t 图象中图线与时间轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的面积表示位移为正,下方的面积表示位移为负,则知0~2 s 内和0~4 s 内,质点的位移相同,但所用时间不同,则平均速度不同,故A 错误,0~2 s 内质点的位移为Δx =12×(1+2)×2 m=3 m,2~4 s 内位移为零,则t =4 s 时质点的位移是3 m ,t =0时质点位于x =-1 m 处,则t =2 s 和t =4 s 时,质点在x ′=x +Δx =2 m 处,故B 正确;第3 s 内和第4 s 内,质点位移大小相同,但方向不同,选项C 错误;速度-时间图线的斜率表示加速度,第3 s 内和第4 s 内图线的斜率一定,加速度是一定的,则知第3 s 内和第4 s 内,质点加速度的方向相同,故D 错误.4.(2020·吉林长春市二模)如图4所示,高速公路收费站都设有“ETC”通道(即不停车收费通道),设ETC 车道是笔直的,由于有限速,汽车通过时一般是先减速至某一限定速度,然后匀速通过电子收费区,再加速驶离(将减速和加速过程都看成加速度大小相等的匀变速直线运动).设汽车开始减速的时刻t =0,下列四幅图能与汽车通过ETC 的运动情况大致吻合的是( )图4答案 D解析 汽车先做匀减速运动,然后做匀速运动,最后做匀加速运动,图象A 反映物体先负向匀速后静止,再正向匀速,选项A 错误;图象B 反映物体先正向匀速后静止,再正向匀速,选项B 错误;图象C 反映物体先正向匀加速后匀速,再正向匀加速,选项C 错误;图象D 反映物体先正向匀减速后匀速,再正向匀加速,符合题意,选项D 正确.5.(2020·百校联考)如图5所示为某质点运动的速度-时间图象(若将AB 段图线以AB 连线为轴翻转180°,图线形状与OA 段相对于虚线对称),则关于OA 段和AB 段图线描述的运动,下列说法正确的是( )图5A.两段的运动时间相同B.两段的平均速度相同C.两段的速度变化量相同D.两段的平均加速度相同 答案 A解析 两段在时间轴上投影的长度相同,因此两段的运动时间相同,选项A 正确;由图象下方面积表示位移可知,两段位移不等,因此平均速度不同,选项B 错误;两段的速度变化量大小相等、方向相反,选项C 错误;由a =ΔvΔt 可知,两段的平均加速度大小相等、方向相反,选项D 错误.6.(2020·江苏省如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校联考)猫和老鼠的家分别在同一条笔直街道上.老鼠从家出发沿街缓慢寻找食物的方向正好冲着猫的家.在自家门口的猫看到后立刻以最大速度飞奔而上捕获老鼠后回家(假设老鼠没有发现危险).下列x -t 图中,大致能反映上述过程的是( )答案 C解析 假设老鼠家为坐标原点,老鼠的位移逐渐增大,某一时刻,猫从家去追老鼠,则距离老鼠家的位移逐渐减小,当猫抓到老鼠后又返回家,此时距离原点逐渐增大,故C 正确,A 、B 、D 错误.7.(2020·百校联盟尖子生联考)如图6所示是一个质点在t 0时间内的v -t 图象,在这段时间内,质点沿正方向运动的平均速度大小为v 1,沿负方向运动的平均速度大小为v 2,则下列判断正确的是( )图6A.v 1>v 2B.v 1<v 2C.v 1=v 2D.以上三种情况均有可能答案 B解析 由图象可知,正向运动时,物体的位移小于物体做匀减速运动的位移,可知平均速度大小v 1<12v 0,同理反向运动时位移大于匀加速运动的位移,平均速度大小v 2>12v 0,因此有v 1<v 2,选项B 正确.8.(2020·福建厦门市湖滨中学期中)如图7所示是一做匀变速直线运动的质点的位移—时间图象,P (t 1,x 1)为图象上一点.PQ 为过P 点的切线,与x 轴交于点Q .则下列说法正确的是( )图7A.t 1时刻,质点的速率为x 12t 1B.t 1时刻,质点的速率为x 1-x 2t 1C.质点的加速度大小为x 1-x 2t 12D.0~t 1时间内,质点的平均速度大小为2x 1-x 2t 1答案 B解析 x -t 图象的斜率表示速度,则t 1时刻,质点的速率为v 1=x 1-x 2t 1,故A 错误,B 正确;根据图象可知,t =0时刻,初速度不为零,根据a =v -v 0t ,可得加速度a =x 1-x 2t 1-v 0t 1≠x 1-x 2t 12,故C 错误;0~t 1时间内,质点的平均速度大小为v =x 1t 1,故D 错误.9.(2020·广东茂名市第一次质量监测)在t =0时,A 、B 两物体在同一地点以相同的初速度沿同一方向运动,A 物体的v -t 图象如图8,B 物体做匀减速直线运动,直到停止,两物体的位移相同,下列说法正确的是( )图8A.B 运动的时间可能等于AB.在途中B 始终在A 的前方C.在途中任一时刻两物体的速度不可能相同D.在途中任一时刻两物体的加速度不可能相同 答案 B解析 因v -t 图象与t 轴围成的面积表示物体的位移,若B 运动的时间等于A ,则B 运动的位移大于A 的位移,由此可知B 运动的时间小于A ,选项A 错误;由图象可知开始时B 的速度大于A ,B 在A 的前面,当A 、B 速度相等时,两者距离最大,然后A 的速度大于B ,直到追上B ,故运动中B 始终在A 的前面,选项B 正确,C 错误;切线的斜率表示加速度,故由图象可知,当A 图象的斜率等于B 图象的斜率时两者加速度相等,选项D 错误.10.(2020·河北石家庄二中期中)某同学绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图象如图所示,若该物体在t=0时刻初速度为零,则下列图象中该物体在t =4 s内位移一定不为零的是( )答案 C解析A图中,在0~2 s内,位移先增大再减小,2~4 s内,位移反向先增大后减小,在t =4 s内位移为零,故A错误;B图中,在0~2 s内速度为正值,向正方向运动,在2~4 s 内速度为负值,向负方向运动,运动方向发生改变,在t=4 s内位移为零,故B错误;C图中,0~1 s内加速度不变,做匀加速直线运动,1~2 s内加速度反向,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2 s末速度为零.在一个周期内速度的方向不变,位移一定不为零,故C 正确;D图中,在0~1 s内,向正方向做匀加速直线运动,1~2 s内加速度反向,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2 s末速度为零,2~3 s内向负方向做匀加速直线运动,运动的方向发生变化,3~4 s内向负方向做匀减速直线运动,在t=4 s内位移为零,故D错误.11.(2020·安徽蚌埠市检查)一物体沿直线运动,其v-t图象如图9所示,下列说法正确的是( )图9A.0~2 s内,物体的加速度为5 m/s2B.2~4 s内,物体发生的位移为6 mC.0~4 s内,物体的平均速度为1 m/sD.2~4 s内与4~6 s内的平均速度相同答案 C解析 v -t 图象的斜率代表加速度,0~2 s 内,物体的加速度为a =0-102 m/s 2=-5 m/s 2,故A 错误;v -t 图象与t 轴所围图形的面积代表位移,2~4 s 内面积为负,所以物体发生的位移为x =-2×6×12 m =-6 m ,故B 错误;0~4 s 内,物体的平均速度为v =10×2×12-2×6×124 m/s =1 m/s ,故C 正确;v -t 图象与t 轴所围图形的面积代表位移,2~4 s 内的面积比4~6 s 内的面积大,则2~4 s 内的平均速度比4~6 s 内的平均速度大,故D 错误.12.(2020·安徽十校联盟检测)如图10所示为甲、乙两个质点从同一位置开始做直线运动的位移-时间图象,且乙做的是初速度为0、加速度为1 m/s 2的匀加速直线运动.若t =2 s 时两质点的速度相同,则由图可知( )图10A.x 0=8 m ,t 0=2 sB.x 0=8 m ,t 0=4 sC.x 0=4 m ,t 0=2 sD.x 0=4 m ,t 0=4 s答案 B解析 由题可知,t =2 s 时甲、乙两质点的速度相同,t =2 s 时乙的速度大小为v 乙=at =1×2 m/s =2 m/s ,因此甲的速度大小为v 甲=2 m/s.由题图可知,x 0=v 甲t 0,x 0=12at 02,联立解得x 0=8 m ,t 0=4 s ,故A 、C 、D 错误,B 正确.13.(2020·天水一中模拟)如图11甲,一维坐标系中有一质量为m =2 kg 的物块静置于x 轴上的某位置(图中未画出),从t =0时刻开始,物块在外力作用下沿x 轴做匀变速直线运动,如图乙为其位置坐标和速率平方的关系图象,下列说法正确的是( )图11A.t =4 s 时物块的速率为2 m/sB.加速度大小为1 m/s 2C.t =4 s 时物块位于x =4 m 处D.在0~4 s 时间内物块运动的位移为6 m 答案 A解析 由x -x 0=v 22a,结合题图可知物块做匀加速直线运动,加速度a =0.5 m/s 2,初位置x 0=-2 m ,t =4 s 时物块的速率为v =at =0.5×4 m/s=2 m/s ,A 正确,B 错误;由题图乙得t =4 s 时物块位于x =2 m 处,C 错误;在0~4 s 时间内物块运动的位移Δx =2 m -(-2 m)=4 m ,D 错误.14.(多选)(2020·吉林白山市二模)一质点以某一初速度开始做直线运动,从质点开始运动计时,经时间t 质点的位移为x ,其xt-t 图象如图12所示.下列说法正确的是( )图12A.质点做匀减速直线运动B.任意相邻的0.2 s 内,质点位移差的大小均为0.04 mC.任意1 s 内,质点速度增量的大小均为0.5 m/sD.质点在1 s 末与3 s 末的速度方向相向 答案 AB解析 根据匀变速直线运动的位移时间公式x =v 0t +12at 2得x t =v 0+12at由图可知质点的初速度v 0=2 m/s 图象的斜率k =12a =-0.5则加速度a =-1 m/s 2则质点做匀减速直线运动,故A 正确;由Δx =aT 2知,任意相邻的0.2 s 内,质点的位移差为Δx =(-1)×0.22m =-0.04 m ,大小为0.04 m ,故B 正确;由Δv =a Δt 可得任意1 s 内,质点的速度增量为Δv =(-1)×1 m/s=-1 m/s ,大小为1 m/s ,故C 错误;质点在1 s 末的速度为v 1=v 0+at 1=2+(-1)×1 m/s=1 m/s ,在3 s 末的速度为v 3=v 0+at 3=2+(-1)×3 m/s=-1 m/s ,二者方向相反,故D 错误.。
高考物理一轮复习专题训练及答案解析—运动图像问题1.A 、B 两物体沿同一直线运动,运动过程中的x -t 图像如图所示,下列说法正确的是( )A .4 s 时A 物体运动方向发生改变B .0~6 s 内B 物体的速度逐渐减小C .0~5 s 内两物体的平均速度大小相等D .0~6 s 内某时刻两物体的速度大小相等2.(2023·福建泉州市模拟)2021年举办的东京奥运会上,我国运动员全红婵获得10米跳台冠军.从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,不考虑空气阻力和水平方向的运动,其速度随时间变化的图像简化为如图所示,则全红婵( )A .在t 2时刻运动到最高点B .在0~t 2时间内的加速度先减小后增大C .在0~t 2时间内的平均速度大小为v 2-v 12D .在t 2~t 3时间内的平均速度大小为v 223.(2022·河北卷·1)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v 与时间t 的关系图像如图所示.由图像可知( )A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小D.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动4.如图所示的位移-时间图像和速度-时间图像中,给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是()A.图线1表示物体做曲线运动B.x-t图像中,t1时刻v1>v2C.v-t图像中,0~t3时间内3和4的平均速度大小相等D.两图像中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动5.(2023·辽宁省东北育才学校模拟)甲、乙两个质点沿同一直线运动,其中质点甲以3 m/s的速度做匀速直线运动,质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位置x随时间t的变化如图所示.已知t=3 s时,甲、乙图线的斜率相等.下列判断正确的是()A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反B.t=3 s时,乙的位置坐标为-15.5 mC.t=10 s时,两质点相遇D.乙经过原点的速度大小为4 5 m/s6.电竞遥控车表演赛中,t=0时刻,可视为质点的甲、乙两车以等大反向的速度在O点擦肩而过,甲向右运动,乙向左运动,v-t图像如图所示,且0~2t0时间内两车的运动方向都发生了改变,以向右为正方向,以下说法正确的是()A.0~t0内,甲的位移比乙大B.t0~2t0内,甲的加速度比乙大C.2t0时,甲刚好回到O点D.乙回到O点时,甲在O点的右边7.一质点由静止开始做直线运动的v-t关系图像如图所示,则该质点的x-t关系图像可大致表示为选项图中的()8.冰壶是冬奥会的传统比赛项目.t=0时刻,冰壶运动员以v0=3 m/s的速度沿水平冰面将冰壶掷出,t=5 s时,队友开始用毛刷在冰壶滑行前方不断的摩擦冰面(如图甲所示),t=17.5 s时冰壶停止运动,冰壶运动过程中加速度a的大小随时间t的变化关系如图乙所示.以下判断正确的是()A .t =5 s 时,冰壶的速度大小为1 m/sB .5~17.5 s 内,冰壶的加速度大小为0.17 m/s 2C .0~17.5 s 内,冰壶运动的位移大小为52.5 mD .与不摩擦冰面相比,摩擦冰面情况下,冰壶多滑行2.5 m 才停下9.一质点沿x 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其x t-t 的图像如图所示,则( )A .质点做匀加速直线运动,加速度大小为0.75 m/s 2B .质点做匀速直线运动,速度大小为3 m/sC .质点在第4 s 末速度大小为6 m/sD .质点在前4 s 内的位移大小为24 m10.(多选)(2023·安徽合肥市第六中学模拟)物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材反映了深刻的物理本质,例如伽利略的斜面实验就揭示了匀变速直线运动的规律.某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验,如图甲所示,他让小球以某一确定的初速度从固定斜面顶端O 点滚下,经过A 、B 两个传感器,其中B 传感器固定在斜面底端,测出了A 、B 间的距离x 及小球在A 、B 间运动的时间t .改变A 传感器的位置,多次重复实验,计算机作出图像如图乙所示.下列说法正确的是( )A.小球在斜面上运动的平均速度大小为8 m/sB.小球在顶端O点的速度大小为4 m/sC.小球在斜面上运动的加速度大小为2 m/s2D.固定斜面的长度为6 m11.(多选)如图甲所示,一维坐标系中有一物块静止于x轴上的某位置(图中未画出),从t=0时刻开始,物块在外力作用下沿x轴正方向做匀变速直线运动,其位置坐标与速率平方的关系图像如图乙所示.下列说法正确的是()A.物块运动的加速度大小为1 m/s2B.t=4 s时物块位于x=2 m处C.2~4 s内物块的平均速度大小为1.5 m/sD.前2 s内物块的位移大小为2 m12.(2023·湖南省雅礼中学模拟)两辆小汽车在平直路面上同向运动,两车从同一地点由静止同时出发,其位移x随速度平方v2变化的关系图像如图所示,图a、b、c表示两车的v-t 图像,以下判断正确的是()A.甲、乙两车在x1处再次相遇B .甲、乙两车的v -t 图像为图aC .甲、乙两车的v -t 图像为图bD .甲、乙两车的v -t 图像为图c13.某同学欲估算飞机着陆时的速度,他假设飞机在平直跑道上做匀减速运动,飞机在跑道上滑行的距离为x ,从着陆到停下来所用的时间为t ,实际上,飞机的速度越大,所受的阻力越大,则飞机着陆时的速度应是( )A .v =x tB .v =2x tC .v >2x t D.x t <v <2x t答案及解析1.D [x -t 图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度方向,所以A 物体运动方向始终不变,故A 错误;由题图可知,0~6 s 内B 物体的速度逐渐增大,故B 错误;由题图可知,0~5 s 内A 物体的位移大于B 物体的位移,由公式v =x t可知,A 物体的平均速度大于B 物体的平均速度,故C 错误;0~6 s 内存在某时刻两图像斜率的绝对值相等,即存在某时刻两物体的速度大小相等,故D 正确.]2.C [从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,由v -t 图像可读出0~t 1时间内向上做匀减速直线运动,t 1~t 2时间内向下做匀加速直线运动,t 2~t 3时间内向下做加速度减小的变减速直线运动,故应在t 1时刻运动到最高点,故A 错误;v -t 图像的斜率表示加速度,在0~t 2时间内的图像斜率恒定,即加速度恒定,方向向下,故B 错误;在0~t 2时间内做匀变速直线运动,平均速度等于初、末速度的一半,则大小为v =v 2+(-v 1)2=v 2-v 12,故C 正确;在t 2~t 3时间内向下做加速度减小的变减速直线运动,其位移小于相同时间内做匀减速直线运动的位移,则有v 变减<v 匀减=v 22,故D 错误.] 3.D [根据v -t 图像的斜率表示加速度,由题图可知0~t 1时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,故A 错误;根据v -t 图像与横轴围成的面积表示位移,由题图可知0~t 2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B 错误;由题图可知t 2~t 3时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C 错误;根据v -t 图像可直接判断知,t 3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;t 3时刻后,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D 正确.]4.B [图线1是位移-时间图像,表示物体做变速直线运动,选项A 错误;x -t 图线上某点斜率的绝对值的大小表示速度的大小,由题图可知t 1时刻v 1>v 2,选项B 正确;v -t 图像中0~t 3时间内3和4位移不同,所以平均速度大小不相等,选项C 错误;t 2时刻2开始反向运动,t 4时刻4加速度方向变化但运动方向不变,选项D 错误.]5.B [位移时间图像的斜率表示速度,则在最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正,所以运动方向相同,故A 错误;质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,t =3 s 时,甲、乙图线的斜率相等,所以t =3 s 时乙的速度是3 m/s ,乙的加速度a =33m/s 2=1 m/s 2,0~3 s 内乙的位移x =0+32×3 m =4.5 m ,所以t =3 s 时,乙的位置坐标为-20 m +4.5 m =-15.5 m ,故B 正确;t =10 s 时,质点甲的位移x 甲=30 m ,质点乙的位移x 乙=12at 2=50 m ,因x 乙<x 甲+40 m ,则两质点没相遇,故C 错误;根据v 2-0=2ax ,乙经过原点时的速度大小为v =2ax 0=210 m/s ,故D 错误.]6.C [v -t 图像与横轴围成的面积表示位移,根据图像得,0~t 0内,乙围成图像的面积比甲大,故甲的位移比乙小,A 错误;v -t 图像的斜率表示加速度,t 0~2t 0内,甲、乙图线的斜率绝对值相等,加速度大小相等,B 错误;在2t 0内,甲图像第一象限和第四象限所围成的面积相等,故0~2t 0内甲的位移为0,甲刚好回到O 点,C 正确;2t 0时,乙图像第一象限所围成的面积小于第四象限所围成的面积,故乙在2t 0后才回到O 点,此时甲已经向左运动了一些,故乙回到O 点时,甲在O 点的左边,D 错误.]7.B [根据x -t 图像中图线的斜率表示速度可知,该质点的x -t 关系图像可大致表示为B 图,故选B.]8.D [5 s 末的速度大小为v =v 0-a 1t 1=(3-0.2×5) m/s =2 m/s ,A 错误;5~17.5 s 内,冰壶的初速度v =2 m/s ,末速度为0,运动时间t 2=12.5 s ,故冰壶的加速度大小为a 2=v -0t 2=212.5 m/s 2=0.16 m/s 2,B 错误;0~5 s 内位移大小为x 1=v +v 02t 1=12.5 m,5~17.5 s 内的位移大小为x 2=v 2t 2=12.5 m ,则0~17.5 s 内的位移大小为x =x 1+x 2=25 m ,C 错误;若不摩擦冰面,冰壶运动的时间为t 3=v 0-0a 1=15 s,15 s 内位移大小为x 3=v 02t 3=22.5 m ,Δx =x -x 3=2.5 m ,D 正确.]9.D [由题图可知x t=3+0.75t (m/s),整理得x =3t +0.75t 2,质点做匀加速运动,对比公式x =v 0t +12at 2可知,质点的初速度为v 0=3 m/s ,加速度大小为a =1.5 m/s 2,故A 、B 错误;质点在第4 s 末速度大小为v =v 0+at ′=3 m/s +1.5×4 m/s =9 m/s ,故C 错误;质点在前4 s内的位移大小为x =v 0t ′+12at ′2=(3×4+12×1.5×42) m =24 m ,故D 正确.] 10.BD [设小球在经过A 传感器时的速度大小为v A ,经过B 传感器时的速度大小为v B ,在斜面上运动的加速度大小为a ,根据运动学规律有v B =v A +at ,x =v A t +12at 2,联立以上两式并整理得x t 2=v B ·1t -a 2,结合图像可得v B =8 m/s ,a =4 m/s 2,当A 传感器放置在O 点时,传感器所测时间为小球从O 到B 传感器的运动时间t 1,由题图乙分析可知t 1=1 s ,所以小球在斜面上O 点的速度大小为v 0=v B -at 1=4 m/s ,小球在斜面上运动的平均速度大小为v =v 0+v B 2=6 m/s ,固定斜面长度为l =v t 1=6 m ,故A 、C 错误,B 、D 正确.] 11.BC [设t =0时刻物块位于x =x 0处,根据v 2=2a (x -x 0)可知x =x 0+12av 2,根据题图乙可知x 0=-2 m ,a =12 m/s 2,A 错误;t =4 s 时物块位置为x =x 0+12at 42=-2 m +12×12×42 m =2 m ,B 正确;2~4 s 时间内物块的位移Δx =12at 42-12at 22=12×12×42 m -12×12×22 m =3 m ,因此这段时间内平均速度v =Δx Δt =32 m/s =1.5 m/s ,C 正确;前2 s 内物块的位移大小Δx ′=12at 22=12×12×22 m =1 m ,D 错误.] 12.B [根据公式v 2-v 02=2ax ,变形可得x =12a v 2-v 022a ,由题图可知,v 0=0,则x =12av 2,由图像可得,乙的加速度不变,甲的加速度逐渐增大,所以甲、乙两车的v -t 图像为题图a ,由甲、乙的位移图像可知在x 1处速度相同,由题图a(即甲、乙两车的v -t 图像)可得,速度相同时,需要的时间不同,则两车在不同时间到达x 1,故没在x 1处相遇,故A 、C 、D 错误,B 正确.]13.C [飞机做变减速直线运动,因为速度在减小,则阻力在减小,加速度减小,故飞机做加速度逐渐减小的减速运动,速度时间图线如图中实线所示.若飞机做匀减速直线运动,如图中虚线所示,则平均速度v ′=v 2=x ′t ,实线与时间轴围成的面积为x ,平均速度v =x t,因为x ′>x ,可知x t <x ′t =v 2,即v >2x t,故选C. ]。
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2024年高考各卷区对于直线运动均有所考查,多以体育运动、交通安全为情境,考查匀变速直线运动。
预测2025年高考各考区依然会持续考查。
考向一运动的描述联系实际1.(2024年1月浙江卷第2题)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。
在下列研究中可将运动员视为质点的是()A.研究甲图运动员的入水动作B.研究乙图运动员的空中转体姿态C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作【答案】C【解析】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。
故选C。
考向二匀变速直线运动一般规律的应用2.(2024年江西卷第3题)某物体位置随时间的关系为x=1+2t+3t2,则关于其速度与1s内的位移大小,下列说法正确的是()A.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6mB.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6mC.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s 内的位移大小为5mD.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s 内的位移大小为5m 【答案】C【解析】根据速度的定义式xv t∆=∆表明,速度等于位移与时间的比值。
2020高考物理 直线运动的图像问题(有答案)1. 甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0~t 1时间内A. 甲的速度总比乙大B. 甲、乙位移相同C. 甲经过的路程比乙小D. 甲、乙均做加速运动 【答案】B2. 一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图象如图所示。
求:(1).摩托车在0-20s 这段时间的加速度大小a ; (2).摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小v 。
解析:(1)由图知,在0-20s 内做匀加速运动,根据,可求加速度a =1.5m/s 2; (2)根据v-t 图像与坐标轴围面积表示位移可求在0-75s 时间内位移为x =1500m ,所以平均速度为m/s 20==txv3. 汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地。
汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。
汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s 随时间t 的变化关系可能是答案:Atva ∆∆=stO stOstOstOABCDv /(m s -1)t /0 3020 10 20 45 754. 一汽车从静止开始做匀加速直线运动, 然后刹车做匀减速直线运动,直到停止。
下列速度 v和位移 x 的关系图像中,能描述该过程的是 【答案】A5. 一质点沿x 轴做直线运动,其v -t 图像如图所示。
质点在t =0时位于x =5m 处,开始沿x 轴正向运动。
当t =8s 时,质点在x 轴上的位置为 ( )A .x =3mB .x =8mC .x =9mD .x =14m 【答案】B6. 质点做直线运动的速度—时间图象如图所示, 该质点 ( )A .在第1秒末速度方向发生了改变B .在第2秒末加速度方向发生了改变C .在前2秒内发生的位移为零D .第3秒末和第5秒末的位置相同 【答案】D7. 图6是物体做直线运动的v-t 图象,由图可知,该物体 A .第1 s 内和第3 s 内的运动方向相反 B. 第3 s 内和第4 s 内的加速度相同 C. 第1 s 内和第4s 内的位移大小不等 D .0~2s 内和0~4s 内的平均速度大小相等 【答案】B8. 一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t 图象如图所示。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动匀变速直线运动图像和追及相遇问题【考点预测】1.匀变速直线运动的v -t 图像、a -t 图像、xt -t 图像、v 2-x 图像等2. 追及相遇问题 【方法技巧与总结】 (1)a -t 图像由Δv =aΔt 可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量,如图甲所示. (2)xt-t 图像 由x =v 0t +12at 2可得x t =v 0+12at ,截距b 为初速度v 0,图像的斜率k 为12a ,如图乙所示.(3)v 2-x 图像由v 2-v 02=2ax 可知v 2=v 02+2ax ,截距b 为v 02,图像斜率k 为2a ,如图丙所示.(4)追及相遇问题可概括为“一个临界条件”“两个等量关系”.(1)一个临界条件:速度相等.它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点;(2)两个等量关系:时间等量关系和位移等量关系.通过画草图找出两物体的位移关系是解题的突破口. 【题型归纳目录】题型一: 区分x -t 图像和v -t 图像 题型二:用函数思想分析图像 题型三:图像间的相互转化 题型四: 公式法求解追及相遇问题题型五:图像法在追及相遇问题中的应用 【题型一】区分x -t 图像和v -t 图像 【典型例题】例1.(2023·西藏日喀则·统考一模)图(a )所示的医用智能机器人在巡视中沿医院走廊做直线运动,图(b )是该机器人在某段时间内的位移时间图像(后10s 的图线为曲线,其余为直线)。
以下说法正确的是( )A .机器人在0-30s 内的位移大小为7mB .10-30s 内,机器人的平均速度大小为0.35m/sC .0-10s 内,机器人做加速直线运动D .机器人在5s 末的速度与15s 末的速度相同 【方法技巧与总结】1.无论x -t 图像、v -t 图像是直线还是曲线,所描述的运动都是直线运动,图像的形状反映了x 与t 、v 与t 的函数关系,而不是物体运动的轨迹.2.x -t 图像中两图线的交点表示两物体相遇,v -t 图像中两图线的交点表示该时刻两物体的速度相等,并非相遇.3.位置坐标x -y 图像则能描述曲线运动,图线交点表示物体均经过该位置,但不一定相遇,因为不知道时间关系.练1.(2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模)高铁改变生活,地铁改变城市!地铁站距短需要频繁启停,为缩短区间的运行时间需要较大的启动加速度。
专题强化一 运动学图像 追及相遇问题【专题解读】 1.本专题是匀变速直线运动规律和运动学图像的综合应用,为高考必考内容,多以选择题形式命题。
2.学好本专题,可以提高同学们通过画运动情景示意图和v -t 图像分析和解决运动学问题的能力。
3.用到的知识有:x -t 图像和v -t 图像的理解,匀变速直线运动的规律,临界条件的确定,求解极值等数学方法。
题型一 运动学图像的理解和应用1.x -t图像与v -t 图像的比较x -t 图像v -t 图像图像 举例意义倾斜直线表示匀速直线运动;曲线表示变速直线运动倾斜直线表示匀变速直线运动;曲线表示变加速直线运动特别处 两条图线的交点表示相遇 图线与时间轴所围面积表示位移 运动 情况 甲做匀速直线运动,乙做速度逐渐减小的直线运动丙做匀加速直线运动,丁做加速度逐渐减小的变加速直线运动位移 0~t 1时间内甲、乙位移相等0~t 2时间内丁的位移大于丙的位移 平均速度0~t 1时间内甲、乙平均速度相等0~t 2时间内丁的平均速度大于丙的平均速度2.三点说明(1)x -t 图像与v -t 图像都只能描述直线运动,且均不表示物体运动的轨迹。
(2)分析图像要充分利用图像与其所对应的物理量的函数关系。
(3)识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点。
【例1】 (2021·1月辽宁普高校招生适应性测试,1)甲、乙两物体沿直线同向运动,其位置x 随时间t 的变化如图1所示,甲、乙图线分别为圆弧、直线。
下列说法正确的是( ) A.甲做匀减速直线运动 B.乙做匀加速直线运动 C.第4 s 末,二者速度相等 D.前4 s 内,二者位移相等【变式1】 (2020·广东潮州市第二次模拟)如图2所示为甲、乙两个质点运动的位移—时间图像,由此可知(图中虚线与曲线相切) ( )A. 甲做匀减速直线运动,乙做变减速直线运动B.在0~t 0时间内的某时刻,甲、乙两质点的速度大小相等C.甲、乙两质点从x =2x 0位置同时出发,同时到达x =0位置D.在0~t 0时间内,乙的速度大于甲的速度,t 0时刻后,乙的速度小于甲的速度【例2】 (多选)(2020·山东济南市5月高考模拟)雨雪天气时路面湿滑,汽车在紧急刹车时的刹车距离会明显增加。
第三部分 专项提能优化训练 专题3.1 高考中的图像问题目录一、运动学图像问题 .................................................................................................................................................. 1 二、动力学图像问题 .................................................................................................................................................. 4 三、功能关系与图像 .................................................................................................................................................. 7 四、电场中的图像 .................................................................................................................................................... 10 五、恒定电流中的图像问题 .................................................................................................................................... 13 六、电磁感应中的图像问题 .................................................................................................................................... 15 七、专题跟踪检测 . (19)一、运动学图像问题高考试题中常涉及的运动学图像有三种,分别是x t 图像、v t 图像、a t 图像,由图像分析计算物体运动的位移、速度、加速度、间距变化及追及相遇问题。
第49卷第1期2020年1月试题研究2018年高考中直线运动图像问题的解读孙奉涛(山东省荷泽第一中学山东荷泽274000)文章编号:1002-218X(2020)01-0088-02中图分类号:G632.479文献标识码:B—、核心考点1.x-t图像(1)意义:表示物体位移随时间变化的规律。
(2)应用:判断运动方向(斜率的正负);判断速度的大小(斜率的大小);判断运动性质(静止、匀速、变速)。
2.v-t图像(1)意义:表示物体速度随时间变化的规律。
(2)应用:判断运动方向(正方向、负方向);判断加速度的大小(斜率的大小);判断运动性质(匀速、匀变速、变速);求位移(图像与坐标轴所围图形的面积)。
3.对运动图像的理解(1)无论是图像还是ar图像,都只能描述直线运动。
(2)x-«图像和W图像都不表示物体运动的2.教学方法的优化小学科学和初中物理在教学方法上既有联系,也有不同。
很多小学科学教学中设计教学目标更多的是观察现象,体会和感受规律,教学重点是培养学生的科学素养。
现今在实验操作的教学上可以用小学科学中的知识作为铺垫或引入,这样的教学方式可以让学生联想到小学科学的相关知识,潜移默化地让学生自主发现小学科学和初中物理课程之间的联系。
教师在设计小学科学教学内容时,既能抓住学生的兴趣点,又能让学生学会科学方法,通常全员均可参与的动手实验是最受欢迎的。
例如,小学2年级《科学》第五单元尺子的科学中分为制作尺子和改进尺子两部分,设计思路围绕着工具的发明和改造,教师可以引导学生发现生活中的问题,找到解决方法——制作工具,从而对该工具的改进和应用,课堂教学中就是要培养学生这种科学思维和科学方法,到初中物理中再学习到长度的测量时,教师可以利用上述学情作为引入,引导学生说一说工具的发明和改进,还可以上升高度到新产品的开发和利用上。
3.探究教学的开展初中物理教学设计的经验表明,实施科学探究式教学对提高学生的科学素养具有重要作用。
直线运动 图像专题操千曲而后晓声 观千剑而后识器一、单选题未命名1.汽车在平直公路上做刹车试验,若从t =0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )A .t =0时汽车的速度为20m/sB .刹车过程持续的时间为5sC .刹车过程经过3s 时汽车的位移为10mD .刹车过程汽车的加速度大小为10m/s 2【来源】辽宁省盘锦市兴隆台区辽河油田二中2018-2019学年高三(4月)月考物理试题【答案】C【解析】【详解】AD 、由图象可得211010x v =-+,根据2202v v ax -=可得:220122v x v a a=-解得:a =﹣5 m/s 2,v 0=10 m/s ,AD 错误;B 、汽车刹车过程的时间为:002s v t a-==,B 错误; C 、汽车经过2 s 停止,因而经过3 s 时汽车的位移为x =10 m (要先判断在所给时间内,汽车是否已停止运动),C 正确。
2.如图所示,水平板上有质量m=1.0kg 的物块,受到随时间t 变化的水平拉力F 作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f 的大小.取重力加速度g=10m/s 2.下列判断正确的是( )A.5s内拉力对物块做功为零B.4s末物块所受合力大小为4.0NC.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6s~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2【来源】2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(浙江卷带解析)【答案】D【解析】试题分析:A、在0﹣4s内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,4s末开始运动,则5s内位移不为零,则拉力做功不为零.故A错误.B、4s末拉力为4N,摩擦力为4N,合力为零.故B错误.C、根据牛顿第二定律得,6s~9s内物体做匀加速直线运动的加速度a=.f=μmg,解得.故C错误,D正确.故选D.考点:牛顿第二定律;滑动摩擦力点评:解决本题的关键通过图线分析出物体的运动,根据牛顿第二定律进行求解3.以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是【来源】2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(重庆卷带解析)【答案】D【解析】试题分析:竖直上抛运动不受空气阻力,做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动,图象时倾斜向下的直线,四个选项均正确表示;考虑阻力的上抛运动,上升中上=,随着减小,上减小,对应图象的斜率减小,选项A错误。
下降中下=,随着随着增大,下继续减小。
而在最高点时,,对应图与轴的交点,其斜率应该等于(此时与竖直上抛的最高点相同的加速度),即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行,只有D选项满足。
故选D。
考点:本题考查了牛顿第二定律、图象的特点、竖直上抛运动状态的判断。
4.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a—t图象如图所示。
下列v—t图象中,可能正确描述此物体运动的是【来源】2013年全国普通高等学校招生统一考试物理(海南卷带解析)【答案】D【解析】由a—t图象知,0~0.5T时间内的加速度与T~2T时间内的加速度大小相等,方向相反,而对应时间内的v-t图象的斜率的绝对值相等,正负不同,可得D正确。
【考点定位】考查运动学的a-t图像、v-t图象的物理意义。
5.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图象如图3所示.两图象在t =t1时相交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d.已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则下面四组t′和d的组合可能的是( )A.t′=t1,d=S B.t′=t1,d=SC.t′=t1,d=S D.t′=t1,d=S【来源】2012届江苏省高三物理一轮复习第一章第3单元(带解析)【答案】D【解析】在t1时刻如果甲车没有追上乙车,以后就不可能追上了,故t′<t1,A错;从图象中甲、乙与坐标轴所围的面积即对应的位移看,甲在t1时间内运动的位移比乙的多S,当t′=0.5t1时,甲的面积比乙的面积多出S,即相距d=S,选项D正确6.[福建宁德2018质检]A.物体在第1s末运动方向发生变化B.物体在6s末返回出发点C.物体在第2s内和第3s内的加速度相同D.物体在1s末离出发点最远,且最大位移为0.5m【来源】第一章直线运动第5节运动的图像【答案】C【解析】【详解】物体在第1s末前后速度均为正值,故运动方向没有发生改变,故A时间轴所围的面积表示位移的大小,知物体在0~6s内位移大于零,则第6s末没有返回出发点,故B错误;物体在第2s内、第3s内的图线斜率相同,则加速度相同,故C正确;物体在前4s内位移为零,在4~6s内物体沿正方向运动,故第2s末和6s末时离出发点最远,最大位移为12m1m2x⨯==,故D错误.7.一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止。
下列速度v和位移x的关系图象中,能描述该过程的是()【来源】2014年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷带解析)【答案】A【解析】试题分析:开始时汽车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动速度位移关系有:v=,故选项C、D错误;刹车后做匀减速直线运动,有:v=,故选项A正确;选项B错误。
考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律的应用,以及对图象的理解与应用问题,属于中档题。
8.汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人,于是刹车礼让汽车恰好停在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s。
汽车运动的v-t图如图所示,则汽车的加速度大小为A.B.C.D.【来源】浙江省2017普通高校招生选考科目考试物理试题【答案】C【解析】【详解】根据速度时间图像可以知道,在驾驶员反应时间内,汽车的位移为,所以汽车在减速阶段的位移根据可解得:故C对;ABD错;综上所述本题答案是:C【点睛】驾驶员在发应时间内做匀速运动,根据图像可以求出匀速过程的位移,再利用求出运动过程中的加速度的大小。
9.杂技运动员在训练时的照片如图所示。
有一小球自由落下,碰到水平桌面后反弹,如此数次落下和反弹。
若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力不计,则下列v--t图像中正确的是()A.B.C.D.【来源】浙江省诸暨市牌头中学2017-2018学年高一上学期期中考试物理(A卷)试题【答案】B【解析】下落过程,速度越来越大,方向为正,当碰撞瞬间,速度发生突变(即没有时间发生改变,一瞬间速度即变为负向最大,如D图表示有一定的时间发生改变)为竖直向上,即方向为负,由于碰撞能量损失,所以起跳的速度要小于刚落地时的速度,如此重复,故B正确.10.跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下,运动员沿竖直方向运动,其v-t 图象如图所示。
下列说法正确的是( )A .运动员在010s -内的平均速度大小等于10/m sB .10s 末运动员的速度方向改变C .10末运动员打开降落伞D .1015s s -内运动员做加速度逐渐增加的减速运动【来源】2019年内蒙古呼和浩特市高三物理二模试题【答案】C【解析】【详解】若运动员在0-10s 内做匀变速直线运动,则平均速度20m /s 10m /s 22v v ===,运动员在0~10s 内的位移大于匀加速直线运动到20m/s 的位移,所以平均速度大于10m/s 。
故A 错误;在整个过程中,速度都是正值,运动员的速度方向未改变。
故B 错误;从10s 末开始运动员做减速运动,则知10末运动员打开降落伞,故C 正确;10~15 s 内图线的斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小,运动员做加速度逐渐减小的减速运动。
故D 错误;11.若货物随升降机运动的图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是【来源】2015年全国普通高等学校招生统一考试物理(重庆卷带解析)【答案】B【解析】由图知:过程①为向下匀加速直线运动(加速度向下,失重,);过程②为向下匀速直线(平衡,);过程③为向下匀减速直线运动(加速度向上,超重,);过程④为向上匀加速直线运动(加速度向上,超重,);过程⑤为向上匀速直线运动(平衡,);过程⑥为向上匀减速直线运动(加速度向下,失重,);综合各个过程可知B选项正确。
【考点定位】图像、超重与失重、牛顿第二定律。
12.某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示,据此判断(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)四个选项中正确的是()A.B.C.D.【来源】09高考山东理综物理部分【答案】B【解析】考点:v-t图象、牛顿第二定律由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动,所以前两秒受力恒定,2s-4s做正方向匀加速直线运动,所以受力为负,且恒定,4s-6s做负方向匀加速直线运动,所以受力为负,恒定,6s-8s做负方向匀减速直线运动,所以受力为正,恒定,综上分析B正确。
提示:在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,加速度恒定,受力恒定。
13.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。
在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。
在这段时间内A.汽车甲的平均速度比乙大B.汽车乙的平均速度等于C.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大【来源】2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(新课标Ⅱ带解析)【答案】A【解析】试题分析:因为图线与坐标轴所夹的面积是物体的位移,故在0-t1时间内,甲车的位移大于乙车,故根据可知,甲车的平均速度大于乙车,选项A 正确,C错误;因为乙车做变减速运动故平均速度不等于,选项B错误;因为图线的切线的斜率等于物体的加速度,故甲乙两车的加速度均逐渐减小,选项D 错误。
考点:v-t图象及其物理意义14.质点做直线运动的速度—时间图象如图所示,该质点A.在第1秒末速度方向发生了改变B.在第2秒末加速度方向发生了改变C.在前2秒内发生的位移为零D.第3秒和第5秒末的位置相同【来源】2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(天津卷带解析)【答案】D【解析】试题分析:速度图象的正负表示速度的方向,而在前2s内,运动方向没有变化,故A错;图象的斜率表示加速度,第2秒末斜率不变,所以加速度不变,故B错;前两秒内图象都在时间轴上方,故质点位移为图线与坐标轴所围成的面积,C错;同理,由图象面积可以知道,第4秒内和第5秒内的位移大小相同、方向相反,故D正确。
考点:运动学图象15.一辆汽车沿平直道路行驶,其v-t图象如图所示。
在t=0到t=40s这段时间内,汽车的位移是()A.0B.30mC.750mD.1200m【来源】浙江省2019届高三上学期11月选考科目考试物理试题【答案】C【解析】【详解】在v-t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,故在40内的位移为,C正确.【点睛】在速度时间图像中,需要掌握三点,一、速度的正负表示运动方向,看运动方向是否发生变化,只要考虑速度的正负是否发生变化,二、图像的斜率表示物体运动的加速度,三、图像与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方表示正方向位移,在坐标轴下方表示负方向位移.16.甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图象如图所示,则在0~t1时间内A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动【来源】浙江省2019届高三4月选考物理试题【答案】B【解析】【详解】A.因x-t图像的斜率等于速度,可知在0~t1时间内开始时甲的速度大于乙,后来乙的速度大于甲,选项A错误;B.由图像可知在0~t1时间内甲、乙位移相同,选项B正确;C.甲乙均向同方向做直线运动,则甲乙的路程相同,选项C错误;D.由斜率等于速度可知,甲做匀速运动,乙做加速运动,选项D错误。