第一章 专题强化一 运动图像问题
高中物理必修1 第一章 小专题运动图像 运动图像

梳理深化 强基固本
多维课堂 热点突破
思维建模 素养提升
运动图像
对运动图像的理解及应用 应用运动图像解题“六看” 1.看“轴”xv--tt图图像像纵纵轴轴表表示示位速移度 2.看“线”xv--tt图图像像上上倾倾斜斜直直线线表表示示匀匀速变直速线直运线动运动 3.看“斜率”xv--tt图图像像上上斜斜率率表表示示速加度速度
4.看“面积”xv--tt图图像像上上面图积线无和实时际间意轴义围成的“面积”表 示位移
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞:用脚跳舞,用思想跳舞,用言语跳舞,不用说,还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得,或由他们重新发现,至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下,孩童耳听一言一语,均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理,而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式,注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/222021/11/222021/11/2211/22/2021 •7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/222021/11/22November 22, 2021 •8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心,这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进,不知自勉,任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方,儿童才会产生上进心。 2021/11/222021/11/222021/11/222021/11/22
5.看“纵截距”xv--tt图图像像表表示示初初位速置度 拐点转折点一般表示从一种运动变为另一
新教材高中物理必修一 第一章 专题强化 速度、加速度及运动图像

[学习目标] 1.进一步理解速度、加速度的概念.知道v =Δx Δt ,a =Δv Δt都是比值法定义的物理量,通过对比,理解两物理量的物理意义.2.进一步掌握x -t 图像和v -t 图像的特点、斜率意义,并会应用图像解决问题.一、速度和加速度1.比值定义法(1)比值定义法是指用两个物理量之比定义一个新的物理量的方法,是物理学中常用的方法,基本特点是被定义的物理量往往反映物体的最本质的属性,不随定义所用的物理量的改变而改变.例如密度ρ=m V就是用比值定义法定义的. (2)在本章中,速度、加速度均是运用比值定义法引入的.速度v =Δx Δt,该比值反映了物体运动的快慢.加速度a =Δv Δt,该比值反映了速度变化的快慢. 2.速度和加速度无直接关系(1)速度和加速度的大小无直接关系.速度大,速度不一定变化快,加速度不一定大;加速度大,速度变化快,不代表物体运动快,速度也不一定大;加速度为零,速度可能不为零,速度为零,加速度也可能不为零.(2)速度和加速度的方向无直接关系.加速度与速度的方向可能相同也可能相反,甚至两者的方向可能不在一条直线上.下列关于加速度的说法中正确的是________.A .物体的速度大,其加速度一定大B .物体速度变化大,其加速度一定大C .物体的速度为零时,其加速度一定为零D .物体的加速度不断减小,物体的速度也不断减小E .物体的加速度不为零,物体速度一定增大F .速度变化越快,加速度一定越大G .速度对时间的变化率越大,加速度一定越大H .加速度方向与规定的正方向相反时,速度一定减小答案FG(多选)一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,在加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点()A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止B.速度一直在增大,直到加速度减小到零为止C.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止D.位移一直在增大,加速度减小到零之后位移仍继续增大答案BD解析加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度一直在增大,加速度减小到零时速度最大,故A错误,B正确.由于质点做方向不变的直线运动,所以位移一直在增大,加速度减小到零之后质点做匀速直线运动,位移仍然增大,故C错误,D正确.二、运动图像的理解和应用x-t图像和v-t图像的比较如图1所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知()图1A.物体在0~2 s内做匀速直线运动B.物体在2~8 s内静止C.1 s末和9 s末的速度相同D.1 s末和9 s末的加速度相同答案C解析物体在0~2 s内速度随时间不断增大,做加速直线运动,故A错误;物体在2~8 s内速度不随时间改变,做匀速直线运动,故B错误;由题图可知,物体在1 s末和9 s 末的速度都为6 m/s,但两时刻加速度大小相等、方向相反,C正确,D错误.(2019·日照市期中)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶.在t=0到t=t1的时间内,它们的位移-时间图像如图2所示,在这段时间内()图2A.汽车甲的平均速度比乙的平均速度大B.汽车甲的位移比乙的位移大C.汽车甲与汽车乙的运动方向相反D.汽车甲做减速运动,汽车乙做加速运动答案C解析0~t1时间内,甲、乙位移大小相等,则甲、乙的平均速度大小相等,A、B错误;由题图知甲沿x轴负方向运动,乙沿x轴正方向运动,C正确;x-t图像的斜率表示速度,可知甲、乙速度均越来越小,D错误.1.(加速度)关于速度、速度变化、加速度,下列说法正确的是()A.加速度方向与规定正方向相反,物体速度一定减小B.加速度不为零,物体速度一定增加C.加速度不断减小,速度一定不断减小D.速度变化越快,加速度越大答案D2.(x -t 图像)(2019·衡水市安平中学高二月考)甲、乙两车在同一条直线上运动,某时刻位于同一点,若以该时刻作为计时起点,得到两车继续运动的x -t 图像如图3所示,则下列说法中正确的是( )图3A .0~t 1时间内,甲车的位移大于乙车的位移B .t 1时刻两车的瞬时速度相同C .0~t 1时间内,两车的平均速度相等D .0~t 1时间内,乙车的瞬时速度总是大于甲车的瞬时速度答案 C解析 x -t 图像的纵坐标表示质点相对原点的位置坐标,由题图可知,t 1时刻甲、乙在同位置,则0~t 1时间内,甲车的位移等于乙车的位移,故A 错误;由题图可知,甲做匀速直线运动,0~t 1时间内甲车的位置坐标始终大于乙车,但两车的位置差先增大后减小,表明乙车的速度刚开始小于甲车的,后来大于甲车的,故t 1时刻乙车的瞬时速度大于甲车的瞬时速度(从图像的斜率也能看出),故B 、D 错误;0~t 1时间内两车的位移相同,故两车的平均速度相等,故C 正确.3.(v -t 图像)某物体运动的v -t 图像是一条直线,如图4所示,下列说法正确的是( )图4A .物体始终向同一方向运动B .物体在第2 s 内和第3 s 内的加速度大小相等,方向相反C .物体在0~2 s 内速度方向与加速度方向相同D .物体在前4 s 内的加速度不变,均为1 m/s 2答案 D解析 由v -t 图像可看出:0~2 s 物体向负方向运动,2~4 s 物体向正方向运动,故A 错误;v -t 图像斜率表示加速度,所以物体在第2 s 内和第3 s 内的加速度大小相等,方向相同,故B 错误;物体在0~2 s 内速度方向为负,加速度方向为正,故C 错误;物体在前4 s内的加速度不变,加速度a =2-(-2)4-0m /s 2=1 m/s 2,故D 正确.1.(多选)速度达到350 km/h的郑州到西安的高速客运专线已经开始运营,方便了人们出行.已知郑州到西安线路全长505 km,动车组列车总长200 m,运行时间约2 h.根据上述信息可知()A.郑州到西安线路全长505 km指的是位移B.动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速率为252.5 km/hC.动车组列车从郑州到西安正常运行时的平均速度约为350 km/hD.由题目信息不能求出动车组列车从郑州到西安正常运行时的平均速度答案BD解析郑州到西安线路全长505 km,指的是路程,故A错误;动车组列车从郑州到西安正常运行时的平均速率约为:v=st=5052km/h=252.5 km/h,故B正确;郑州到西安路线是曲线,位移大小无法求出,则平均速度无法求出,故C错误,D正确.2.(多选)(2019·长春外国语学校月考)关于物体位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法中正确的是()A.即使物体做直线运动,位移的大小和路程也不一定相等B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等C.只要物体的加速度不为零,它的速度总是在发生变化D.平均速率一定等于平均速度的大小答案AC解析如果物体做直线运动时出现往返,则位移的大小小于路程,故A项正确,B项错误.Δv =aΔt,只要物体的加速度不为零,速度一定在发生变化,故C项正确.平均速率等于物体通过的路程与所用时间的比值,平均速度等于物体通过的位移与所用时间的比值.同一段运动,物体的路程大于等于物体位移的大小,则物体的平均速率一定大于等于平均速度的大小,故D项错误.3.(多选)一个做变速直线运动的物体,其加速度方向不变而大小逐渐减小到零,那么该物体运动的v-t图像情况可能是()答案ABC解析若物体的加速度方向与其速度方向同向,则物体做加速直线运动,只是速度增加得越来越慢,当加速度变为0时,物体以最大速度做匀速直线运动;当物体的加速度方向与其速度反向时,物体做减速直线运动,有三种情况:①物体加速度减到0,速度不为0,物体以此时速度做匀速直线运动;②物体速度减到0,加速度不为0,物体反向做加速运动,加速度为0时做匀速运动;③物体速度和加速度同时减到0,物体停止运动,A 、B 、C 正确,D 错误.4.(多选)(2019·山西实验中学月考)物体做直线运动时,有关物体加速度、速度的方向及它们的正、负值的说法正确的是( )A .在加速直线运动中,物体的加速度方向与速度方向必定相同B .在减速直线运动中,物体的速度必定为负值C .在直线运动中,物体的速度变大时,其加速度也可能为负值D .只有在确定初速度方向为正方向的条件下,加速直线运动中的加速度才为正值答案 ACD5.(2019·温州市期末)如图1所示是汽车中的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指在图甲所示的位置,经过8 s 后指针指在图乙所示的位置.若汽车运动过程中的加速度不变,则汽车的加速度约为( )图1A .11 m /s 2B .5.0 m/s 2C .1.4 m /s 2D .0.6 m/s 2答案 C解析 由题图可知,v 1=20 km /h ,v 2=60 km/h ,则Δv =v 2-v 1=40 km/h =1009 m/s , 又Δt =8 s ,所以a =Δv Δt≈1.4 m/s 2,C 正确. 6.(2019·丽水市缙云中学高二月考)甲、乙两物体从同一位置出发且在同一直线上运动,它们的位移—时间(x -t )图像如图2所示,由图像可知( )图2A .第3 s 末时,甲比乙的速度要小B .第4 s 末时,甲、乙间距离最大C .在0~4 s 内,甲、乙的平均速率相等D .在0~4 s 内,甲、乙平均速度相等答案 D解析 位移-时间图像的斜率表示速度,从题图中可得第3 s 末时v 甲=0-46-2m /s =-1 m/s ,v 乙=2-04-0m /s =0.5 m/s ,正负表示速度的方向,所以甲比乙的速度要大,故A 错误;第4 s 末时两物体的位置坐标相同,说明两物体相遇,故B 错误;乙物体的速度(斜率)始终为正值,即速度始终为正方向,甲物体前2 s 内速度为正方向,2秒末到4 s 末速度为负方向,又4 s 末两物体的位置坐标相同,所以0~4 s 内甲的路程大于乙的路程,所用时间相等,所以甲的平均速率大于乙的平均速率,故C 错误;由题图知0~4 s 内甲的位移大小为x 甲=2 m -0=2 m ,乙的位移大小为x 乙=2 m -0=2 m ,位移相等,所用时间也相等,则由平均速度公式v =x t知,平均速度相等,故D 正确. 7.(多选)(2019·信阳市高一上期末改编)结合图3中交代的情景及数据,以下判断正确的是( )图3A .高速行驶的磁悬浮列车的速度很大,所以它的加速度不可能为零B .汽车时速为100 km /h ,紧急刹车至停止所用时间为2 s(可视为加速度恒定),由此可得汽车刹车阶段的加速度大小约为13.9 m/s 2C .炮膛中的炮弹离开炮口时的速度指的是炮弹的瞬时速度D .根据图中数据可求出小明比赛中通过终点时的速率约为6.25 m/s答案 BC8.(2020·扬州中学月考)如图4所示,在气垫导轨上安装有两个光电计时装置A 、B ,A 、B 间距离为L =30 cm ,为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一个宽度为d =1 cm 的遮光条,现让滑块以某一恒定加速度通过A 、B ,记录遮光条通过A 、B 的时间分别为0.010 s 、0.005 s ,滑块从A 到B 所用时间为0.200 s ,则下列说法正确的是( )图4A .滑块通过A 的速度为1 cm/sB .滑块通过B 的速度为2 cm/sC .滑块加速度为5 m/s 2D .滑块在A 、B 间的平均速度为3 m/s答案 C9.(2019·菏泽市模拟)近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势,有同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,那么“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )A .速度增大,加速度减小B .速度增大,加速度增大C .速度减小,加速度增大D .速度减小,加速度减小答案 A解析 房价类比成速度,房价上涨快慢类比成加速度,房价上涨出现减缓趋势,即上涨的程度减小,但仍然在上涨,相当于加速度与速度方向相同,速度仍然增大,但加速度减小,故A 正确.10.(多选)(2019·保定市模拟)跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下,运动员沿竖直方向运动的v -t 图像如图5所示,下列说法中正确的是( )图5A .0~10 s 内运动员做加速度逐渐减小的加速运动B .15 s 以后运动员处于静止状态C .0~15 s 内运动员的加速度方向始终与速度方向相同D .运动员在10~15 s 内的平均加速度大小等于2 m/s 2答案 AD解析 v -t 图像的斜率表示加速度,由题图可知,0~10 s 内图像的斜率逐渐减小,则加速度逐渐减小,运动员做加速度减小的加速运动,故A 正确;由题图可知,15 s 后速度不随时间变化,运动员做匀速直线运动,故B 错误;由题图可知,0~10 s 内图像斜率是正的,即加速度是正的,则加速度方向与速度方向相同,10~15 s 内图像斜率是负的,则加速度方向与速度方向相反,故C 错误;10~15 s 内运动员的平均加速度大小a =⎪⎪⎪⎪Δv Δt =⎪⎪⎪⎪⎪⎪10-2015-10 m /s 2=2 m/s 2,故D 正确.11.A 、B 两质点从同一地点运动的x -t 图像如图6所示,下列说法中正确的是( )图6A .A 、B 两质点在4 s 末速度相等B .前4 s 内A 、B 之间距离先增大后减小,4 s 末两质点相遇C .前4 s 内A 质点的位移小于B 质点的位移,后4 s 内A 质点的位移大于B 质点的位移D .B 质点先加速后减速,8 s 末回到出发点答案 B解析 x -t 图像中,切线的斜率表示速度,4 s 末二者的斜率不同,所以速度不相等,A 错误;前4 s 内A 、B 之间距离先增大后减小,4 s 末两质点相遇,B 正确;前4 s 内A 质点的位移与B 质点的位移相同,后4 s 内A 质点的位移与B 质点的位移大小相等、方向相反,C 错误;由图线切线的斜率知,B 质点先减速后反向加速,8 s 末回到出发点,D 错误.12.(2019·太原五中阶段性检测改编)某质点在一段时间内的速度-时间图像如图7中曲线所示,图中斜虚线为速度-时间图像在t =2 s 时的切线.由图可知( )图7A .该质点做曲线运动B .该质点在t =2 s 时的加速度为10 m/s 2C .该质点在t =2 s 时的加速度为2.5 m/s 2D .该质点在0~3 s 内加速度逐渐增大,3 s 后加速度逐渐减小答案 C解析 v -t 图像反映了质点的速度v 随时间的变化规律,不是质点运动轨迹,选项A 错误;t =2 s 时的加速度,等于该时刻图线切线的斜率大小,a =Δv Δt =20-152m /s 2=2.5 m/s 2,选项C 正确,选项B 错误;0~3 s ,图像斜率减小,加速度减小,3 s 后图像斜率增大,加速度增大,选项D 错误.13.(2019·太原四十八中高一月考)如图8所示是一辆汽车做直线运动的位移—时间图像,则关于该汽车在各段的运动情况,下列说法中正确的是( )图8A .汽车在CD 段的运动速度大于在BC 段的运动速度B .汽车在BC 段发生的位移大于在CD 段发生的位移C .汽车在CD 段运动的方向和BC 段的运动方向相同D .AB 段表示汽车匀速运动答案 A解析 位移—时间图像的斜率表示速度,由题图可知:CD 段斜率最大,速度最大,汽车运动最快,故A 正确;位移等于纵坐标的变化量,BC 段发生的位移为:12 m -4 m =8 m ,CD 段发生的位移:0-12 m =-12 m ,大小为12 m ,所以CD 段发生的位移大于BC 段发生的位移,故B 错误;CD 段斜率为负值,速度为负值,表示汽车的运动方向与正方向相反,BC 段斜率为正值,速度为正,方向与正方向相同,所以CD 段运动方向和BC 段运动方向相反,故C 错误;AB 段汽车的位移不随时间变化,速度为零,处于静止状态,故D 错误.14.(2019·济南市模拟)如图9所示,物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面(设经过B 点前后速度大小不变),最后停在C 点,每隔0.2 s 通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.可以认为在斜面上是初速度为零的加速运动,在水平面上是减速运动,求:图9(1)物体在斜面上的加速度大小;(2)物体在1.2~1.4 s 内的加速度大小.答案 (1)5 m /s 2 (2)2 m/s 2解析 (1)从表格的前三列数据可求出物体在斜面上的加速度大小a 1=Δv 1Δt 1=2.0-1.00.4-0.2m /s 2=5 m/s 2.(2)从表格中后两列数据可求出a 2=Δv 2Δt 2=0.7-1.11.4-1.2m /s 2=-2 m/s 2,所以加速度大小为2 m/s 2.15.(2019·滁州市定远育才学校月考)沿某方向做变速直线运动的物体,(1)若前一半时间的平均速度是v1=4 m/s,后一半时间的平均速度是v2=8 m/s,则全程的平均速度是多少?(2)若全程的平均速度v′=3.75 m/s,前一半位移的平均速度v1′=3 m/s,求这个物体后一半位移的平均速度是多少?答案(1)6 m/s(2)5 m/s解析(1)令全程时间为2t,则全程位移为x=v1t+v2t全程的平均速度v=x2t=v1t+v2t2t=v1+v22=4+82m/s=6 m/s.(2)令全程位移为2x,则全程所用的时间t=xv1′+x v2′所以全程的平均速度v′=2xt=2xxv1′+xv2′=2v1′·v2′v1′+v2′代入数据,解得:v2′=5 m/s.。
物理人教版(2019)必修第一册专题f复习一:运动图像问题(共28张ppt)

x/m
30 C
20
A
B
10
D
0 12 3 4 5
t/s
(1)图中OA、AB、BC、CD各表示怎样的运动?
(2)第3s末的位置在哪里? 第4s内的位移多大?
(3)5s内物体的位移和路程分别为多少?求OA,CD段速度?
专题一 运动图像 X-t、V-t图像
【学习目标】
1.知道x-t、V-t图像斜率的含义
①匀速直线运动的 v-t 图象是与横轴 平行 ②匀变速直线运动的 v-t 图象是一条 倾斜
的直线。(如图中甲所示) 的直线。(如图中乙所示)
(4)图线与时间轴围成的“面积”的意义
①图线与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的 位移 。 ②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为 正方向 ; 若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为 负方向 。
四、运动图象的应用
1.应用运动图象的三点注意 (1)无论是xt图象还是vt图象都只能描述直线运动 。 (2)xt图象和vt图象都不表示物体运动的轨迹。
(3)xt图象和vt图象的形状由x与t、v与t的函数关 系决定。
2.匀变速直线运动的常见非常规图象
(1)a-t 图象:由 v=v0+at 可知图象与时间轴所围面积表示速度变化
针对训练1
A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x -t图象如图所示,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相等
√D.0~6 s内某时刻两物体的速度大小相等
【答案】 D 【解析】 A 图线的斜率不变,则 A 物体的速度大小和方向 不变,故 A 项错误;0~6 s 内 B 物体图线切线的斜率增大,则 B 物体的速度逐渐增大,故 B 项错误;根据物体的位移 Δx=x2- x1,可知 0~5 s 内,A 物体的位移比 B 物体的大,则 A 物体的 平均速度比 B 物体的大,故 C 项错误;0~6 s 内 B 物体的图象 切线斜率绝对值先小于 A,后大于 A,可知某时刻两物体的速度 大小相等,故 D 项正确.
专题一+运动图像问题+课件+-2024届高考物理一轮复习

若加速度不变,物体做匀变速直线运动
图像图线和坐标轴所围的面积表示在这段时间内速度的变化量Δv
2. 一物体由静止开始,在粗糙的水平面内沿直线运动,其加速度a随时间t变化的a-t图像如图所示。若选物体开始运动的方向为正方向,那么,下列说法中正确的是( )A.在0-2s 的时间内,物体先做匀速直线运动后做匀减速运动B.在 2s时物体的位移最大C.在2-3s 的时间内,物体速度的变化量为-1m/sD.在0-4s 的时间内,物体的位移为零
课堂练习
BD
一、常规图象
(1)v-t图像直接反映的是
(2)v-t图像t轴上方的图线表示v>0
(v-t图像只能反映的物体做直线运动)
v/m·s-1
t/s
0
t1
v1
t3
v2
t2
(3)v-t图像与时间t轴截距表示物体在t3速度为0
物体速度随时间的变化情况
v-t图像t轴下方的图线表示v<0
v-t图像与速度v轴截距表示物体的初速度
课堂练习
C
B
二、非常规图像
由x=v0t+at2
可得
斜率= 截距b=
二、非常规图像
图像
斜率=截距b=
二、非常规图像
斜率 截距=
可得
二、非常规图像
图像
由
面积意义:速度平方变化量的一半
可得
二、非常规图像
图像
面积意义:运动时间
用函数思想分析图像:图像反映了两个变量(物理量)之间的函数关系,因此要意义。
技巧点拨
课堂练习
A.动力车的初速度为 B.刹车过程动力车的加速度大小为 C.刹车过程持续的时间为 D.从开始刹车时计时,经过,动力车的位移为
2021高考物理一轮复习第一章专题强化一运动学图象追及相遇问题课件

√D.汽车在3.5~5.5 s时间内的位移为10 m 图8
解析 由题图可知,汽车减速前的行驶速度为v0=10 m/s=36 km/h<40 km/h, 未超速,故A错误; 汽车在加速阶段的加速度大小为:a=ΔΔvt =5.58- -23.5 m/s2=3 m/s2,故 B 正确; 由题图可知,汽车减速过程不是做匀减速运动,因此由速度—时间图象不能
例2 (多选)(2018·全国卷Ⅱ·19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,
其速度—时间图象分别如图3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.在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
3.函数法 设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t) =0无正实数解,则说明这两个物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解, 说明这两个物体能相遇. 4.图象法 (1)若用位移图象求解,分别作出两个物体的位移图象,如果两个物体的位移 图象相交,则说明两物体相遇. (2)若用速度图象求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积. 5.特别提醒 若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经 停止运动.
专题解读
1.本专题是匀变速直线运动规律和运动学图象的综合应用,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图象分析和解决 运动学问题的能力. 3.用到的知识有:x-t图象和v-t图象的理解,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.
避免相撞的条件为x乙-x甲≤x0
新人教版专题强化一运动学图像学案

专题强化一运动学图像【素养目标】1.知道x t、v t图像的特征和意义.2.能应用图像分析匀变速直线运动.3.能运用匀变速直线运动的规律,分析简单的追及、相遇问题.题型一x t图像1.图像的意义x t图像反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律.2.x t图像中的“交点”“斜率”“截距”的意义(1)交点:两图线有交点,说明两物体________.(2)斜率:表示________________.(3)截距:纵轴截距表示t=0时刻的初始______,横轴截距表示位移为零的时刻.【易错提醒】(1)x t图像不表示物体运动的轨迹.(2)x t图像只能描述直线运动针对训练1.(多选)如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的位移—时间图像,由图像可知()A.甲、乙两物体开始运动时的速度方向相反B.甲、乙两物体同时同地开始运动C.甲物体在0~4 s内的平均速率比乙物体在1~4 s内的平均速率大D.两图线交点表示两物体速度相同2.[2023·四川南充一诊]如图为赛车在平直的路面上由静止开始运动,在0~5 s内的位移—时间图像.已知该图像在0~t1时间内是抛物线的一部分,t1~5 s时间内是直线,两部分平滑相连,则()A.t1表示1 s末B.5 s末赛车的速度为20 m/sC.0~t1时间内,赛车的加速度为20 m/s2D.t1~5 s时间内,赛车做匀加速直线运动3.[2023·山东烟台一模]甲、乙两车在同一直线上运动,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示,已知甲车的x t图像为抛物线的一部分,t=8 s时刻对应图像的最高点,乙车的图像为直线,下列说法正确的是()A.甲车的初速度大小为6 m/sB.甲车的加速度大小为2 m/s2C.在0到8 s时间内甲车的位移大小为70 mD.在8 s到10 s时间内的某时刻,甲、乙两车的速度大小相等题型二v t图像1.图像的斜率:v t图线(或切线)的斜率表示物体的______.斜率的绝对值表示加速度的______,斜率为正表示加速度沿规定的正方向,但物体不一定做加速运动;斜率为负,则加速度沿______,物体不一定做减速运动.2.v t图线与t轴所围“面积”:表示这段时间内物体的________.t轴上方的“面积”表示位移沿________,t轴下方的“面积”表示位移沿______,如果上方与下方的“面积”大小相等,说明物体恰好回到出发点.3.两个v t图像的交点:表示此时刻两个物体的速度相同(如图A点).4.v t图像的拐点:拐点表示从一种运动变为另一种运动(如图B点).5.解题的关键解决图像类问题时,要抓住,“轴、线、斜率、截距、面、点”六个要素,并运用“数形结合”的思想进行分析.例1 [2022·河北卷]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,训练后做加速运动例2 [2023·河北石家庄质检](多选)如图甲所示是一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人.当机器人与冰壶之间的距离保持在8 m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息.在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的v t图像如图乙所示.关于此次投掷,下列说法中正确的是()A.冰壶做匀减速直线运动时的加速度大小为m/s2B.9 s末,冰壶的速度大小为m/sC.7 s末,冰壶、机器人二者间距为7 mD.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息[教你解决问题]审题读图[解题心得]针 对 训 练4.[2023·河北五校联考]目前,我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间.如图所示为甲、乙两辆车通过某收费站的v t 图像.根据图像,下列描述正确的是( )A .甲车进入的是人工收费通道,乙车进入的是ETC 通道B .甲、乙两车从相同速度开始减速到恢复至原速度的时间差为12 sC .甲车进入通道的加速度大小为5 m/s 2,乙车进入通道的加速度大小为 m/s 2D .甲车进入ETC 通道,当速度减至5 m/s 后,再以此速度匀速行驶5 m 即可加速题型三 非常规运动学图像1.三类图像 (1)a t 图像由Δv =a Δt 可知图像中图线与横轴所围面积表示________,如图甲所示. (2)xt t 图像由x =v 0t +12at 2可得xt =v 0+12at ,截距b 为________,图像的斜率k 为________,如图乙所示.(3)v2 x图像由v2−v02=2ax可知v2=v02+2ax,截距b为________,图像斜率k为________,如图丙所示.2.非常规图像的分析方法——函数思想对于非常规运动图像,可由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,来分析图像的斜率、截距、面积的含义.例3 “山东号”航母上的歼15舰载机采用滑跃式起飞,为了便于研究舰载机的起飞过程,假设甲板是由水平甲板AB和与之相切于B点的上翘圆弧甲板BC两部分构成,如图甲所示.若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动,经B点进入圆弧甲板,其做直线运动的位移x和时间的平方t2的关系图像如图乙所示.若视舰载机为质点,舰载机起飞时认为航空母舰是静止的,则该舰载机由静止开始做匀加速直线运动的过程中()A.加速度大小为4 m/s2B.任意相邻的1 s内的位移差都为8 mC.第2 s内的位移是16 mD.第3 s内的平均速度大小为20m/s3[解题心得]针对训练 t的图像如图所示,图线与横、5.一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的xt纵坐标轴的交点分别为(-1,0)和(0,),由此可知()A.物体做速度大小为m/s的匀速直线运动B.物体做变加速直线运动C.物体做匀加速运动,加速度的大小为1 m/s2D.物体做匀减速运动,初速度的大小为m/s6.[2023·广西柳州期末]港珠澳大桥目前是世界上最长的跨海大桥.一辆小汽车在平直的桥面上加速运动,某时刻有一辆卡车从另一车道追上小汽车,若以并排行驶时的位置为位移起点,两车速度的平方v2与位移x的变化关系如图所示,由图可知()A.卡车运动的加速度大B.在x=L处小汽车追上了卡车C.位移0~L段,卡车的平均速度大D.位移0~L段,小汽车的平均速度大专题强化一 运动学图像题型一2.(1)相遇 (2)速度的大小及方向 (3)位置针对训练1.解析:甲物体开始运动时沿正向运动,乙物体开始运动时沿负向运动,A 正确;甲物体从0时刻由x =-5 m 位置开始运动,乙物体从1 s 时开始运动,开始运动的位置为x =0 m ,B 错误;x t 图线的斜率的绝对值表示速度大小,则甲物体在0~4 s 内平均速率为v 甲=5−(−5)4m/s = m/s ,乙物体在1~4 s 内平均速率为v 乙=|−5|3m/s =53m/s ,则甲物体在0~4 s 内的平均速率比乙物体在1~4 s 内的平均速率大,C 正确;x t 图线的交点表示该时刻位置坐标相同,即两物体相遇,速度应看图线斜率,斜率不同,速度不同,D 错误.答案:AC2.解析:图像在0~t 1时间内是抛物线的一部分,赛车做匀加速直线运动;根据x t 图线的斜率表示速度,可知在t 1~5 s 时间内赛车做匀速直线运动.在0~t 1时间内,根据位移时间公式x =12at 2得20 m =12at 12,匀加速直线运动的末速度v =at 1,在t 1~5 s 时间内,赛车做匀速直线运动的速度v =Δx Δt =80−205−t 1m/s =605−t 1m/s ,联立解得a =10 m/s 2,t 1=2 s ,v =20 m/s ,故A 、C 、D 错误,B 正确.答案:B3.解析:由题意结合x t 图像可知,甲车的图线为抛物线的一部分,其做匀变速直线运动;乙车的图线为倾斜直线,其做匀速直线运动,且速度大小为v乙=6m/s.甲、乙两车同时从x =0处出发,并于10 s 时,相遇于60 m 处.设甲车的加速度大小为a ,初速度大小为v 0.8 s 时甲车速度减为0,则根据运动学公式有0-v 0=-a ·t 8,10 s 时甲车的位移大小为60 m ,则x 10=v 0·t 10−12a ·t 102,联立解得a =2 m/s 2,v 0=16 m/s ,A 错误,B 正确.8 s 时甲车离出发点的距离为x 8=v 0·t 8−12a ·t 82=64 m ,C 错误.10 s 时甲车的速度为v 10=v 0-at 10=16 m/s -2×10 m/s =-4 m/s ,负号表示速度方向沿x 轴负方向,在8 s 到10 s 时间内,甲车的速度大小变化范围为0~4 m/s ,乙车的速度大小为v 乙=6 m/s ,则在8 s 到10 s 时间内没有甲、乙两车速度大小相等的时刻,D 错误.答案:B题型二1.加速度 大小 负方向 2.位移 正方向 负方向例1 解析:根据v - t 图像的斜率表示加速度,及题图可知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;根据v - t 图像围成的面积表示位移,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;由v - t 图像可直接看出,t 3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D 正确.答案:D例2 解析:根据加速度的定义结合图乙可知,3 s 后,冰壶做匀减速直线运动时的加速度a 冰=Δv 1Δt 1=5−611−3m/s 2=- m/s 2,故加速度大小为 m/s 2,A 正确;由图乙可知,3 s ~9 s时间内,冰壶做匀减速直线运动,则9 s 末,冰壶的速度大小为v =v 0+a 冰Δt 2=6 m/s -×6 m/s = m/s ,B 错误;由图乙可知,3 s 后,机器人做匀减速直线运动时的加速度a 机=Δv2Δt 2=0−69−3m/s 2=-1 m/s 2,故可得,3 s ~7 s 时间内,冰壶的位移大小为x 冰=v 0Δt 3+12a 冰(Δt 3)2=23 m ,机器人的位移大小为x 机=v 0Δt 3+12a 机(Δt 3)2=16 m ,则7 s 末,冰壶、机器人二者间距为Δx =x 冰-x 机=7 m ,C 正确;由图乙可知,9 s 末,机器人停止运动,3 s ~9 s 时间内,机器人的位移大小为x ′机=v 0Δt 2+12a 机(Δt 2)2=18 m ,冰壶的位移大小为x ′冰=v 0Δt 2+12a 冰(Δt 2)2= m ,则x ′冰-x ′机= m>8 m ,可知,机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息,D 错误.答案:AC针对训练4.解析:进入人工通道缴费时车的速度应先减为零,再加速,而进入ETC 通道缴费的车辆不需要停车即可通过,由题图可知甲车减速时速度并没有减为零,而乙车是速度先减为零再加速的,所以甲车进入的是ETC 通道,乙车进入的是人工收费通道,A 错误;甲、乙两车从相同速度开始减速到恢复至原速度的时间差为18 s -5 s =13 s ,B 错误;甲车进入通道的加速度大小为a甲=Δv 1Δt 1=10−52m/s 2= m/s 2,乙车进入通道的加速度大小为a 乙=Δv2Δt 2=10−04m/s 2= m/s 2,C 错误;由v t 图像中图线与坐标轴所围的面积表示位移,可知甲车减速后匀速行驶的位移x =v t =5×1 m =5 m ,D 正确.答案:D题型三1.(1)速度变化量 (2)初速度v 0 12a (3)v 022a例3 解析:根据匀变速直线运动的位移—时间公式x =v 0t +12at 2,并结合图像可知,舰载机做初速度为0的匀加速直线运动,位移—时间关系式为x =12at 2,由图线的斜率k =12a=4 m/s 2得加速度a =8 m/s 2,由Δx =aT 2可知,任意相邻的1 s 内的位移差都为8 m ,选项A 错误,B 正确.第2 s 内的位移是前2 s 与前1 s 的位移差,则Δx =x 2-x 1=12at −2212at 12=12 m ;同理,第3 s 内的位移是前3 s 与前2 s 的位移差Δx ′=x 3-x 2=12at −3212at 22=20 m ,故舰载机第3 s 内的平均速度大小为v ̅=Δx ′t 3−t 2=20 m/s ,选项C 、D 错误.答案:B针对训练5.解析:由题图得直线方程为xt =t +,由x =v 0t +12at 2,得xt =v 0+12at ,可得a =1 m/s 2,v 0= m/s ,可知物体的加速度不变,做匀加速直线运动.答案:C6.解析:由v 2−v 02=2ax 变形得v 2=2ax +v 02,故v 2 x 图像的斜率表示物体加速度的2倍,可知小汽车的加速度大于卡车的加速度,故选项A 错误.由题图知,在x =L 之前,小汽车的速度小于卡车的速度,故位移0~L 段,卡车的平均速度大,选项C 正确,D 错误.结合上述分析知,当汽车到达x =L 处时,卡车已经在汽车前面了,故二者不在此处相遇,选项B 错误.答案:C。
高中物理复习 专题强化一 运动图像问题

图8
目录
研透核心考点
解析 x-t图像斜率的物理意义表示速度,在0~t1时 间内,x-t图像斜率增大,汽车的速度增大;在t1~t2 时间内,x-t图像斜率不变,汽车的速度不变且不为0; 在t2~t3时间内,x-t图像的斜率减小,汽车做减速运 动,综上所述,可知A项中v-t图像可能正确,故选项 A正确。
目录
2
提升素养能力
目录
提升素养能力
A级 基础对点练 对点练1 运动图像的理解与应用 1.(2023·全国甲卷,16)一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,
此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系
曲线中,可能正确的是( D )
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
目录
研透核心考点
1v-x 图像
由 x=vt 得 t=vx 面积表示运动时间 t
目录
研透核心考点
例4 (2024·河北衡水中学模拟预测)甲、乙两物体做同
向直线运动,计时开始时都位于坐标原点处,从计
时开始两物体运动的v2-x图像(速度的平方与位移关
系图像)如图5所示。已知乙做匀加速运动的加速度为
a,根据图像所提供的信息,下列说法正确的是( D )
间 t 的关系图像。下列说法正确的是( D )
A.甲车的加速度大小为5 m/s2 B.t=2 s时,甲车的速度大小为10 m/s C.0~2 s内甲车的位移为10 m D.0~2 s内甲车的位移大小为20 m
图6
目录
研透核心考点
解析 根据运动学公式 x=v0t+21at2,整理可得xt =v0+21at,结合xt -t 图像可 得 v0=0,12a=120 m/s2,解得 a=10 m/s2,故 A 错误;由运动学公式 v=v0+ at 可得,t=2 s 时,甲车的速度大小为 v2=at=20 m/s,故 B 错误;由运动学 公式 x=v0t+21at2 可得,0~2 s 内甲车的位移大小为 x2=12at2=20 m,故 C 错 误,D 正确。
高三一轮复习秘籍-第一章专题强化一 运动学图像 追及相遇问题

第一章运动的描述匀变速直线运动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,极值思想等数学方法.过好双基关————回扣基础知识训练基础题目一、运动学图像1.直线运动的x-t图像(1)图像的物理意义反映了做直线运动的物体的位置随时间变化的规律.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小②图线上某点切线的斜率正负表示物体速度的方向.(3)交点两图线交点,表示两物体相遇.2.直线运动的v-t图像(1)图像的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大小表示物体加速度的大小.②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的方向.(3)交点两图线交点表示此时两物体速度相同.二、追及与相遇问题追及与相遇的两种情况1.若后者能追上前者,则追上时,两者处于同一位置,后者的速度一定不小于前者的速度.2.若后者追不上前者,则当后者的速度与前者的速度相等时,两者相距最近.研透命题点————细研考纲和真题分析突破命题点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】(多选)(2021·广东卷)赛龙舟是端午节的传统活动.下列v -t 和s -t 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有()答案BD解析根据题意可知,五条龙舟同时、同地、沿同一方向做直线运动,出现船头并齐,即两条龙舟在同一时刻位移相等.速度-时间图线与横轴围成的面积表示位移,可知选项A错误,选项B正确;位移-时间图像中,图线的交点表示位置相同,可知C错误,D正确.故选B、D项.【变式1】a、b、c三个物体在同一条直线上运动,它们的位移-时间图像如图所示,其中a是一条顶点坐标为(0,10)的抛物线,下列说法正确的是()A.b、c两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同B.在0~5s内,a、b两个物体间的距离逐渐变大C.物体c的速度越来越大D.物体a的加速度为0.4m/s2答案B解析x-t图象的斜率表示速度,b和c为直线,斜率恒定,b、c做匀速直线运动,但斜率正负不同,即速度方向不同,A、C错误;a的切线的斜率为正,即速度为正,b的斜率为负,即速度为负,所以两者反向运动,故两物体间的距离越来越大,B正确;因为a是一条抛物线,即满足x=x0+kt2,可知物体a做匀加速直线运动,因为抛物线经过(0,10)点和(5,20)点,故x=10+0.4t2,所以1a=0.4,a=0.8m/s2,D错误.2【例2】(多选)甲、乙、丙是三个在同一直线上运动的物体,它们运动的v -t图像如图所示,下列说法正确的是()A.丙与甲的运动方向相反B.丙与乙的运动方向相同C.乙的加速度大于甲的加速度D.丙的加速度小于乙的加速度答案BC解析甲、乙、丙三个物体的速度均为正值,运动方向相同,A错误,B正确.根据图象斜率表示加速度可知,乙的加速度大于甲的加速度,丙的加速度大于乙的加速度,C正确,D错误.【变式2】如图所示为甲、乙两物体沿同一直线运动的v-t图像.t=0时刻起,甲物体做匀减速直线运动,乙物体做变加速直线运动.在0~t 2时间内()A .甲、乙两物体运动方向相反B .甲、乙两物体运动的平均速度大小均为v 1+v 22C .若甲、乙两物体从同一位置开始运动,则t 1时刻两物体相遇D .若甲、乙两物体在t 2时刻相遇,则t =0时刻,甲物体在乙物体前答案D 解析甲、乙两物体的速度均为正值,可知两物体的运动方向相同,故A错误;甲物体做匀减速运动,平均速度大小为v 1+v 22,乙物体在0-t 2时间内的位移大于甲的位移,则平均速度大于v 1+v 22,故B 错误;因v -t 图象的“面积”等于位移,若甲、乙两物体从同一位置开始运动,则在0-t 1时间内甲的位移大于乙的位移,则t 1时刻两物体不能相遇,故C 错误;因v -t 图象的“面积”等于位移,若甲、乙两物体在t 2时刻相遇,则在0-t 2时间内乙的位移大于甲的位移,则t =0时刻,甲物体在乙物体前面,故D 正确.故选D.◆拓展点1非常规图像1.三类图像(1)a-t图像:由v=v0+at可知图像与横轴所围面积表示速度变化量Δv,如图甲所示.(2)x t -t图像:由x=v0t+12at2可得xt=v0+12at,图像的斜率为12a,如图乙所示.(3)v2-x图像:由v2-v20=2ax可知v2=v20+2ax,图像斜率为2a.2.解题技巧图像反映了两个变量(物理量)之间的函数关系,因此要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,来分析图像的意义.【例3】某质点做匀变速直线运动,运动的时间为t,位移为x,该质点的x t -t图像如图所示,下列说法错误的是()A.质点的加速度大小为2cbB.t=0时,质点的初速度大小为cC.t=0到t=b这段时间质点的平均速度为0D.t=0到t=b这段时间质点的路程为bc4答案D解析由x =v 0t +12at 2得x t =v 0+12at ,可知x t -t 图象的斜率为12a ,根据数学知识可得:12a =-cb ,加速度大小为2c b,初速度为v 0=c ,故A 、B 正确;从t =0到t =b 这段时间,质点的位移为x =v 0t +12at 2=cb +12·(-2c b)·b 2=0,则质点的平均速度为零,故C 正确;因为从t =0到t =b 这段时间内质点的位移为零,即质点做往返运动,根据运动的对称性可知整个过程中的路程为从t =0到t =b 2内位移大小的2倍,所以s =2[c ·b 2+12·(-2c b )·(b 2)2]=bc 2,D 错误.【变式3】光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动,物体的加速度随时间变化的关系如图所示.已知t =0时物体的速度为1m/s ,以此时的速度方向为正方向.下列说法中正确的是()A .0~1s 内物体做匀加速直线运动B .t =1s 时物体的速度为3m/sC .t =1s 时物体开始反向运动D .t =3s 时物体离出发点最远答案D 解析由题图可知,0~1s 内物体的加速度均匀增加,物体做变加速直线运动,故A错误;加速度-时间图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,×2×1m/s=1m/s,由于初速度为v0=1m/s,则1s内速度的变化量为Δv=12所以t=1s时物体的速度为2m/s,故B错误;0~1s内物体沿正向加速运动,1s末后加速度反向,物体由于v>0继续沿原方向运动,故C错误;0~3s内速度的变化量Δv′=1×2×1m/s-1×2m/s=-1m/s,则3s末物体的速度2为0,0~3s内物体一直沿正向运动,t=3s时物体离出发点最远,故D正确.【变式4】(多选)一质点以一定的初速度从A点开始向相距8m的B点做直线运动,运动过程中其速度的二次方v2与位移x之间的关系图线如图所示,下列说法正确的是()A.质点做加速度增大的变加速运动B.质点做匀加速运动,其加速度大小为2m/s2C.质点运动的初速度大小为2m/sD.质点从A点运动到B点所用的时间为8s答案BCm/s2=4m/s2,则a 解析根据v2=v20+2ax可知图象斜率为2a,则2a=369=2m/s2,故质点做匀加速直线运动,选项B正确,A错误;代入点(8,36)可得,v0=2m/s,选项C正确;质点末速度v=6m/s,质点从A点运动到B点所用的时间为t=v-v0a=6-22s=2s,选项D错误.◆拓展点2图像间的相互转化【例4】一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图所示.取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的v-t图像正确的是()答案C解析在0~1s内,a1=1m/s2,物体从静止开始正向匀加速运动,速度图像是一条直线,1s末速度v1=a1t=1m/s,在1s~2s内,a2=-1m/s2,物体沿正方向做匀减速运动,2s末时v2=v1+a2t=0,2s~3s内重复0~1s内运动,3s~4s内重复1s~2s内运动,故C正确.1.分析思路可概括为“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时间关系和位移关系是解题的突破口.2.能否追上的判断方法物体B追赶物体A:开始时,两个物体相距x0,到v A=v B时,若x A+x0<x B,则能追上;若x A+x0=x B,则恰好不相撞;若x A+x0>x B,则不能追上.3.三种方法(1)临界法:寻找问题中隐含的临界条件,例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距离;速度大者减速追赶速度小者,若追不上则在两物体速度相等时有最小距离.(2)函数法:设两物体在t时刻相遇,然后根据位移关系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解,则说明这两个物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解,说明这两个物体能相遇.(3)图像法①若用位移图像求解,分别作出两个物体的位移图像,如果两个物体的位移图像相交,则说明两物体相遇.②若用速度图像求解,则注意比较速度图线与时间轴包围的面积.【例5】A车在直线公路上以20m/s的速度匀速行驶,因大雾天气能见度低,当司机发现正前方有一辆静止的B车时,两车距离仅有76m,A车司机立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2(两车均视为质点).(1)通过计算判断A能否撞上B车?若能,求A车从刹车开始到撞上B车的时间(假设B车一直静止);(2)为了避免碰撞,A车在刹车的同时,如果向B车发出信号,B车收到信号经Δt=2s的反应时间才开始匀加速向前行驶,问:B车加速度a2至少为多大才能避免事故.答案(1)能撞上,时间为(10-26)s(2)至少为1.2m/s2解析(1)设A车从刹车到停止所用的时间为t0、位移为x,由速度时间公式v0=a1t0,解得t0=10s由速度位移关系有0-v20=-2a1x,代入数据解得x=100m>76m,所以A车能撞上B车设撞上B车的时间为t1,有x0=v0t1-1a1t21,其中x0=76m,解得t1=(10-226)s,t′1=(10+26)s,(10+26)s大于10s,故舍去,故时间为(10-26) s.(2)假设A 车恰能追上B 车,设B 车运动时间为t ,则A 车运动时间为t +Δt ,此时两车速度相等,即v 0-a 1(t +Δt )=a 2t ,解得t =v 0-a 1Δta 2+a 1由位移关系x A =x 0+x B可知v 0(t +Δt )-12a 1(t +Δt )2=x 0+12a 2t 2整理得a 2=2v 0(t +Δt )-a 1(t +Δt )2-2x 0t 2解得a 2=1.2m/s 2因此欲使A 、B 两车不相撞,B 车的最小加速度为a 2=1.2m/s 2.【变式5】(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t 图像如图所示.已知两车在t =3s 时并排行驶,则()A .在t =1s 时,甲车在乙车后B .在t =0时,甲车在乙车前7.5mC .两车另一次并排行驶的时刻是t =2sD .甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m 答案BD 解析由题中v -t 图象得a 甲=10m/s 2,a 乙=5m/s 2,两车在t =3s 时并排行驶,此时x 甲=12a 甲t 2=12×10×32m =45m ,x 乙=v 0t +12a 乙t 2=10×3m +12×5×32m =52.5m ,所以t =0时甲车在前,距乙车的距离为L =x 乙-x 甲=7.5m ,B 项正确;t =1s 时,x ′甲=12a 甲t ′2=5m ,x ′乙=v 0t ′+12a 乙t ′2=12.5m ,此时x ′乙-x ′甲=L ,所以另一次并排行驶的时刻为t =1s ,故A 、C 项错误;两次并排行驶的位置沿公路方向相距L ′=x 乙-x ′乙=40m ,故D 项正确.【变式6】如图所示,A 、B 两物体相距s =7m ,物体A 以v A =4m/s 的速度向右匀速运动,而物体B 此时的速度v B =10m/s ,只在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度a =-2m/s 2,那么物体A 追上物体B 所用的时间为()A .7sB .8sC .9sD .10s 答案B 解析物体A 做匀速直线运动,位移为:x A =v A t =4t ;物体B 做匀减速直线运动,减速过程的位移为:x B =v B t +12at 2=10t -t 2;设物体B 速度减为零的时间为t 1,有t 1=0-v Ba =5s .在t 1=5s 的时间内,物体B 的位移为x B 1=25m ,物体A 的位移为x A 1=20m ,由于x A 1<x B 1+s ,故物体A 未追上物体B ;5s 后,物体B 静止不动,故物体A 追上物体B 的总时间为:t 总=x B 1+s v A =25+74s =8s ,故选B.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题强化一运动图像问题目标要求 1.知道几种运动学图像的物理意义.2.会由图像分析物体的运动情况.3.能根据图像判断或求解图像以外的物理量.4.掌握运动学图像间的相互转化.题型一运动学图像的理解和应用1.对基本图像(x-t图像、v-t图像)的理解x-t 图像v-t图像图像举例斜率意义速度加速度面积意义无位移特别处两条图线的交点表示相遇图线的拐点表示速度反向图线与时间轴所围面积表示位移图线的拐点表示加速度反向2.对a-t图像的理解(1)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.(2)由Δv=aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量.1.x-t图像表示物体运动的轨迹.(×)2.x-t图像中的图线过t轴表明速度方向一定发生变化.(×)3.v-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇.(×)4.v -t 图像中图线的斜率表示物体的加速度,x -t 图像中图线的斜率表示物体的速度.( √ )5.x -t 、v -t 和a -t 图像都只能描述直线运动.( √ )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.例1 (2023·广东省模拟)中国海军服役的歼-15舰载机在航母甲板上加速起飞过程中,某段时间内舰载机的位移时间(x -t )图像如图所示,则( )A .由图可知,舰载机起飞的运动轨迹是曲线B .在0~3 s 内,舰载机的平均速度大于12 m/sC .在M 点对应的位置,舰载机的速度大于20 m/sD .在N 点对应的时刻,舰载机的速度为7.5 m/s 答案 C解析 x -t 图像只能表示直线运动的规律,即舰载机起飞的运动轨迹是直线,A 错误;在0~3 s 内,舰载机通过的位移为x =36 m -0=36 m ,平均速度为v =x t =363 m/s =12 m/s ,B 错误;在2~2.55 s 内的平均速度为v ′=x MN t MN =26-152.55-2 m/s =20 m/s ,根据2~2.55 s 内的平均速度等于MN 连线的斜率大小,在M 点对应的位置,舰载机的速度等于过M 点的切线斜率大小,可知在M 点对应的位置,舰载机的速度大于MN 段平均速度20 m/s ,C 正确;在0~2 s 内的平均速度为v ″=Δx Δt =15-02 m/s =7.5 m/s,0~2 s 内的平均速度等于ON 连线的斜率大小,在N 点对应的时刻,舰载机的速度等于过N 点的切线斜率大小,可知在N 点对应的时刻,舰载机的速度大于ON 段平均速度7.5 m/s ,D 错误.例2 (2023·广东深圳市实验中学月考)如图为一质点做直线运动的v -t 图像,下列说法正确的是( )A .BC 段表示质点通过的位移大小为34 mB .在18~22 s 时间内,质点的位移为24 mC .整个过程中,BC 段的加速度最大D .整个过程中,E 点所对应的时刻离出发点最远 答案 A解析 BC 段,质点的位移大小为x =5+122×4 m =34 m ,选项A 正确;在18~22 s 时间内,质点的位移为x =12×22 m +(-12×22) m =0,选项B 错误;由题图看出,CE 段图线斜率的绝对值最大,则CE 段对应过程的加速度最大,选项C 错误;由题图看出,在0~20 s 时间内,速度均为正值,质点沿正方向运动,在20~22 s 时间内,速度为负值,质点沿负方向运动,所以整个过程中,D 点对应时刻离出发点最远,选项D 错误.例3 (多选)(2021·广东卷·8)赛龙舟是端午节的传统活动.下列v -t 和s -t 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有( )答案 BD解析A图是v-t图像,由图可知,甲的速度一直大于乙的速度,所以途中不可能出现甲、乙船头并齐,故A错误;B图是v-t图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的速度大,v-t图像中图线与横轴围成的面积表示位移,由图可以判断在途中甲、丙位移会相同,所以在途中甲、丙船头会并齐,故B正确;C图是s-t图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以途中不可能出现甲、丁船头并齐,故C错误;D图是s-t图像,交点表示相遇,所以甲、戊在途中船头会并齐,故D正确.例4一物体由静止开始,在粗糙的水平面上沿直线运动,其加速度a随时间t变化的a-t 图像如图所示.若选物体开始运动的方向为正方向,那么,下列说法中正确的是()A.在0~2 s的时间内,物体先做匀速直线运动后做匀减速运动B.在2 s时物体的位移最大C.在2~3 s的时间内,物体速度的变化量为-1 m/sD.在0~4 s的时间内,物体的位移为0答案 C解析在0~1 s的时间内,加速度不变,物体做匀加速运动,在1~2 s的时间内加速度数值减小,物体做加速度减小的加速运动,A错误;2 s时,加速度为0,速度最大,此时位移不是最大,B错误;a-t图像中图线与横轴所围的面积表示速度的变化量,在2~3 s的时间内,速度变化量为Δv=12×1×(-2) m/s=-1 m/s,C正确;在0~4 s内,物体的速度变化量为0,即物体在4 s时停止运动,位移不为0,D错误.题型二用函数法解决非常规图像问题对于非常规运动图像,可由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,来分析图像的斜率、截距、面积的含义.1.函数法解决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 ,如图甲所示.2.函数法解决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 ,如图乙所示. 3.其他非常规图像图像种类示例解题关键 x t 2-1t 图像公式依据: x =v 0t +12at 2→x t 2=v 0·1t +12a 斜率意义:初速度v 0纵截距意义: 加速度一半a 2a -x 图像公式依据:v 2-v 02=2ax →ax =v 2-v 022面积意义:速度平方变化量的一半v 2-v 0221v -x 图像公式依据:t =xv 面积意义:运动时间t例5 (2023·广东省模拟)一物体从t =0时刻开始沿直线运动,运动时间为t 时,对应的位移为x ,规定向右为正方向,其xt-t 图像如图所示,则下列说法正确的是( )A .t =0时,物体的初速度大小为3 m/sB .物体的加速度大小为3 m/s 2C .0~2 s 内物体的位移为6 mD .3 s 末物体位于出发点左侧9 m 处 答案 D解析 根据匀变速直线运动的公式x =v 0t +12at 2,变形得到x t =12at +v 0,结合图像可知v 0=6 m/s ,a =-6 m/s 2,故A 、B 错误;根据公式x =v 0t +12at 2可知,在0~2 s 内物体的位移为x 1=6×2 m +12×(-6)×22 m =0,故C 错误;根据公式x =v 0t +12at 2可知,在0~3 s 内物体的位移为x 2=6×3 m +12×(-6)×32 m =-9 m ,即3 s 末物体位于出发点左侧9 m 处,故D 正确.例6 (2023·辽宁沈阳市模拟)一辆汽车以20 m/s 的速度在平直公路上行驶,某时刻司机发现前方施工需减速行驶,司机反应了0.2 s 后开始刹车.如图所示为发现施工提示后的速度平方v 2随位移x 的变化关系.从司机发现前方施工提示至汽车速度减小到5 m/s 过程中,汽车的位移为( )A .44 mB .41.5 mC .40 mD .37.5 m 答案 B解析 由题图可知,减速之前汽车的位移为x 1=4 m ,根据匀变速直线运动的速度位移公式可得v 2-v 02=2ax ,由图像解得a =-5 m/s 2,当速度为5 m/s 时,汽车的位移为x 2=v 2-v 022a =37.5 m ,故汽车的位移为x =x 1+x 2=41.5 m ,A 、C 、D 错误,B 正确.例7 (2023·安徽省合肥一中月考)“科技让生活更美丽”,自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势.图甲为某型无人驾驶的智能汽车的测试照,为了增加乘员乘坐舒适性,程序设定汽车制动时汽车加速度大小随位移均匀变化.某次测试汽车“a -x ”关系图线如图乙所示,汽车制动距离为12 m.则关于该次测试,下列说法中正确的是()A.汽车做匀减速直线运动B.汽车开始制动时的速度大小为12 m/sC.汽车开始制动时的速度大小为6 2 m/sD.此车制动时间为 2 s答案 C解析汽车制动过程,由题图乙可知其加速度a随位移x均匀增大,故汽车做加速度逐渐增大的减速运动,故A错误;根据匀变速运动的速度位移公式v2-v02=2ax,汽车做非匀变速运动,运用“微元法”,可知“a-x”图线与x轴所围图形的“面积”表示“速度平方变化量的一半”.可知汽车制动中0-v02=2×12/s2),可得汽车制动时的速度大小2×(-6)×12 (m为v0=6 2 m/s,故B错误,C正确;刹车过程中最大加速度为6 m/s2,如果一直以最大加= 2 s,实际加速度是逐渐增大的,所以刹车制动时间一速度刹车,所用的时间为t′=v0|a|定大于 2 s,故D错误.题型三图像间的相互转化1.解决图像转换类问题的一般流程:2.要注意应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图像类题型的解题准确率和速度.例8(2021·辽宁卷·3)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置x 与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是()答案 A解析 x -t 图像斜率的物理意义是速度,在0~t 1时间内,x -t 图像斜率增大,汽车的速度增大;在t 1~t 2时间内,x -t 图像斜率不变,汽车的速度不变;在t 2~t 3时间内,x -t 图像的斜率减小,汽车做减速运动,综上所述可知A 中v -t 图像可能正确,故选A.例9 一静止在光滑水平面的物体从t =0时刻开始的加速度与时间的关系图像如图所示,a 随t 周期性变化.(1)画出物体在0~9 s 内的v -t 图像; (2)求t =0到t =32 s 内物体的位移大小. 答案 (1)见解析图 (2)32 m解析 (1)根据题意作出物体的v -t 图像,如图所示.(2)由v -t 图像可知0~3 s 内位移大小为Δx 1=12×3×2 m =3 m0~30 s 内位移大小为10Δx 1=30 m30~32 s 内位移大小为Δx 2=12×2×2 m =2 m故0~32 s 内物体位移大小为x =10Δx 1+Δx 2=32 m.课时精练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 答案 D解析 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 =xt 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.(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 22答案 C解析 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~t2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~t2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=v2+(-v1)2=v2-v12,故C正确;在t2~t3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=v22,故D错误.3.(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,训练后做加速运动答案 D解析根据v-t图像的斜率表示加速度,由题图可知0~t1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~t2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t2~t3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,t3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;t3时刻后,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D正确.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,t 2、t 4时刻分别表示2、4开始反向运动 答案 B解析 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.(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/s 答案 B解析 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 =33 m/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.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0~2t 0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点的右边答案 C解析v-t图像与横轴围成的面积表示位移,根据图像得,0~t0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,t0~2t0内,甲、乙图线的斜率绝对值相等,加速度大小相等,B错误;在2t0内,甲图像第一象限和第四象限所围成的面积相等,故0~2t0内甲的位移为0,甲刚好回到O点,C正确;2t0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2t0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.7.一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()答案 B解析根据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.冰壶是冬奥会的传统比赛项目.t =0时刻,冰壶运动员以v 0=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 答案 D解析 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=v2t 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.9.一质点沿x 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其xt -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 m答案 D解析 由题图可知xt =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.(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/s 2D .固定斜面的长度为6 m 答案 BD解析 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 -a2,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 B2=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.(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/s 2B .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 m 答案 BC解析 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+12a v 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.(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v 2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x 1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c 答案 B解析 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.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 =xtB .v =2xtC .v >2x tD.x t <v <2x t答案 C解析 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 =xt ,因为x ′>x ,可知x t <x ′t =v 2,即v >2xt,故选C.。