2024年高考物理一轮复习（新人教版） 第1章 专题强化1　运动图像问题.docx

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1、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(xt 图像、vt 图像)的理解xt图像vt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at图像的理解(1)图线表示物体做加速度逐渐增大的直线运动，图线表示物体做加速度逐渐减小的直线运动，图线表示物体做匀变速直线运动(2)由vat可知图像中图线与横轴所围面积表示速度变化量1xt图像表

2、示物体运动的轨迹()2xt图像中的图线过t轴表明速度方向一定发生变化()3vt图像上两图线的交点表示两物体此时相遇()4vt图像中图线的斜率表示物体的加速度，xt图像中图线的斜率表示物体的速度()5xt、vt和at图像都只能描述直线运动()1无论xt图像、vt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2xt图像中两图线的交点表示两物体相遇，vt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xy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

3、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(xt)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03 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xt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03 s内，舰载机通过的位移为x36 m036 m，平均速度为 m/s12 m/s，B错误；在22.55 s内的平均速度为 m/s20 m/s，根据22.55 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

4、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02 s内的平均速度为 m/s7.5 m/s,02 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vt图像，下列说法正确的是()ABC段表示质点通过的位移大小为34 mB在1822 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x4

5、 m34 m，选项A正确；在1822 s时间内，质点的位移为x m() m0，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020 s时间内，速度均为正值，质点沿正方向运动，在2022 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vt和st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vt图像，由图可知，甲的速度一直大于

6、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vt图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，vt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st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st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at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02 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

7、时物体的位移最大C在23 s的时间内，物体速度的变化量为1 m/sD在04 s的时间内，物体的位移为0答案C解析在01 s的时间内，加速度不变，物体做匀加速运动，在12 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；at图像中图线与横轴所围的面积表示速度的变化量，在23 s的时间内，速度变化量为v1(2) m/s1 m/s，C正确；在04 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

8、、截距、面积的含义1函数法解决t图像由xv0tat2可得v0at，截距b为初速度v0，图像的斜率k为a，如图甲所示2函数法解决v2x图像由v2v022ax可知v2v022ax，截距b为v02，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图像公式依据：xv0tat2v0a斜率意义：初速度v0纵截距意义：加速度一半ax图像公式依据：v2v022axax面积意义：速度平方变化量的一半x图像公式依据：t面积意义：运动时间t例5(2023广东省模拟)一物体从t0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t图像如图所示，则下列说法正确的是()At0时，物体

9、的初速度大小为3 m/sB物体的加速度大小为3 m/s2C02 s内物体的位移为6 mD3 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xv0tat2，变形得到atv0，结合图像可知v06 m/s，a6 m/s2，故A、B错误；根据公式xv0tat2可知，在02 s内物体的位移为x162 m(6)22 m0，故C错误；根据公式xv0tat2可知，在03 s内物体的位移为x263 m(6)32 m9 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

10、s后开始刹车如图所示为发现施工提示后的速度平方v2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()A44 m B41.5 m C40 m D37.5 m答案B解析由题图可知，减速之前汽车的位移为x14 m，根据匀变速直线运动的速度位移公式可得v2v022ax，由图像解得a5 m/s2，当速度为5 m/s时，汽车的位移为x237.5 m，故汽车的位移为xx1x241.5 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

11、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“ax”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 m/sD此车制动时间为 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v2v022ax，汽车做非匀变速运动，运用“微元法”，可知“ax”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0v022(6)12 (m2/s2)，可得汽车制动时的速度大小为v06

12、 m/s，故B错误，C正确；刹车过程中最大加速度为6 m/s2，如果一直以最大加速度刹车，所用的时间为t s，实际加速度是逐渐增大的，所以刹车制动时间一定大于 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xt图像斜率的物理意义是速度，在0t1时间内，xt图像斜率增大，汽车的速度增大；在t1t2时间内，xt图像斜率不变，汽车的速度不变；

13、在t2t3时间内，xt图像的斜率减小，汽车做减速运动，综上所述可知A中vt图像可能正确，故选A.例9一静止在光滑水平面的物体从t0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09 s内的vt图像；(2)求t0到t32 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vt图像，如图所示(2)由vt图像可知03 s内位移大小为x132 m3 m030 s内位移大小为10x130 m3032 s内位移大小为x222 m2 m故032 s内物体位移大小为x10x1x232 m.课时精练1.A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的xt图像如图所

14、示，下列说法正确的是()A4 s时A物体运动方向发生改变B06 s内B物体的速度逐渐减小C05 s内两物体的平均速度大小相等D06 s内某时刻两物体的速度大小相等答案D解析xt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，06 s内B物体的速度逐渐增大，故B错误；由题图可知，05 s内A物体的位移大于B物体的位移，由公式可知，A物体的平均速度大于B物体的平均速度，故C错误；06 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

15、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t2时刻运动到最高点B在0t2时间内的加速度先减小后增大C在0t2时间内的平均速度大小为D在t2t3时间内的平均速度大小为答案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vt图像可读出0t1时间内向上做匀减速直线运动，t1t2时间内向下做匀加速直线运动，t2t3时间内向下做加速度减小的变减速直线运动，故应在t1时刻运动到最高点，故A错误；vt图像的斜率表示加速度，在0t2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0t2时间内做匀变速直

16、线运动，平均速度等于初、末速度的一半，则大小为，故C正确；在t2t3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，则有变减v2Cvt图像中，0t3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；xt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t1时刻v1v2，选项B正确；vt图像中0t3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；t2时刻2开始反向运动，t4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

17、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t3 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Bt3 s时，乙的位置坐标为15.5 mCt10 s时，两质点相遇D乙经过原点的速度大小为4 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，t3 s时，甲、乙图线的斜率相等，所以t3 s时乙的速度是3 m/s，乙的加速度a m/s21 m/s2,03 s内乙的位移x3 m4.5 m，所以t3 s时，乙的位置坐标为20 m4.5 m15.5 m，故B正确；t10 s时，质点甲的位移x甲30 m，质点乙的位移x乙at250 m，因x乙 D.vx，可知，故选C.