新人教版高考物理一轮复习题及答案解析 直线运动的图像
高三物理(人教版)一轮复习课件：专题一 运动学图象、追及和相遇问题
所以经过t1＝2 s后，两车相距最远，为Δx＝6 m.
解法三：图象法 如图所示，作出v－t图象
设相遇前t时刻两车速度相等，v汽＝at＝6 m/s，即3t＝6 m/s， 解得t＝2 s时两车相距最远，两车的位移差 Δx＝12×6×2 m＝6 m. [答案] 2 s 6 m
技巧点拨
求解追及和相遇问题的思路和技巧
解析：(1)由题意得摩托车匀加速运动最长时间：t1＝
vm a
＝
10 s,此过程的位移：x1＝v22ma＝125 m<x0＝200 m
所以摩托车在达到最大速度之前没有追上卡车．
当追上卡车前二者速度相等时相距最大，设从开始经过t2时 间速度相等，最大间距为xm，则：v＝at2,解得：t2＝va＝6 s
(4)图线与坐标轴围成的“面积”的意义 ①图线与坐标轴围成的“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.
•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.
3．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.若vA＝vB时， xA＋x0<xB，则能追上；若vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则恰好不相 撞；若vA＝vB时，xA＋x0>xB，则不能追上． [特别提醒] 若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注 意判断追上前该物体是否已经停止运动．
高考物理一轮总复习 力学综合训练(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题
力学综合训练一、选择题：(此题共8小题，每一小题6分，共48分．在每一小题给出的四个选项中，其中第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部答对得6分，选对但不全得3分，错选得0分)1．甲、乙两物体同时从同一位置开始做直线运动，其运动的v －t 图象如下列图，在0～t 0时间内如下说法正确的答案是( )A ．甲的位移大于乙的位移B ．甲的加速度先增大后减小C ．甲的平均速度等于乙的平均速度D ．t 0时刻甲、乙相遇解析：选A. v －t 图象中图线与横轴所围图形的面积表示位移，所以甲的位移大于乙的位移，故A 项正确； v －t 图象中切线的斜率表示加速度，所以甲的加速度一直减小，故B 项错误；由于甲的位移大于乙的位移，而时间一样，所以甲的平均速度大于乙的平均速度，故C 项错误；甲乙从同一位置开始运动，t 0时间内甲的位移大于乙的位移，所以t 0时刻甲在乙的前面，故D 项错误．2．假设我国宇航员在2022年，首次实现月球登陆和月面巡视勘察，并开展了月表形貌与地质构造调查等科学探测，假设在地面上测得小球自由下落某一高度所用的时间为t 1，在月面上小球自由下落一样高度所用的时间为t 2，地球、月球的半径分别为R 1、R 2，不计空气阻力，如此地球和月球的第一宇宙速度之比为( )A.R 1t 22R 2t 12 B ．R 1t 1R 2t 2 C.t 1t 2R 1R 2D ．t 2t 1R 1R 2解析：选D.对小球自由下落过程有：h ＝12gt 2，又天体外表上有G MmR 2＝mg ，第一宇宙速度v ＝gR ，如此有v 地v 月＝ g 地R 地g 月R 月＝t 2t 1R 1R 2，故D 项正确． 3．一物块从某一高度水平抛出，从抛出点到落地点的水平距离是下落高度的2倍，不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B ．π4C.π3 D ．5π12解析：选B.物块平抛运动的过程中，水平方向有x ＝v 0t ，竖直方向有h ＝v y t2，又x ＝2h ，如此有tan θ＝v y v 0＝1，即θ＝π4，故B 项正确．4．一串质量为50 g 的钥匙从橱柜上1.8 m 高的位置由静止开始下落，掉在水平地板上，钥匙与地板作用的时间为0.05 s ，且不反弹．重力加速度g ＝10 m/s2，此过程中钥匙对地板的平均作用力的大小为( )A ．5 NB ．5.5 NC ．6 ND ．6.5 N解析：选D.钥匙落地时的速度v ＝2gh ＝6 m/s ，以竖直向上为正方向，钥匙与地面作用前后由动量定理得：(F N －mg )t ＝0－(－mv ) ，解得F N ＝6.5 N ，故D 项正确．5．如下列图，质量分别为0.1 kg 和0.2 kg 的A 、B 两物体用一根轻质弹簧连接，在一个竖直向上、大小为6 N 的拉力F 作用下以一样的加速度向上做匀加速直线运动，弹簧的劲度系数为1 N/cm ，取g ＝10 m/s 2.如此弹簧的形变量为( )A ．1 cmB ．2 cmC ．3 cmD ．4 cm解析：选D.此题考查了连接体问题的分析．对AB 两物体由牛顿第二定律得F －(m A ＋m B )g ＝(m A ＋m B )a ，对B 物体由牛顿第二定律得F T －m B g ＝m B a ，又F T ＝kx ，解得x ＝4 cm ，故D 项正确．6．如下列图，P 、Q 两物体保持相对静止，且一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑，Q 的上外表水平，如此如下说法正确的答案是( )A ．Q 处于失重状态B ．P 受到的支持力大小等于其重力C ．P 受到的摩擦力方向水平向右D ．Q 受到的摩擦力方向水平向右解析：选AD.由于P 、Q 一起沿着固定光滑斜面下滑，具有一样的沿斜面向下的加速度，该加速度有竖直向下的分量，所以Q 处于失重状态，故A 项正确；P 也处于失重状态，所以受到的支持力小于重力，故B项错误；由于P的加速度有水平向左的分量，所以水平方向受到的合力方向水平向左，即P受到的摩擦力方向水平向左，故C项错误；由牛顿第三定律可知，P对Q的摩擦力水平向右，故D项正确．7．如图甲所示，有一倾角θ＝37°足够长的斜面固定在水平面上，质量m＝1 kg的物体静止于斜面底端固定挡板处，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，物体受到一个沿斜面向上的拉力F作用由静止开始运动，用x表示物体从起始位置沿斜面向上的位移，F与x的关系如图乙所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2.如此物体沿斜面向上运动过程中，如下说法正确的答案是( )A．机械能先增大后减小，在x＝3.2 m处，物体机械能最大B．机械能一直增大，在x＝4 m处，物体机械能最大C．动能先增大后减小，在x＝2 m处，物体动能最大D．动能一直增大，在x＝4 m处，物体动能最大解析：选AC.物体所受滑动摩擦力的大小为F f＝μmg cos θ＝4 N，所以当F减小到4 N 之前，物体的机械能一直增加，当F从4 N减小到0的过程中，物体的机械能在减小，由Fx图象可知，当F＝4 N时，位移为3.2 m，故A项正确，B项错误；当F＝mg sin θ＋μmg cos θ＝10 N时动能最大，由Fx图象知此时x＝2 m，此后动能减小，故C项正确，D项错误．8．绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的vt图象如下列图．t＝0时刻质量为1 kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2 s后开始减速，在t ＝4 s时物体恰好到达最高点A点．重力加速度为10 m/s2.对物体从B点运动到A点的过程中，如下说法正确的答案是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )A．物体与传送带间的摩擦因数为0.75B．物体重力势能增加48 JC．摩擦力对物体做功12 JD．物块在传送带上运动过程中产生的热量为12 J解析：选AD.物体前两秒内沿传送带向上匀速运动，如此有mg sin θ＝μmg cos θ，解得μ＝0.75 ，故A项正确；经分析可知，2 s时物体速度与传送带一样，由图象可知等于2 m/s ，2 s 后物体的加速度a ＝g sin θ＋μg cos θ＝12 m/s 2>1 m/s 2，故物体和传送带相对静止，加速度为1 m/s 2，所以物体上滑的总位移为x ＝vt 1＋v 22a＝6 m ，物体的重力势能增加E p ＝mgx sin θ＝36 J ，故B 项错误；由能量守恒得摩擦力对物体做功W ＝E p －12mv2＝34 J ，故C 项错误；物块在传送带上运动过程产生的热量为Q ＝μmg cos θΔx 1，结合图象可得Δx 1＝x 带1－vt 1＝2 m ，Q ＝12 J ，选项D 对．二、非选择题(此题共3小题，共52分)9．(9分)某同学用如下列图装置验证动量守恒定律．在上方沿斜面向下推一下滑块A ，滑块A 匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B 相碰，碰后滑块A 、B 先后通过光电门乙，采集相关数据进展验证．(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)(1)如下所列物理量哪些是必须测量的______． A ．滑块A 的质量m A ，滑块B 的质量m B .B ．遮光片的的宽度d (滑块A 与滑块B 上的遮光片宽度相等)C ．本地的重力加速度gD ．滑块AB 与长木板间的摩擦因数μE ．滑块A 、B 上遮光片通过光电门的时间(2)滑块A 、B 与斜面间的摩擦因数μA 、μB ，质量m A 、m B ，要完本钱实验，它们需要满足的条件是________．A ．μA ＞μB m A ＞m B B ．μA ＞μB m A ＜m BC ．μA ＝μB m A ＞m BD ．μA ＜μB m A ＜m B(3)实验时，要先调节斜面的倾角，应该如何调节？________________.(4)假设光电门甲的读数为t 1，光电门乙先后的读数为t 2，t 3，用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式________．解析：(1)本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要验证m Ad t A 甲＝m A dt A 乙＋m Bdt B 乙，应当选项A 、E 正确． (2)由于滑块A 匀速通过光电门甲，如此有mg sin θ＝μmg cos θ，要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要滑块B 也满足mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ，所以有μA ＝μB ，又因为碰后两滑块先后通过光电门乙，所以A 的质量大于B 的质量，故C 项正确．(3)实验过程要求两滑块匀速运动，所以调整斜面的倾角，当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时，表示滑块在斜面上做匀速运动．(4)由第(1)问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为：m A dt 1＝m A d t 3＋m B d t 2. 答案：(1)AE (2)C(3)滑块下滑通过两光电门所用时间相等 (意思相近的表示均可给分) (4)m A d t 1＝m A d t 3＋m B d t 2(或m A t 1＝m A t 3＋m Bt 2)10．(20分)如下列图，一质量为m 1＝1 kg 的长直木板放在粗糙的水平地面上，木板与地面之间的动摩擦因数μ1＝0.1，木板最右端放有一质量为m 2＝1 kg 、大小可忽略不计的物块，物块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.2.现给木板左端施加一大小为F ＝12 N 、方向水平向右的推力，经时间t 1＝0.5 s 后撤去推力F ，再经过一段时间，木板和物块均停止运动，整个过程中物块始终未脱离木板，取g ＝10 m/s 2，求：(1)撤去推力F 瞬间，木板的速度大小v 1和物块的速度大小v 2； (2)木板至少多长；(3)整个过程中因摩擦产生的热量．解析：(1)假设木板和物块有相对滑动，撤F 前， 对木板：F －μ1(m 1＋m 2)g －μ2m 2g ＝m 1a 1 解得：a 1＝8 m/s 2对物块：μ2m 2g ＝m 2a 2 解得：a 2＝2 m/s 2因a 1>a 2，故假设成立，撤去F 时，木板、物块的速度大小分别为：v 1＝a 1t 1＝4 m/s v 2＝a 2t 1＝1 m/s(2)撤去F 后，对木板：μ1(m 1＋m 2)g ＋μ2m 2g ＝m 1a 3 解得：a 3＝4 m/s 2对物块：μ2m 2g ＝m 2a 4 解得：a 4＝2 m/s 2撤去F 后，设经过t 2时间木板和物块速度一样： 对木板有：v ＝v 1－a 3t 2 对物块有：v ＝v 2＋a 4t 2 得：t 2＝0.5 s ，v ＝2 m/s撤去F 前，物块相对木板向左滑行了 Δx 1＝v 12t 1－v 22t 1＝0.75 m撤去F 后至两者共速，物块相对木板又向左滑行了 Δx 2＝v 1＋v 2t 2－v 2＋v2t 2＝0.75 m之后二者之间再无相对滑动，故板长至少为：L ＝Δx 1＋Δx 2＝1.5 m(3)解法一：物块与木板间因摩擦产生的热量：Q 1＝μ2m 2gL ＝3 J共速后，两者共同减速至停止运动，设加速度为a ，有：a ＝μ1g ＝1 m/s 2全过程中木板对地位移为：s ＝v 12t 1＋v 1＋v 2t 2＋v 22a ＝4.5 m木板与地面间因摩擦产生的热量为：Q 2＝μ1(m 1＋m 2)gs ＝9 J故全过程中因摩擦产生的热量为：Q ＝Q 1＋Q 2＝12 J解法二：由功能关系可得：Q ＝Fx 1x 1＝v 12t 1Q ＝12 J答案：(1)4 m/s 1 m/s (2)1.5 m (3)12 J11．(23分)如下列图，竖直平面内，固定一半径为R 的光滑圆环，圆心为O ，O 点正上方固定一根竖直的光滑杆，质量为m 的小球A 套在圆环上，上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m 的滑块B 一起套在杆上，小球A 和滑块B 之间再用长为2R 的轻杆通过铰链分别连接，当小球A 位于圆环最高点时，弹簧处于原长；当小球A 位于圆环最右端时，装置能够保持静止，假设将小球A 置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0)，使小球沿环顺时针滑下，到达圆环最右端时小球A 的速度v A ＝gR (g 为重力加速度)，不计一切摩擦，A 、B 均可视为质点，求：(1)此时滑块B 的速度大小；(2)此过程中，弹簧对滑块B 所做的功； (3)小球A 滑到圆环最低点时，弹簧弹力的大小．解析：(1)由于此时A 、B 速度方向都是竖直向下的，即此时它们与轻杆的夹角大小相等，又因为A 、B 沿轻杆方向的分速度大小相等，所以此时滑块B 的速度大小为：v B ＝v A ＝gR .(2)对系统，由最高点→图示位置有：(W GA ＋W GB )＋W 弹＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12m A v 2A ＋12m B v 2B －0其中：W GA ＝m A g ·Δh A ＝mgRW GB ＝m B g ·Δh B ＝mg ·(3R －3R )解得：W 弹＝(3－3)mgR .(3)图示位置系统能够保持静止，对系统进展受力分析，如下列图kx 1＝(m A ＋m B )g x 1＝Δh B ＝(3－3)R小球A 滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为：x 2＝2R ，所以在最低点时，弹簧的弹力大小为：F 弹＝kx 2解得：F 弹＝6＋23mg3答案：(1)gR (2)(3－3)mgR (3)6＋23mg3。
高考一轮复习——质点的直线运动(考点+例题+习题+解析)
第一讲 质点的直线运动一、运动的描述1．质点研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代替物体的有质量的点．．．．．．．．．．做质点 2．参考系在描述物体的运动时，被选定作参考、假定不动的物体。
选择不同的参考系，对同一物体的运动的描述可能不同。
一般情况下选取地面或相对地面径直的物体为参考系 3．路程和位移（1）路程：路程是质点运动轨迹的长度。
只有大小，没有方向，是标量（2）位移：位移是用来表示物体位置变化的物理量，它是由初位置指向末位置的有向线段。
其中线段的长短表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向。
4．速度、平均速度、瞬时速度（1）速度：是表示质点运动快慢的物理量，在匀速直线运动中它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，速度是矢量，它的方向就是物体运动的方向。
（2）平均速度：物体所发生的位移跟发生这一位移所用时间的比值叫这段时间内的平均速度，即tsv，平均速度是矢量，其方向就是相应位移的方向。
（3）瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，其方向就是物体经过某有一位置时的运动方向。
5．加速度（1）加速度是描述物体速度变化快慢的的物理量，是一个矢量，方向与速度变化的方向相同。
（2）做匀速直线运动的物体，速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度，即tv v t v a t 0-=∆∆=（3）加速度与速度方向相同，物体加速；加速度与物体方向相反，物体减速。
例：物体做匀加速直线运动，其加速度为2m/s 2，那么，在任一秒内（ ）A ．物体的加速度一定等于物体速度的2倍B ．物体的初速度一定比前一秒的末速度大2m/sC ．物体的末速度一定比初速度大2m/sD ．物体的末速度一定比前一秒的初速度大2m/s 课堂练习：1、关于公式av v s t 222-=，下列说法正确的是（ ）A ．此公式只适用于匀加速直线运动B ．此公式也适用于匀减速直线运动C ．此公式只适用于位移为正的情况D ．此公式不可能出现a 、x 同时为负值的情况2．根据匀变速运动的位移公式2/20at t v x +=和t v x =，则做匀加速直线运动的物体，在 t 秒内的位移说法正确的是（ ）A ．加速度大的物体位移大B ．初速度大的物体位移大C ．末速度大的物体位移大D ．平均速度大的物体位移大3．以20m/s 的速度作匀速直线运动的汽车，制动后能在2m 内停下来，如果该汽车以40m/s 的速度行驶，则它的制动距离应该是（ ）A ．2mB ．4mC ．8mD ．16m4．由静止开始做匀加速直线运动的物体, 已知经过s 位移时的速度是v, 那么经过位移为2s 时的速度是（ ）A ．2vB ．4vC ．v 2D ．v5.汽车以加速度a=2 m/s 2做匀加速直线运动，经过A 点时其速度v A =3m/s,经过B 点时速度v B =15m/s ，则A 、B 之间的位移为多少？6．一辆载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆，着陆时的加速度大小为6m/s2，着陆前的速度为60m/s ，问飞机着陆后12s 内滑行的距离为多大？7.一个做匀加速直线运动的物体，初速度0v =2.0m/s ，它在第3秒内通过的位移为4.5m ，则它的加速度为多少？二、匀变速直线运动1．重要规律及推论（1）速度-时间规律：0t v v at =+ （2）位移-时间规律：2012x v t at =+（3）速度-位移规律：2202t v v ax -=（4）中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，即：022tt v v v +=（5）相邻相等时间内的位移差是定值，即：2x aT ∆=（6）中间位置的瞬时速度等于初速度与末速度的方均根值，即：22022t x v v v +=2．初速度为零的匀加速运动规律（1）第1s 、第2s 、…第ns 的速度之比：12:::1:2::n v v v n = （2）前1s 、前2s 、…前ns 的位移之比：22212:::1:2::n x x x n =（3）第1s 、第2s 、…第ns 的位移之比：:::1:3::(21)N x x x n I =-（4）前1m 、前2m 、…前nm 所用时间之比：12:::1:2::n t t t n =（5）第1m 、第2m 、…第nm 所用时间之比： :::1:(21)::(1)N t t t n n I =---3．自由落体规律自由落体运动是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动 （1）速度公式：t v gt = （2）位移公式：212h gt =（3）速度位移关系：22t v gh =（4）运动开始一段时间内的平均速度：1122t h v gt v t === 4．竖直上抛规律取初速度方向为正方向，竖直上抛运动为加速度a g =-的匀变速直线运动。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 单元质检一
单元质检一运动的描述匀变速直线运动的研究(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.(浙江常熟高三上学期阶段性抽测)关于速度的描述,下列说法正确的是( )A.电动车限速20 km/h,指的是平均速度大小B.子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s,指的是平均速度大小C.某运动员百米跑的成绩是10 s,则他冲刺时的速度大小一定为10 m/sD.京沪高速铁路测试时列车最高时速可达484 km/h,指的是瞬时速度大小答案:D解析:电动车限速20km/h,即最高速度不超过20km/h,是指瞬时速度,故A 错误;子弹射出枪口时的速度大小为500m/s,指的是瞬时速度,故B错误;10m/s是百米跑的平均速度,但冲刺时的速度为瞬时速度,大小不能确定,故C错误;京沪高速铁路测试时列车最高时速可达484km/h,指的是某时刻的速度可以达到484km/h,是瞬时速度,故D正确。
2.(河南名校联盟高三上学期10月质检)我国首艘海上商用地效翼船“翔州一号”,从三沙市永兴岛到三亚仅仅只需要几个小时,若地效翼船“翔州一号”到港前以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动,其初速度为60 m/s,则它在12 s内滑行的距离是( )A.144 mB.288 mC.150 mD.300 m答案:D=解析:地效翼船从以初速度为60m/s,运动到停止所用时间t=v-v0a0-60s=10s,由此可知地效翼船在12s内不是始终做匀减速运动,它在最后-62s内是静止的,故它12s内滑行的距离为,故选项D正确。
3.(天津一中高三月考)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2,v1、v2在各个时刻的大小如表所示,从表中数据可以看出( )v2/(m·s-1) 9.8 11.0 12.2 13.4 14.6A.火车的速度变化较慢B.汽车的加速度较小C.火车的位移在减小D.汽车的速度增加得越来越慢答案:A解析:火车的加速度为a1=Δv1Δt =-0.51m/s2=-0.5m/s2,汽车的加速度为a2=Δv2Δt =1.21m/s2=1.2m/s2,汽车的加速度较大,火车的加速度较小,可知火车速度变化较慢,故A正确,B错误;因为火车的速度一直为正值,速度方向不变,则位移在增加,故C错误;因为汽车做匀加速直线运动,加速度不变,单位时间内速度增加量相同,故D错误。
2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：运动的图像
2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：运动的图像一、单选题(共10题；共20分)1．（2分）某人从同一点P以相同的速度先后竖直向上抛出两小球A、B，两球的v−t图像分别如图中A、B 所示，不计空气阻力，g取10m/s2。
下列说法正确的是（）A．B球上升0.15m时和A球相遇B．若抛出两球的时间差合适，A球可以在上升过程中和B相遇C．t=0.2s和t=0.3s时，两球的间距相等D．t=0到t=0.3s，A球运动的平均速度大小为56m/s2．（2分）甲、乙两物体从t=0时刻出发，其运动的位置随时间变化的x-t图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动B．t2时刻甲物体的速度大于乙物体的速度C．t1～t2时间内，甲物体通过的路程小于乙物体通过的路程D．t1～t2时间内，甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度3．（2分）一个物体沿直线运动，其v−t图像如图所示，下列说法正确的是（）A．物体在0~2s的加速度最大B．物体在6s时运动方向发生改变C．物体在6~8s的平均速度为4m/sD．物体在0~2s与6~8s的加速度方向相反4．（2分）如图所示，某次实验利用位移传感器和速度传感器得到我国某品牌汽车刹车过程的v−x图像，汽车刹车过程可视为匀减速运动，下列说法正确的是（）A．汽车刹车过程的时间为1sB．汽车刹车过程的加速度大小为10m/s2C．当汽车的位移为5m时，运动速度小于5m/sD．当汽车运动速度为5m/s时，位移大于5m5．（2分）下列所给的图像中能反映做直线运动的物体不能回到初始位置的是（）A．B．C．D．6．（2分）龟兔赛跑的s−t图像如图所示，根据图像所提供的信息来分析，下列说法正确的是（）A．0∼t1兔子的加速度大于乌龟的加速度B ．t 2时刻乌龟与兔子相遇，t 龟时刻乌龟与兔子不相遇C ．0∼t 3乌龟的平均速度与兔子的平均速度之差为s终点t 龟−s0t 1D ．t 3∼t 龟兔子的平均速度与乌龟的平均速度之差为s 终点−s0t 兔−t 3−s 0t 17．（2分）一物体在外力作用下由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的关系图象如图所示。
2025版高考物理一轮总复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第4讲运动图像课件
►考向1 x－t图像和v－t图像的基本应用 (2023·湖北一模)如图所示，
甲是某质点的位移—时间图像(抛物 线)，乙是另一质点的速度—时间图 像，关于这两图像，下列说法中正确 的是( C )
A．由图甲可知，质点加速度为4 m/s2 B．由图甲可知，质点在前10 s内的平均速度大小为4 m/s C．由图乙可知，质点在2～4 s内的位移为0 D．由图乙可知，质点在运动过程中，加速度的最大值为7.5 m/s2
v2－x 图像 由 v2－v20＝2ax 可知 v2＝v20＋2ax，截距 b 为 v20，图像斜率 k 为 2a
tx2－1t 图像 由 x＝v0t＋12at2 可得tx2＝vt0＋12a，截距为12a，斜 率为 v0
►考向1 a－t图像
(多选)(2023·湖北卷)t＝0时刻，质点P从原点由静止开始做直 线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为2t0。在0～ 3t0时间内，下列说法正确的是( BD )
运动，2t0 时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动；2t0～4t0 重复 此过程的运动，即质点一直向前运动，A、C 错误，B 正确；a－t 图像的
面积表示速度变化量，t20～32t0 内速度的变化量为零，因此t20时刻的速度与
3 2t0
时刻相同，D
正确。故选
BD。
►考向 2 xt －t 图像 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
2 用数学函数方法分析非常规图像问题 (能力考点·深度研析)
对于非常规运动图像，可由运动学公式推导出两个物理量的函数关 系，来分析图像的斜率、面积、截距，常见的四类图像分析如下：
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
2022届高考物理一轮复习 专题一 运动图像 追及相遇问题学案 新人教版
专题一运动图象追及相遇问题考点一运动图象的理解自主演练1．直线运动的xt图象(1)意义：反映了直线运动的物体位移随时间变化的规律．(2)图线上某点切线的斜率的意义①斜率大小：表示物体速度的大小．②斜率的正负：表示物体速度的方向．(3)两种特殊的xt图象．①若xt图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于静止状态．(如图甲所示)．②若xt的图象是一条倾斜的直线，说明物体在做匀速直线运动．(如图乙所示)．2．直线运动的vt图象(1)意义：反映了直线运动的物体速度随时间变化的规律．(2)图线上某点切线的斜率的意义①斜率的大小：表示物体加速度的大小．②斜率的正负：表示物体加速度的方向．(3)两种特殊的vt图象①匀速直线运动的vt图象是与横轴平行的直线．(如图甲所示)②匀变速直线运动的vt图象是一条倾斜的直线．(如图乙所示)(4)图线与坐标轴围成的“面积”的意义①图线与坐标轴围成的“面积”表示相应时间的位移．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．[多维练透]1.A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的xt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2．下列所给的运动图象中能反映做直线运动的物体不会回到初始位置的是( )3．下图甲为发射模型火箭的示意图，已知模型火箭质量m＝1 kg，图乙为该段时间内火箭运动的vt图，关于火箭受力情况和运动情况，下列说法正确的是( )A．火箭2 s时达到最高点B．火箭在3 s时加速度的方向改变C．火箭在1 s时和5 s时的加速度相同D．火箭在4 s时位于发射点下方2 m处考点二运动图象的应用师生共研1．运用运动图象解题时的“六看”(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．题型1 xt图象的应用例1 [2020·河北石家庄二中期末]甲、乙两车在同一条直线上行驶，它们运动的位移x 随时间t变化的关系如图所示，已知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10 s处，则下列说法正确的是( )A．甲车的初速度为零B．乙车的初位置在x0＝60 m处C．乙车的加速度大小为1.6 m/s2D．5 s时两车相遇，此时甲车速度较大题型2 vt图象的应用例2 甲、乙两车在平直的公路上行驶，t＝0时刻两车处于同一位置，其速度—时间图象如图所示，两图线交点处坐标及切线如图，则( )A．t＝8 s末，甲、乙两车相遇B．t＝2 s末，甲车的加速度大于乙车的加速度C．在0～2 s内，甲车的位移小于乙车的位移D．在2～8 s内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度[教你解决问题]―→读图析图题型3 图象间的转换解决图象转换类问题的一般流程：例3 如图所示是一物体做直线运动的vt图象，则下列根据vt图象作出的加速度—时间(at)图象和位移—时间(xt)图象正确的是( )拓展点其他运动图象(1)at图象：由v＝v0＋at可知图象与横轴所围成面积表示速度变化量Δv，如图甲所示．(2)xx t图象：由x＝v0t＋12at2可得xx＝v0＋12at，图象的斜率为12a，如图乙所示．(3)v2x图象：由v2x02＝2ax可知v2＝x02＋2ax，图象斜率为2a.如图丙所示．4 [2021·福建莆田模拟]如图所示为物体做直线运动的图象，下列说法正确的是( )v0t0A．甲图中，物体在0～t0这段时间内的位移小于12B．乙图中，物体的加速度为2 m/s2C．丙图中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的加速度变化量D．丁图中，t＝3 s时物体的速度为25 m/s练1 [2021·湖北一模]如图所示，甲是某质点的位移—时间图象(抛物线)，乙是另一质点的速度—时间图象，关于这两图象，下列说法中正确的是( )A．由图甲可知，质点加速度为4 m/s2B．由图甲可知，质点在前10 s内的平均速度大小为4 m/sC．由图乙可知，质点在2～4 s内的位移为0D．由图乙可知，质点在运动过程中，加速度的最大值为7.5 m/s2练2 汽车甲和乙在同一公路上做直线运动，如图是它们运动过程中的vt图象，二者在t1和t2时刻的速度分别为v1和v2，则在t1到t2时间内( )A．乙的加速度不断增大B．甲与乙间距离越来越大C．乙的平均速度x̅̅̅<x1+x22D．t1时刻甲的加速度大于乙的加速度练3 [2021·湖北荆门联考]A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t 变化的关系如图所示，已知A车的st图线为抛物线的一部分，图线的最高点在第7 s末，B车的st图线为直线，则下列说法正确的是( )A．A车的初速度为7 m/sB．A车的加速度大小为2 m/s2C．A车减速过程运动的位移大小为50 mD．10 s末两车相遇时，B车的速度较大题后反思图象问题求解策略考点三追及和相遇问题多维探究题型1 |追及相遇问题常用的分析方法1．分析技巧：可概括为“一个临界条件”“两个关系”．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，则恰好能追上；若x A＋x0>x B，则不能追上．3．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．例5 汽车A以v A＝4 m/s的速度向右做匀速直线运动，汽车B以v B＝10 m/s的速度同向运动，B在A前方x0＝7 m处时汽车B开始匀减速刹车，直到静止后保持不动，B刹车的加速度大小a＝2 m/s2，从汽车B开始刹车时计时．求：(1)A追上B前，A、B间的最远距离是多少；(2)经过多长时间A恰好追上B.[教你解决问题]―→读题画过程示意图题型2 与运动图象相结合的追及相遇问题例6 [2021·武汉模拟]一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，司机突然发现前方有一辆老年代步车正在慢速行驶，短暂反应后司机立即采取制动措施，结果汽车恰好没有撞上前方的老年代步车，若司机发现代步车时开始计时(t＝0)，两车的vt图象如图所示，则( ) A．图象中的a表示汽车，b表示老年代步车B．汽车制动时的加速度大小为4.4 m/s2C．从司机发现代步车到两车速度相等时经历的时间为3.0 sD．司机发现代步车时汽车距离代步车30 m练4 [2021·广州二调改编](多选)如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移—时间(xt)图象，图乙为质点c和d做直线运动的速度—时间(vt)图象，由图可知( )A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，b和d两个质点的速度先减小后增大练5 一步行者以6.0 m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公共汽车，在跑到距汽车25 m 处时，绿灯亮了，汽车以1.0 m/s2的加速度匀加速启动前进，则( )A．人能追上公共汽车，追赶过程中人跑了36 mB．人不能追上公共汽车，人、车最近距离为7 mC．人能追上公共汽车，追上车前人共跑了43 mD．人不能追上公共汽车，且车开动后，人车距离越来越远练6 A、B两辆列车在能见度很低的雾天里在同一轨道上同向行驶，A车在前，速度v A ＝10 m/s，B车在后，速度v B＝30 m/s.当B车发现A车时就立刻刹车．已知B车在进行刹车测试时发现，若车以30 m/s的速度行驶时，刹车后至少要前进1 800 m才能停下，假设B 车刹车过程中加速度恒定．为保证两辆列车不相撞，则能见度至少要达到( ) A．400 m B．600 mC．800 m D．1 600 m题后反思追及相遇问题的解题流程思维拓展生活中多体多过程的运动学问题题型1 体育＋多体多过程问题1 (多选)甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发，在泳池里训练，甲、乙的速度—时间图象分别如图(a)、(b)所示，不计转向的时间，两人的运动均可视为质点的直线运动．则( )A．游泳池长25 mB．经过1 min两人共相遇了3次C．经过2 min两人共相遇了5次D．两人一定不会在泳池的一端相遇题型2 |交通＋多体多过程问题例2 为提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC.甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路，流程如图所示．假设减速带离收费岛口x＝60 m，收费岛总长度d＝40 m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝72 km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动．甲车减速至v2＝36 km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝15 s的时间缴费成功，人工栏杆打开放行．随后两辆汽车匀加速到速度v1后沿直线匀速行驶，设加速和减速过程中的加速度大小相等，求：(1)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差；(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离．练1 [2021·湖北黄冈新起点考试]一辆从高速公路服务区驶出的小汽车甲以90 km/h 的速度并入高速公路行车道向前行驶，甲车司机突然发现前方约100 m处有一辆正打开双闪的小汽车乙，以约45 km/h的速度缓慢行驶，此时甲车司机发现无法变道，经3 s的反应时间开始刹车，刹车加速度大小约为5 m/s2，则两车相距最近的距离约为( ) A．15 m B．53 m C．47 m D．63 m练2 [2020·山东济南外国语学校5月月考]十一放假期间，全国高速公路对七座及以下小型客车免费放行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0＝9 m区间的速度不超过v0＝6 m/s.现在甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲＝20 m/s和v乙＝34 m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲＝2 m/s2的加速度匀减速刹车．(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章？(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9 m处的速度恰好为6 m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t0＝0.5 s的反应时间后，开始以大小为a乙＝4 m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9 m区间不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？专题一 运动图象 追及相遇问题考点突破1．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 ＝x 2－x 1，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．答案：D2．解析：速度—时间图象中与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正位移，在坐标轴下方表示负位移，所以A 项中面积不为零，位移不为零，物体不能回到初始位置；B 、C 两项中面积为零，位移为零，物体回到初始位置；位移—时间图象表示物体的位移随时间变化的图象，在t 0时刻物体的位移为零，即物体又回到了初始位置．综上所述，A 项正确．答案：A3．解析：2 s 前后，运动方向不变，A 项错误；3 s 前后，v t 图象的单调性不变，加速度方向不变，B 项错误；由a ＝x −x 0x得0～2 s 内加速度a 1＝2 m/s 2,4～6 s 内加速度a 2＝2m/s 2，C 项正确；0～3 s ，v t 图线所围面积x 1＝6 m,3～4 s ，v t 图线所围面积x 2＝－2 m ，总位移为＋4 m ，表明火箭在4 s 时位于发射点上方4 m 处，D 项错误．答案：C例1 解析：本题考查位移—时间图象．x t 图线的斜率表示速度，则知甲车的速度不变，做匀速直线运动，初速度不为零，故A 错误；甲车的速度v 甲＝Δx Δx ＝205 m/s ＝4 m/s ，乙车做匀变速直线运动，其图线与t 轴相切于10 s 处，则t ＝10 s 时，乙车的速度为零，反过来看成乙车做初速度为零的匀加速直线运动，则有x ＝12at 2，根据题图可知，20 m ＝12a ·(5 s)2，解得乙车的加速度大小a ＝1.6 m/s 2，则x 0＝80 m ，故B 错误，C 正确；5 s 时两车相遇，此时乙车的速度v 乙＝1.6×5 m/s ＝8 m/s ，则乙车的速度较大，故D 错误．答案：C例2 解析：根据速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，在0～8 s 时间内，甲车的位移大于乙车的位移，又两车的初始位置相同，故t ＝8 s 末，甲车在乙车前面，选项A 错误；根据速度—时间图线的斜率表示加速度可知，在t ＝2 s 时，甲车的加速度大小a 1＝5 m/s 2，乙车的加速度大小a 2＝5 m/s 2，甲、乙两车加速度大小相等，选项B 错误；根据速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积表示位移可知，在0～2 s 时间内，甲车的位移小于乙车的位移，选项C 正确；在2～8 s 时间内，甲车的位移大于乙车的位移，根据平均速度公式可知，甲车的平均速度大于乙车的平均速度，选项D 错误．答案：C例3 解析：由v t 图象知，0～1 s 内，物体做匀速直线运动，加速度a 1＝0，位移x ＝vt ，x 与t 成正比；1～3 s 内，物体的加速度不变，做匀变速直线运动，加速度a 2＝－1 m/s 2，位移为x ＝v 0(t －1 s)＋12a 2(t －1 s)2＝(−12x 2+2x −32)m ，可知x t 图象是开口向下的抛物线；3～5 s 内，物体沿负方向做匀减速直线运动，加速度a 3＝0.5 m/s 2，位移为x ＝－v 0(t －3 s)＋12a 3(t －3 s)2，x t 图象是开口向上的抛物线，且3～5 s 内物体的位移为－1 m ，由数学知识知，只有A 选项对应的图象正确．答案：A例4 解析：由v t 图线与坐标轴围成的面积表示位移，可知甲图中，物体在0～t 0这段时间内的位移大于12v 0t 0(平均速度大于12v 0)，选项A 错误；根据v 2＝2ax 可知乙图中，2a ＝1 m/s 2，则物体的加速度为0.5 m/s 2，选项B 错误；根据Δv ＝at 可知，丙图中阴影部分的面积表示t 1～t 2时间内物体的速度变化量，选项C 错误；由x ＝v 0t ＋12at 2可得x x ＝v 0＋12at ，结合丁图可知12a ＝102m/s 2＝5 m/s 2(a 前面的12易被忽视)，即a ＝10 m/s 2，则v 0＝－5 m/s ，故t ＝3 s 时物体的速度为v 3＝(－5＋10×3) m/s ＝25 m/s ，选项D 正确．答案：D练1 解析：由图甲可知，x ＝12at 2，取t ＝10 s ，x ＝20 m ，解得a ＝0.4 m/s 2，质点在前10 s 内的平均速度v ＝x x ＝2010 m/s ＝2 m/s ，故A 、B 两项错误；由图乙可知，在2～4 s 内，时间轴上方和下方的面积抵消，总位移为0，故C 项正确；质点在运动过程中，加速度的最大值出现在2～4 s 内，最大加速度大小为a ＝Δx Δx＝151m/s 2＝15 m/s 2，故D 项错误．答案：C练2 解析：v t 图象的斜率等于物体的加速度的大小，由图象知乙运动的加速度不断减小，t 1时刻甲的加速度小于乙的加速度，选项A 、D 错误；由于不知道甲、乙初始位置关系，故无法判断二者间距离如何变化，选项B 错误；乙在t 1和t 2时间内的位移小于做匀减速直线运动的位移，故平均速度x ̅̅̅<x 1+x 22，选项C 正确．答案：C练3 解析：本题考查匀变速直线运动与匀速直线运动的位移—时间图象的关系．A 车做匀变速直线运动，设A 车的初速度为v 0，加速度大小为a ，由题图可知，t ＝7 s 时，速度为零，由运动学公式可得v 7＝v 0－7a ＝0，根据图象和运动学公式可知，t ′＝10 s 时的位移x 10＝40 m ，x 10＝v 0t ′－12at ′2＝10v 0－50a (m)，联立解得a ＝2 m/s 2，v 0＝14 m/s ，故A 错误，B 正确；A 车减速过程运动的位移大小x 7＝x 0+02t ＝0+142×7 m ＝49 m ，故C 错误；位移—时间图线的斜率等于速度，10 s 末两车相遇时B 车的速度大小v B ＝Δx Δx＝4 m/s ，A 车的速度v A＝v 0－at ′＝－6 m/s ，则A 车的速度大于B 车的速度，故D 错误．答案：B例5 解析：(1)当A 、B 两汽车速度相等时，两车间的距离最远，此时有v ＝v B －at ＝v A ，解得t ＝3 s此过程中汽车A 的位移x A ＝v A t ＝12 m 汽车B 的位移x B ＝v B t －12at 2＝21 m 故最远距离Δx max ＝x B ＋x 0－x A ＝16 m.(2)汽车B 从开始减速直到静止经历的时间t 1＝xxx ＝5 s 运动的位移x ′B ＝x x 22x ＝25 m汽车A 在t 1时间内运动的位移x ′A ＝v A t 1＝20 m 此时两车相距Δx ＝x ′B ＋x 0－x ′A ＝12 m 汽车A 需再运动的时间t 2＝Δxx x＝3 s故A 追上B 所用时间t 总＝t 1＋t 2＝8 s. 答案：(1)16 m (2)8 s例6 解析：汽车制动后速度减小，则知图象中的a 表示老年代步车，b 表示汽车，故A 项错误；汽车制动时的加速度大小为a ＝ΔxΔx ＝204.5−0.5m/s 2＝5 m/s 2，故B 错误；设从汽车制动到两车速度相等时经历的时间为t ，则v a ＝v b －at ，得t ＝x x −x x x＝20−55 s ＝3 s ，所以从司机发现代步车到两车速度相等时经历的时间为t ′＝t ＋0.5 s ＝3.5 s ，故C 项错误；汽车恰好没有撞上前方老年代步车的时刻是t ＝3.5 s ，根据图线与坐标轴围成的面积表示位移大小，知司机发现代步车时汽车与代步车的距离s ＝0.5+3.52×15 m ＝30 m ，故D 项正确．答案：D练4 解析：位移—时间图象中两图线的交点表示两者相遇，根据图甲可知，选项A 正确；速度—时间图象中两图线的交点表示两者速度相等，根据图乙可知，选项B 错误；位移—时间图线斜率的正负表示运动方向，根据图甲可知，t 1到t 2时间内质点b 的运动方向发生改变．速度—时间图线在t 轴上方表示速度方向为正，根据图乙可知，t 1到t 2时间内质点d 的运动方向不变，选项C 错误；位移—时间图线的斜率表示速度，根据图甲可知，t 1到t 2时间内，质点b 的速度先减小后增大．根据图乙可知，t 1到t 2时间内，质点d 速度先减小后增大，选项D 正确．答案：AD练5 解析：在跑到距汽车25 m 处时，绿灯亮了，汽车以1.0 m/s 2的加速度匀加速启动前进，当汽车加速到6.0 m/s 时二者相距最近．汽车加速到6.0 m/s 所用时间t ＝6 s ，人运动距离为6×6 m ＝36 m ，汽车运动距离为 18 m ，二者最近距离为18 m ＋25 m －36 m ＝7 m ，选项A 、C 错误，B 正确．人不能追上公共汽车，且车开动后，人车距离先减小后增大，选项D 错误．答案：B练6 解析：解法一：物理分析法对B 车，由运动学公式有0－x 02＝2ax ，解得a ＝－0.25 m/s 2，所以B 车刹车的最大加速度为－0.25 m/s 2，当B 车速度减小到v ＝10 m/s 时，两车相距最近，此时B 车的位移为x 1＝x 2−x x 22x ，A车的位移x 2＝v A t ，t ＝x −x xx，联立解得x 1＝1 600 m ，x 2＝800 m ，能见度至少为Δx ＝x 1－x 2＝800 m ，选项C 正确．解法二：图象法对B 车，由运动学公式有0－x 02＝2ax ，解得a ＝0−3022×1800 m/s 2＝－0.25 m/s 2，作出A 、B两车运动过程中的速度—时间图象如图所示，图线的交点的横坐标为两车速度相等的时刻，有t ＝x x −x xx＝80 s ，当两车速度相等时相距最近，此时两车不相撞，则以后不能相碰，由v t 图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，图象中阴影三角形的面积为能见度的最小值，则x min ＝12×(30－10)×80 m ＝800 m ，选项C 正确．答案：C 思维拓展典例 1 解析：根据v t 图线与坐标轴围成的面积表示位移，可知游泳池长度L ＝1.25×20 m ＝25 m 或者L ＝1.0×25 m ＝25 m ，选项A 正确；甲、乙的位移—时间图象如图所示，根据位移—时间图线的交点表示相遇可知，在0～60 s 内甲、乙相遇3次，在0～120s 内甲、乙相遇5次，所以选项B 、C 正确；由甲、乙的位移—时间图象可知，甲、乙在t ＝100 s 时在泳池的一端相遇，选项D 错误．答案：ABC典例2 解析：(1)两车减速运动的加速度为：a ＝v 212⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋d 2＝2022×⎝ ⎛⎭⎪⎫60＋402 m/s 2＝2.5 m/s 2甲车减速到v 2所用时间为t 1＝v 1－v 2a ＝20－102.5s ＝4 s行驶过的距离为x 1＝v 1＋v 22t 1＝20＋102×4 m ＝60 m甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为t 2＝x ＋d 2－x 1v 2＝60＋402－6010s ＝2 s甲车从减速到栏杆打开的总时间为t 甲＝t 1＋t 2＝(4＋2) s ＝6 s乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为t 3＝x 1x ＝202.5s ＝8 s从减速到打开栏杆的总时间为t 乙＝t 0＋t 3＝(15＋8) s ＝23 s人工收费通道和ETC 通道打开栏杆放行的时间差 Δt ＝t 乙－t 甲＝(23－6) s ＝17 s(2)乙车从收费岛中心线开始出发又经t 3＝8 s 加速到v 1＝72 km/h ，与甲车达到共同速度，此时两车相距最远．这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等，x 乙＝x ＋x 2＝(60+402)m ＝80 m从收费岛中心线开始，甲车先从v 2＝36 km/h 加速至v 1＝72 km/h ，这个时间为t 1＝4 s ，然后匀速行驶，x 甲＝x 1＋v 1(t 3＋Δt －t 1)＝[60＋20×(8＋17－4)] m ＝480 m故两车相距的最远距离为Δx ＝x 甲－x 乙＝(480－80) m ＝400 m 答案：(1)17 s (2)400 m练1 解析：甲车司机经t 1＝3 s 的反应时间开始刹车，从司机发现无法变道时经t 2＝t 1＋x 甲−x 乙x＝5.5 s 两车速度相等(速度相等为临界条件)，可画出甲车司机发现无法变道后两车运动的速度—时间图象如图所示，甲车比乙车多走的距离x ＝(v 甲－v 乙)t 1＋12(v 甲－v 乙)(t 2－t 1)＝53.125 m ，两车相距最近的距离为s －x ＝100 m －53.125 m ＝46.875 m ，约为47 m ，选项C 正确．答案：C练2 解析：(1)对甲车，速度由20 m/s 减至6 m/s 过程中的位移x 1＝x 甲2−x 022x 甲＝91 m则甲车司机需在离收费站窗口至少x 2＝x 0＋x 1＝100 m 处开始刹车．(2)设甲刹车后经时间t ，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得v 乙－a 乙(t －t 0)＝v 甲－a 甲t ，解得t ＝8 s相同速度v ＝v 甲－a 甲t ＝4 m/s<6 m/s ，所以乙车减速到v ′＝6 m/s 时两车刚好不相撞为不相撞的临界条件(找准速度是关键)乙车从34 m/s 减速至6 m/s 的过程中的位移为x 3＝v 乙t 0＋x 乙2−x ′22x 乙＝157 m所以在甲车司机开始刹车时，甲、乙的距离至少为x ＝x 3－x 1＝66 m. 答案：(1)100 m (2)66 m。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第一章运动的描述匀变速直线运动的研究专题一运动学图像问题
专题一 运动学图像问题1.某新能源电动客车沿直线运动的x －t 图像如图所示，图中0～t 2段图线为直线，t 2～t 4段图线为曲线.关于该车的运动，下列说法正确的是（ B ）A.t 1时运动方向发生改变B.0～t 2时间内运动方向不变C.t 2～t 4时间内速度先减小再增大D.t 2～t 4时间内的路程大于0～t 2时间内的路程解析2.[设问创新/2024黑龙江牡丹江二中校考]野鸭妈妈抓到鱼后，叼着鱼，由静止开始沿直线向距离为d 处嗷嗷待哺的小野鸭游去，到达小野鸭所在位置时的速度恰好为零，v －t 图像如图所示.该过程中野鸭妈妈的最大速度为（ A ）A.d （n －1）t 0B.2d （n －1）t 0C.2d nt 0D.d（n －2）t 0解析 v －t 图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示位移，则有12v 0t 0＋v 0[（n －1）t 0－t 0]＋12v 0[nt 0－（n －1）t 0]＝d ，解得v 0＝d （n －1）t 0，选项A 正确.3.[2024安徽皖江名校联盟阶段考]一物体在某段时间内运动的位置—时间（x －t ）图像和速度—时间（v －t ）图像如图所示，其中位置—时间图像中的t 1时刻对应抛物线的最高点，则以下说法正确的是（ D ）A.x －t 图像中t 0＝2sB.x －t 图像中x 0＝3mC.物体到达坐标原点的时刻为（2＋√5）sD.物体3s 时离坐标原点的距离为5m解析由x－t图像可知，t1时刻物体的速度为零，结合v－t图像可知，t1＝2s，且0～t1时间内和t1～t0时间内物体通过的位移大小相等，可推知t0＝4s，选项A错误；由v－t图像v0t1＝4m，所以x0＝6m－x1＝2m，选项B错可知，在0～2s内物体通过的位移大小x1＝12｜m/s2＝2m/s2，误；由v－t图像可知，物体的初速度大小v0＝4m/s，加速度大小a＝｜0－42at22，代入数据解得t2＝（2＋√6）s，选项C错取x轴负方向为正方向，有x0＝－v0t2＋12a（3s－t1）2＝1m，故物体3s时离坐标原点误；物体在t1～3s时间内通过的位移大小x2＝12的距离Δx＝6m－x2＝5m，选项D正确.4.[2023广东]铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置.在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度.随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动.取竖直向上为正方向.下列可能表示激光关闭后铯原子团的速度v或加速度a随时间t变化的图像的是（D）A BC D解析由题意可知激光关闭后，铯原子团先做竖直上抛运动，然后做自由落体运动，均只受重力，加速度始终为重力加速度，又取竖直向上为正方向，所以其v－t图像和a－t图像如图所示，故D对，ABC错.5.[2024陕西榆林高三阶段考/多选]在体育比赛中，摄像机让犯规无处遁形.在冬季奥运会速度滑冰比赛中，摄像机和某运动员的位移x随时间t的变化图像如图所示，下列说法中正确的是（BD）A.0～t1时间内摄像机在前，t1～t2时间内摄像机在后B.0～t2时间内摄像机与运动员的平均速度相同C.0～t2时间内摄像机的速度始终大于运动员的速度D.0～t2时间内运动员的速度逐渐变大解析由题图可知，0～t2时间内摄像机一直在运动员的前面，故A错误；由题图可知，可知摄像机与运动员的平均速度相同，0～t2时间内摄像机与运动员的位移相同，根据v＝xt故B 正确；图像的斜率表示速度，0～t 2时间内并不是任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度，故C 错误；图像的斜率表示速度，由题图可知，0～t 2时间内运动员的速度逐渐变大，故D 正确.6.[图像创新/2024江西宜春开学考试]图甲所示是采用36V 、10Ah 电池和180W 额定功率电机设计的无人配送小车，车重为60kg ，载重为40kg.在某次进行刹车性能测试时，其位移x 与时间t 的关系可用图乙所示的xt2－1t 图像表示，则下列说法正确的是（ B ）A.小车运动的加速度大小为2m/s 2B.小车运动的初速度大小为6m/sC.前2s 内，小车的位移大小为4mD.第2s 末，小车的速度大小为10m/s解析 根据匀变速直线运动位移—时间公式x ＝v 0t ＋12at 2，整理得xt2＝v 0t＋12a ，对比x t2－1t图像可知小车做匀变速直线运动，图线斜率表示小车运动的初速度，即v 0＝0－（－2）13m/s ＝6m/s ，纵截距表示小车运动的加速度的12，即a ＝－4m/s 2，小车刹车时间为t ＝0－v 0a＝1.5s ，故第2s 末，小车的速度为0，前2s 内，小车的位移大小x ＝v 02t ＝4.5m ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误.7.[题型创新：图像之间的相互转化]一个质点在水平面内运动的v －t 图像如图所示，则图中对应的a －t 图像或x －t 图像正确的是（ B ）A BC D解析 0～2s 内质点的加速度为a 1＝42m/s 2＝2m/s 2，2～4s 内质点的加速度为a 2＝－4－44－2m/s 2＝－4m/s 2，4～6s 内质点的加速度为a 3＝0－（－4）6－4m/s 2＝2m/s 2，故A 错误，B 正确；x －t图像的斜率表示速度，0～2s 内质点做加速运动，2～3s 内质点减速到0，3～4s 内质点反向加速，4～6s 内再减速到0，故C 、D 错误.一题多解 2～4s 内速度图像斜率不变且为负，则此段a －t 图像应在t 轴下方，与t 轴平行，A 错误；v －t 图像中4s 时刻反向速度最大，对应x －t 图像斜率应最大，C 、D 错误. 8.[多选]在劳动实践活动课中，某小组同学将拾取的垃圾打包成袋，并使其从斜坡顶端以不同的初速度v 0下滑至垃圾存放处，斜坡长为4m ，被打包好的垃圾可视为质点，其在斜坡上下滑的最远距离x 与v 02的关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ABC ）A.垃圾下滑时加速度大小为2m/s 2B.当垃圾的初速度为4m/s 时，垃圾刚好到达斜坡最低点C.当垃圾的初速度为5m/s 时，垃圾滑到斜坡最低点所用时间为1sD.当垃圾的初速度为5m/s 时，垃圾滑到斜坡最低点所用时间为4s解析 由v 02＝2ax 推知，图线斜率为12a ，所以垃圾下滑的加速度大小为a ＝2m/s 2，A 正确；由v 02＝2ax 知，当垃圾的初速度为4m/s 时，x ＝4m ，所以垃圾刚好滑到斜坡最低点，B 正确；当垃圾的初速度为5m/s 时，垃圾减速到零所用时间为t 0＝v0a＝2.5s ，根据x ＝v 0t －12at 2，代入数据解得t ＝1s 或t ＝4s ＞t 0（舍去），C 正确，D 错误.9.[2024辽宁鞍山统考阶段练习]图（a ）为北京冬奥会冰壶比赛中的一个画面.比赛中，为了使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.假设某运动员以初速度v 0沿冰面将冰壶推出，冰壶做直线运动直到停止的过程中，其v －t 图像如图（b ）所示，则下列判定正确的是（ B ）A.在0～t 1和t 2～t 3时间内，运动员用毛刷擦冰面B.如果提早擦冰面而保持擦冰面时间不变，冰壶运动的位移会增大，但总的运行时间不变C.如果提早擦冰面而保持擦冰面时间不变，冰壶运动的位移不变，但总的运行时间会减少D.在0～t 3时间内，冰壶的平均速度为12（v 0＋v 1＋v 2） 解析根据v －t 图像的斜率表示加速度可知0～t 1和t 2～t 3时间内加速度比t 1～t 2时间内加速度大，说明运动员在t 1～t 2时间内用毛刷擦冰面，A 错误；设没擦冰面时冰壶运动的总时间为t'，加速度为a 1，擦冰面时冰壶运动的总时间为t ″，加速度为a 2，则有a 1t'＋a 2t ″＝v 0，如果提早擦冰面而保持擦冰面时间t ″不变，则没擦冰面时冰壶运动的总时间t'也不变，故冰壶滑行的总时间不变.根据v －t 图像与横轴围成的面积表示位移，可知若提早擦冰面而保持擦冰面时间不变，冰壶滑行的总位移变大，如图所示，B 正确，C 错误；在0～t 3时间内，冰壶的平均速度大小为v ＝xt ＝12（v 0＋v 1）t 1＋12（v 2＋v 1)(t 2－t 1）＋12v 2（t 3－t 2）t 3＝v 0t 1＋v 1t 2－v 2t 1＋v 2t 32t 3，D 错误.10.[2024辽宁六校联考]图像法是研究各物理量之间关系时常用的一种数学物理方法.如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像，x 、v 、a 、t 分别表示物体的位移、速度、加速度和时间.下列说法中正确的是（ C ）A.根据甲图可求出物体的加速度大小为1m/s 2B.根据乙图可求出物体的加速度大小为10m/s 2C.根据丙图可求出物体的加速度大小为4m/s 2D.根据丁图可求出物体在前2s 内的速度变化量大小为6m/s解析 根据公式x ＝12at 2，结合题图甲解得12a ＝2－02－0m/s 2＝1m/s 2，即加速度大小为a ＝2m/s 2，选项A 错误；根据公式v 2＝2ax ，结合题图乙解得2a ＝101m/s 2＝10m/s 2，即加速度大小为a ＝5m/s 2，选项B 错误；根据公式x ＝v 0t －12at 2有xt＝－12at ＋v 0，结合题图丙解得－12a＝－42m/s 2，即加速度大小为a ＝4m/s 2，选项C 正确；a －t 图线与坐标轴围成的面积等于速度变化量，所以有Δv ＝12×3×2m/s ＝3m/s ，选项D 错误.11.[y －x 图像]甲、乙两小分队进行军事演习，指挥部通过现代通信设备，在屏幕上观察到两小分队的具体行军路线如图所示，两小分队同时由O 点出发，最后同时到达A 点，下列说法正确的是（ B ）A.小分队平均速度v 甲＞v 乙B.小分队平均速率v 甲＞v 乙C.y －x 图像表示的是速率—时间图像D.y －x 图像表示的是位移—时间图像解析 由于两小分队同时由O 点出发，最后同时到达A 点，位移、时间均相同，根据v ＝x t可知，两队平均速度相同，故A 错误；由题图可知，甲小分队路程大于乙小分队路程，时间相同，根据v ＝st 可知，甲小分队的平均速率大于乙小分队的平均速率，故B 正确；y －x 图像表示的是两小分队在平面中的位置坐标，故C 、D 错误.12.[信息类问题/2024河北高三校联考]根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”.如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行.t ＝0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0～50s 内潜艇竖直方向的v －t 图像如图乙所示（设竖直向下为正方向）.不计海水的粘滞阻力，则（ B ）A.潜艇在t ＝20s 时下沉到最低点B.潜艇竖直向下的最大位移为75mC.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为5：2D.潜艇在0～20s 内处于超重状态解析 在0～50s 内潜艇先向下加速后向下减速，则在t ＝50s 时潜艇向下到达最大深度，故A 错误；由题图乙可知潜艇竖直向下的最大位移为h ＝12×3×50m ＝75m ，故B 正确；潜艇在“掉深”时向下加速，在自救时向下减速，则由题图乙可知在“掉深”时的加速度大小为a ＝320m/s 2＝0.15m/s 2，在自救时的加速度大小为a '＝330m/s 2＝0.1m/s 2，所以加速度大小之比为aa '＝32，故C 错误；潜艇在0～20s 内向下加速，加速度向下，处于失重状态，故D 错误.。
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选择题专练卷(三)直线运动的图像
一、单项选择题
1．(2014·上海闵行期末)一物体从地面竖直向上抛出，在运动中受到的空气阻力大小不变，下列关于物体运动的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是()
图1
2．(2014·江苏无锡期末)一质点做直线运动的v -t关系图像如图2，则该质点的x -t关系图像可大致表示为下图中的()
图2
图3
图4
3．(2014·广东省实验中学质检)甲、乙两物体做直线运动的v-t图像如图4所示，由图可知()
A．乙物体的加速度为1 m/s2
B．4 s内两物体的位移相等
C．4 s末甲物体在乙物体前面
D．条件不足，无法判断两物体何时相遇
4．(2014·山西四校联考)如图5所示是某质点做直线运动的v-t图像，由图可知这个质点的运动情况是()
图5
A．前5 s做匀速运动
B．5～15 s内做匀加速运动，加速度为1 m/s2
C．15～20 s内做匀减速运动，加速度为3.2 m/s2
D．质点15 s末离出发点最远，20 s末回到出发点
5．(2014·银川模拟)甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的x -t图像如图6所示，则下列说法正确的是()
图6
A．t1时刻乙车从后面追上甲车
B．t1时刻两车相距最远
C．t1时刻两车的速度刚好相等
D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
6．(2014·江苏模拟)一个质点沿x轴做匀加速直线运动。
其位移－时间图像如图7所示，则下列说法正确的是()
图7
A．该质点的加速度大小为2 m/s2
B．该质点在t＝1 s时的速度大小为2 m/s
C．该质点在t＝0到t＝2 s时间内的位移大小为6 m
D．该质点在t＝0时速度为零
7．(2014·太湖期末)a、b两物体从同一点沿同一方向做直线运动，v -t图像如图8所示，
下列说法正确的是()
图8
A．当t＝5 s时，a、b两物体第一次相遇
B．当t＝10 s时，a、b两物体间距最大
C．当t＝15 s时，b物体在a物体的前面
D．当t＝20 s时，a、b两物体第二次相遇
8．(2014·皖南八校联考)一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)。
设抛出时t＝0，得到物体上升高度随时间变化的h -t图像如图9所示，则该行星表面重力加速度大小与物体被抛出时的初速度大小分别为()
图9
A．8 m/s2,20 m/s B．10 m/s2,25 m/s
C．8 m/s2,25 m/s D．10 m/s2,20 m/s
9．(2014·安徽示范高中联考)2021年6月9日晚，受沿线焚烧秸秆产生烟雾的影响，宁洛高速公路安徽省蒙城段发生多起多辆车辆追尾事故。
假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0＝30 m/s，距离s0＝100 m。
t＝0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图10(a)、(b)所示，取运动方向为正方向，下面说法错误的是()
图10
A．t＝6 s时两车等速
B．t＝6 s时两车距离最近
C．0～6 s内两车位移之差为90 m
D．两车在0～9 s内会相撞
10．如图11所示是做直线运动某物体的位移时间图像，根据图中数据可以求出P点的
瞬时速度。
下面四个选项中哪一项更接近P点瞬时速度的真实值()
图11
A．2 m/s B．2.2 m/s
C．2.21 m/s D．2.211 m/s
二、多项选择题
11．(2014·武汉名校调研)某高速列车沿直线运动的v-t图像如图12所示，则该列车()
图12
A．0～30 s时间内的位移小于9×102 m
B．30 s时刻的速度等于30 m/s
C．0～60 s时间内做匀加速运动
D．90～120 s时间内做匀速运动
12．(2014·汕头期末)如图13所示，实线记录了一次实验中得到的运动小车的v -t图像，为了简化计算，用虚线作近似处理，下列表述正确的是()
图13
A．小车做曲线运动
B．小车先做加速运动，再匀速运动，最后做减速运动
C．在t1时刻虚线反映的加速度比实际小
D．在0～t1的时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的小
13．(2014·唐山模拟)一个质量为0.3 kg的物体沿水平面做直线运动，如图14所示，图
线a表示物体受水平拉力时的v -t图像，图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v -t图像，g＝10 m/s2，下列说法中正确的是()
图14
A．撤去拉力后物体还能滑行7.5 m
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.1
C．水平拉力的大小为0.1 N，方向与摩擦力方向相同
D．水平拉力对物体做功为－1.2 J
14．某物理兴趣小组用加速度传感器探究一质量为m的物体从静止开始做直线运动的情况，得到加速度随时间变化的关系如图15所示，则由图像可知()
图15
A．物体先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动
B．物体在t＝14 s时速度为4.2 m/s
C．物体在10～14 s内的平均速度为3.8 m/s
D．物体在t＝2 s与t＝8 s时所受合外力大小相等，方向相反
15．(2012·山东高考)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v -t图像如图16所示。
以下判断正确的是()
图16
A．前3 s内货物处于超重状态
B．最后2 s内货物只受重力作用
C．前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同
D．第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒
16．(2014·淮安模拟)一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图17甲)，某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的
图像如图乙所示，已知重力加速度为g ，根据上述信息，下列说法正确的是( )
图17
A ．铝球下沉的速度越来越大
B ．开始释放时，铝球加速度a 0＝g
C ．铝球下沉过程所受到油的阻力f ＝ma 0v
v 0
D ．铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力和浮力所做功
答 案
1．选C 从地面竖直向上抛出，在运动中受到的空气阻力大小不变，物体运动的速度v 随时间t 变化的图像中，可能正确的是C 。
2．选B 由v -t 图像可知，质点速度先均匀减小后反向均匀增大，又因x -t 图像的斜率大小表示质点的速度大小，可知该质点的x -t 图像可大致表示为B 图。
3．选D 对乙物体，a ＝Δv
Δt ＝1.33 m/s 2,4 s 内两物体的位移为x 甲＝v 甲t ＝4×4 m ＝16 m ，
x 乙＝12at 2＝1
2×1.33×42 m ＝10.64 m ，x 甲≠x 乙，选项A 、B 错误；由于不知道初始时刻甲、
乙的位置关系，故无法判断4 s 末甲、乙的相对位置及两物体何时相遇，选项C 错误，选项D 正确。
4．选A 前5 s 质点做速度是8 m/s 的匀速运动，A 正确；5～15 s 内做匀加速运动，加速度为a 1＝Δv Δt ＝16－815－5 m/s 2＝0.8 m/s 2，B 错误；15～20 s 内做匀减速运动，加速度为a 2
＝Δv Δt ＝0－1620－15 m/s 2＝－3.2 m/s 2，C 错误；质点在0～20 s 内一直沿着正方向运动，20 s 末质点离出发点最远，D 错误。
5．选A t 1时刻前x 甲>x 乙，t 1时刻x 甲＝x 乙，即乙车从后面追上甲，故A 正确B 错误；在x -t 图像中斜率表示速度，由题图知，在t 1时刻，v 乙>v 甲，故C 错误；0～t 1时间内两车位移相等，由v ＝x
t
知v 甲＝v 乙，故D 错误。
6．选D 质点做匀加速直线运动，设t ＝0时质点的速度为v 0，加速度为a ，由图像知。