第三节 运动图像问题-2023年高考物理一轮系统复习学思用

第三节 运动图像问题 【要点归纳】 一、速度—时间(v－t)图象 (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运动的加速度的大小． ②图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向(下一节学习)． (3)图象与坐标轴围成的“面积”的意义 ①图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小． 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． 二、从v－t图象看加速度 1．v－t图象不但反映了物体的运动速度随时间变化的规律，通过v－t图象，还能够知道物体的加速度． 2．如图所示，若质点运动的v－t图象是一条倾斜的直线，求此质点的加速度的方法是：在图象上取任意两点E、F，找出时刻t1、t2及对应的速度v1、v2如图所示，求出Δt＝t2－t1，Δv＝v2－v1．则加速度a＝．．由此可见，图线的斜率表示加速度． 三、由v－t图象确定物体的运动性质及加速度 1．v－t图象的斜率大小表示加速度大小 如图所示的v－t图象中，图线的倾斜程度(斜率)k＝＝a表示物体的加速度．斜率越大，加速度越大；斜率越小，加速度越小；斜率为零，加速度为零，即速度保持不变． 2．斜率的正负表示加速度的方向 斜率为正，表示加速度的方向与速度方向相同；斜率为负，表示加速度的方向与速度方向相反． 3．由v－t图象判断速度的变化 通过v－t图象可直观判断速度与加速度的正、负无关．如图所示，在整个运动时间内物体的加速度a>0． (1)在0～t0时间内，v<0，a>0，物体做减速运动； (2)在t>t0时间内，v>0，a>0，物体做加速运动． 四、x－t图象 1．位移—时间图象(x－t图象)在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，如图所示，根据给出(或测定)的数据，作出几个点的坐标，用平滑的直线将几个点连起来，则这条直线就表示了物体的运动特点．这种图象就叫做位移—时间图象，简称位移图象．如图所示为自行车从初始位置开始，每经过5 s的位移都是30 m的x－t图象． 2．根据x－t图象分析物体的运动 (1)由x－t图象可以确定物体各个时刻所对应的位移或物体发生一段位移所需要的时间． (2)若物体做匀速直线运动，则x－t图象是一条倾斜的直线，如图A、B所示．直线的斜率表示物体的速度，斜率的正负表示物体的运动方向． (3)若x－t图象为平行于时间轴的直线，表明物体处于静止状态，如图C所示． (4)若物体做变速直线运动，x－t图象为曲线，如图所示，斜率逐渐增大，表明物体运动得越来越快． 五、非常规图象 1．a－t图像：由可知图像与横轴所围面积表示速度变化量，如图甲所示。 2．－t图像：由可得，图像的斜率为，如图乙所示。 3．图像：由可知，图像的斜率为。 【夯实基础练】 1．(2022·广东省高三(下)一模)如图，一名小朋友用力沿着箭头方向将推拉门的一扇门从贴近右门框的地方拉到图示位置后放手，这扇门与左右门框各撞击一次后，又几乎回到了图示位置。则从小朋友拉门开始到最终门停止，这扇门运动的v−t图像符合实际的是(　　) A． B． C． D． 【解析】 小朋友用力沿着箭头方向将推拉门的一扇门时，门开始加速一段时间，拉力消失后，门减速,与左门框撞击一次后，原速率反弹，速度反向，向右减速运动，碰到右门框后，原速率反弹，速度反向，门向左减速并停下，符合该运动情景的v−t图像的是A项。故选A。 【答案】 A 2．(2022·福建省龙岩市高三(下)一模)蹦床运动员朱雪莹在东京奥运会夺冠一跳如图所示。某段过程中，她从某高度由静止下落，与网接触后，竖直向上弹离，不计空气阻力，运动员从离开网到运动至最高点，以下图像可能正确的是(　　) A．B．C． D． 【解析】 运动员从离开网到运动至最高点的过程中，做加速度为g，方向向下的匀减速运动，则x-t图像为曲线，根据v=v0-gt，可知，v-t图像为倾斜的直线，根据，可知v-x图像为曲线，因加速度a=g不变，则a-x图像为平行x轴的直线，则选项ACD错误，B正确。故选B。 【答案】 B 3．(2022•四川省南充高级中学高三(上)第一次月考)甲、乙、丙同学参加百米赛跑，位于同一起跑线，当裁判员发令枪打响时，甲、乙两人立即起跑，丙延迟起跑，最终比赛结果如下：甲第一、丙第二、乙第三。若甲、乙、丙三人的运动均视为匀速直线运动，则能够大致反映他们三人运动情况的位移—时间图像是( ) A． B． C． D． 【解析】 BD．纵轴截距表示的初始位置，选项BD图像表示丙在起点前面启动，BD