2020年高考物理素養(yǎng)提升專題01 x-t圖像、v-t圖像在運(yùn)動學(xué)中的應(yīng)用(解析版)

1、素養(yǎng)提升微突破01x-t圖像、v-t圖像在運(yùn)動學(xué)中的應(yīng)用7/7運(yùn)動圖像運(yùn)動觀念是物理學(xué)科中物理觀念的其中一大核心觀念，而利用運(yùn)動圖像分析運(yùn)動問題，是高考對運(yùn)動觀念的重要要求。運(yùn)動圖像所蘊(yùn)含的信息非常豐富，在反映物理量的關(guān)系和物體運(yùn)動特征上更加直觀方便。能從運(yùn)動圖像上提取關(guān)鍵的信息，甚至畫出某一運(yùn)動過程的相關(guān)運(yùn)動圖像，在求解相關(guān)物理問題時，都能起到事半功倍的作用?！?018全國卷II】甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動，其速度時間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時刻并排行駛。A. 兩車在t1時刻也并排行駛B. 在t1時刻甲車在后，乙車在前C. 甲車的加速度大小先增大后減小D.

2、 乙車的加速度大小先減小后增大【答案】BD【解析】由題圖知，“t2時間內(nèi)，v甲”乙,t2時刻兩車相遇，則“時刻甲車在乙車的后面，故A錯誤，B正確；由圖像的斜率知，甲、乙兩車的加速度大小均先減小后增大，故C錯誤，D正確?！舅仞B(yǎng)解讀】本題考查速度-時間圖像的應(yīng)用，意在考查考生利用速度-時間圖像分析問題的能力，體現(xiàn)了高考對運(yùn)動觀念的要求。三類運(yùn)動學(xué)圖像的理解一、位移-時間（x-t）圖像（1）位移-時間圖像反映了做直線運(yùn)動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律，圖像并非物體運(yùn)動的軌跡。（2）位移-時間圖像只能描述物體做直線運(yùn)動的情況，這是因為位移-時間圖像只能表示物體運(yùn)動的兩個方向：t軸上方代表正方向，t軸下方

3、代表負(fù)方向；如果物體做曲線運(yùn)動，則畫不出位移時間圖像。（3）位移-時間圖線上每一點的斜率表示物體在該時刻的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負(fù)表示速度的方向?！镜淅?【2019湖北八校聯(lián)考（多選）如圖所示為A、B兩質(zhì)點在同一直線上運(yùn)動的位移-時間圖像。A質(zhì)點的圖像為直線，B質(zhì)點的圖像為過原點的拋物線，兩圖像交點C、D的坐標(biāo)如圖。下列說法正確的是A. A、B相遇兩次B. t2時間段內(nèi)B的平均速度與A的速度相等C. A、B速度相等的時刻一定在“t2時間段內(nèi)的中間時刻x+xD. A在B前面且離B最遠(yuǎn)時，B的位置坐標(biāo)為22【答案】ABC【解析】x-t圖像交點表示A、B同一時刻到達(dá)同一位置，即相遇

4、，故選項A正確；由題圖可知，t2時間段內(nèi)，A做勻速運(yùn)動，A、B的位置變化相同，則B的平均速度與A的速度相等，B的x-t圖像為過原點的拋物線，所以B做勻加速運(yùn)動，B在“t2時間段內(nèi)的平均速度等于其中間時刻的瞬時速度，故選項B、C正確；當(dāng)A、B速度相等時，A在B前面且離B最遠(yuǎn)，即tt2時間段內(nèi)的中間時刻，此時Ax+xx+x的位置坐標(biāo)為12，B的位置坐標(biāo)小于12，故選項D錯誤。22二、速度-時間（v-t）圖像（1）速度-時間圖像反映了做直線運(yùn)動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律，它也只能描述物體做直線運(yùn)動的情況。（2）速度-時間圖線上每一點的斜率表示物體該時刻的加速度。斜率的大小表示加速度的大小，斜率為正

5、表示加速度沿規(guī)定的正方向，但物體不一定做加速運(yùn)動，斜率為負(fù)則加速度沿負(fù)方向，物體不一定做減速運(yùn)動。（3）速度-時間圖線與t軸所圍面積表示這段時間內(nèi)物體的位移。t軸上方的面積表示位移沿正方向，t軸下方的面積表示位移沿負(fù)方向，如果上方與下方的面積大小相等，說明物體恰好回到出發(fā)點?！镜淅?【2019湖北重點中學(xué)聯(lián)考】一質(zhì)點由靜止開始做直線運(yùn)動的v-t關(guān)系圖像如圖所示，則該質(zhì)點的x-t關(guān)系圖像可大致表示為選項圖中的【解析】根據(jù)x-t圖像中圖線的斜率表示速度可知，該質(zhì)點的x-t關(guān)系圖像可大致表示為B圖。三、位置坐標(biāo)（x,y）圖像表示物體位置的坐標(biāo)圖，圖線表示物體的實際運(yùn)動軌跡，在坐標(biāo)圖上能表示出物體運(yùn)動

6、的位移，以及某點速度的方向（切線），但無法確定速度的大小，圖線的斜率也沒有意義?！镜淅?】（多選）如圖為甲、乙、丙三個軍事小分隊進(jìn)行軍事行動的位置坐標(biāo)圖像，下列說法正確的是A. 甲、丙兩個分隊的運(yùn)動路線為曲線，乙分隊的運(yùn)動路線為直線B. 甲、乙、丙三個分隊的位移大小相等C. 甲、乙、丙三個分隊的平均速度大小相等D. 甲、乙、丙三個分隊運(yùn)動的路程相等【答案】AB【解析】位置坐標(biāo)圖像顯示的是物體的運(yùn)動軌跡，從題圖可以看出甲、丙兩個分隊運(yùn)動路線為曲線，乙分隊的運(yùn)動路線為直線，A正確；三個分隊的初、末位置相同，位移大小相等，但運(yùn)動路程不同，B正確，D錯誤；因不知道三個分隊運(yùn)動時間的大小關(guān)系，故無法比較

7、三個分隊平均速度的大小關(guān)系，C錯誤?！疽族e提醒】消除對運(yùn)動學(xué)圖像的“誤會”(1) 無論x-t圖像、v-t圖像是直線還是曲線，所描述的運(yùn)動都是直線運(yùn)動，圖像的形狀反映了x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系，而不是物體運(yùn)動的軌跡。(2) x-t圖像中兩圖線的交點表示兩物體相遇，v-t圖像中兩圖線的交點表示該時刻兩物體的速度相等，并非相遇。(3) 位置坐標(biāo)(x、y)圖像則能描述曲線運(yùn)動，圖線交點表示物體均經(jīng)過該位置，但不一定相遇，因為不知道時間關(guān)系。四、應(yīng)用圖像解決追及、相遇問題追及相遇問題是運(yùn)動學(xué)中較為綜合且有實際意義的一類問題，它往往涉及兩個及兩個以上物體的運(yùn)動過程，每個物體的運(yùn)動規(guī)律又不盡相同?！镜淅?(

8、多選)甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動的x-t圖像如圖所示，以甲的出發(fā)點為原點，出發(fā)時刻為計時起點。則從圖像可以看出A. t2t3這段時間內(nèi)甲的平均速度大于乙的平均速度B. 乙比甲先出發(fā)C. 甲開始運(yùn)動時，乙在甲前面x0處D. 甲在中途停了一會兒，最終也沒追上乙【答案】AC_x【解析】在t2t3這段時間內(nèi)，甲的位移大于乙的位移，由v，可知甲的平均速度大于乙的平均速度，3tA項正確；由題圖知，乙和甲同時出發(fā)，且乙在甲前面x0處，B項錯誤，C項正確；在t3時刻，甲追上了乙，D項錯誤。1【2019上海奉賢區(qū)模擬】一物體運(yùn)動的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖像可知A. 4s內(nèi)物體在做曲線運(yùn)動B. 4s

9、內(nèi)物體的速度一直在減小C. 物體的加速度在2.5s時方向改變D. 4s內(nèi)物體速度的變化量的大小為8m/s2【2019廣西重點高中模擬】甲、乙兩車同時從同一地點沿著平直的公路前進(jìn)，它們運(yùn)動的v-t圖像如圖所示，下列說法正確的是A. 兩車在t=40s時再次并排行駛B. 甲車減速過程的加速度大小為0.5m/s2C. 兩車再次并排行駛之前，t=30s時兩車相距最遠(yuǎn)D. 兩車之間的距離先變大，再減小，最后不變3【2019南昌模擬】一輛汽車做直線運(yùn)動，其v2-x圖像如圖所示。關(guān)于汽車的運(yùn)動，下列說法錯誤的是A. 汽車的初速度為4m/sB. 汽車的加速度大小為0.5m/s2C. 汽車在第4s末的速度為2m/

10、sD. 汽車前10s內(nèi)的位移為15m4【2019武漢模擬】一物體由靜止開始沿直線運(yùn)動，其加速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。取物體開始運(yùn)動的方向為正方向，則選項圖中關(guān)于物體運(yùn)動的v-t圖像正確的是'S2)012上心|S:!反映的是位移隨時間的査化規(guī)律-H-f圖象I.斜率表不速席忙懾象気斜運(yùn)動圖象廠反映的是速度隨時間的謝城律圏繪與時間軸圍成的面按表示位移牛：等.是不追及相遇問題牛_上*兩者距嵐最大或最小的臨界條件兩個關(guān)系：時間關(guān)系和位移關(guān)慕構(gòu)建方程參考答案與解析1.Dv-t圖像只能描述直線運(yùn)動，A錯誤；由題圖知，4s內(nèi)物體的速度先減小后反向增大，B錯誤；2.5s時，物體速度改變方向，v-t圖

11、線斜率的正負(fù)不變，加速度方向不變，C錯誤；4s內(nèi)速度變化量大小為Av=8m/s，D正確。2.Bt=40s時，甲車的位移為20+5：2x30m+5x10m=425m，乙車的位移為x=10x40m=400m，甲車乙在乙車前面，選項A錯誤；甲車做減速運(yùn)動的加速度大小為205a=30m/s2=0.5m/s2，選項B正確兩車對應(yīng)圖線與時間軸所圍面積之差變化特點知，兩車距離先變大，再減小，最后又變大，選項D錯誤;兩車再次并排行駛之前，兩車速度相等時相距最遠(yuǎn)，兩車速度相等時vat'=v，解得#=20s，則在0乙兩車再次并排行駛之前，t=20s時，兩車相距最遠(yuǎn)，選項C錯誤。3.D由題圖可知，初始時速度的平方為16m2/s2，則汽車的初速度v0=4m/s，A項正確；v2與x的關(guān)系式為v242=x，與公式v2v02=2ax對比，可知汽車做勻減速直線運(yùn)動，加速度a=0.5m/s2，B項正,0v確；由v=v0+at，可得汽車在第4s末的速度為v4=4m/s0.5x4m/s=2m/s，C項正確；因0=8s，04a則知第8s末汽車停止，汽車前10s內(nèi)的位移x=0二=16m，D項錯誤。a4.C根據(jù)題圖圖像可得，01s