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2023年新教材新高考广东卷选择题第1题
运动学、振动、波动图像
高考对于这部分知识点主要以直线运动的情景或者振动和波动的情景进行命题,体现物理知识在现实生活当中的应用。主要考查的知识点有:①x−t图像;②v−t图像;③a-t图像;④振动图像;⑤波动图像;⑥振动图像和波动图像综合等。常见题型为选择题。
注意:近几年广东的高考题主要考点是:运动学主要考试内容为v−t图像, a-t图像,x−t图像。振动和波主要考试内容为振动图像和波动图像联合一起考。2023年备考建议是图像内容要牢记并运用到解题当中。追及和相遇问题要引起注意。掌握振动图像和波动图像综合分析。
必备知识点1:运动学图像
1、运动学图像
图像类型
图像包含的知识
图例
x−t图像
物理意义:反映物体做直线运动的速度随时间变化的规律。
匀速直线运动的图像是一条与横轴平行的直线,匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线; 图线上某点切线斜率的大小(正负)表示物体在该时刻的加速度大小(方向)。
纵轴截距表示t=0时刻的初始位置,横轴截距表示位置坐标为零的时刻。
v−t图像
物理意义:反映物体做直线运动的速度随时间变化的规律。
匀速直线运动的图像是一条与横轴平行的直线,匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线; 图线上某点切线斜率的大小(正负)表示物体在该时刻的加速度大小(方向)。
图像与时间轴围成的面积表示物体在该段时间内运动的位移。若此面积在时间轴的上方(下方),则表示这段时间内的位移方向为正(为负)。
纵轴截距表示初速度,横轴截距表示速度为零的时刻。
a-t图像
物理意义:反映物体做直线运动的加速度随时间变化的规律。
包围面积的意义:图像和时间轴所围面积表示该段时间内速度的变化量。
还有几种非常规图像:-t图像,v2-x图像。
-t图像的斜率为a。v2-x图像斜率为2a。
图像解题的方法:确认横坐标、纵坐标对应的物理量;观察图像的走势,获取斜率、截距、面积、交点、转折点等信息,分析物体的运动情况。
2、追及和相遇
追及分析思路:①根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,并注意两物体运动时间之间的关系;通过对运动过程的分析,画出简单的图示,找出两物体的运动位移间的关系式。追及的主要条件是两个物体在追上时位置坐标相同;②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;③速度大者减速追赶速度小者,在两物体速度相等时有最小距离,等等。利用这些临界条件常能简化解题过程;④求解此类问题的方法,除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外,还有利用二次函数求极值,及应用图象法和相对运动知识求解。
相遇分析思路:①列出两物体运动的位移方程,注意两个物体运动时间之间的关系;②利用两物体相遇时必处在同一位置,寻找两物体位移间的关系;③寻找问题中隐含的临界条件;④与追及中的解题方法相同。
抓住一个条件、两个关系:一个临界条件:速度相等。速度相等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;两个等量关系:时间关系和位移关系,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。
两者初始距离已知时可由v-t图线与横轴包围的面积判断相距最远、最近及相遇等情况.用x-t图像求解时,如果两物体的位移图像相交,则说明两物体相遇。
图像法分析追及和相遇问题如下表所示:
类型
图像
说明
匀加速追匀速
①t= t 0以前,后面物体与前面物体间距离增大
②t = t 0时,两物体相距最远为x0+Δx
③t = t 0以后,后面物体与前面物体间距离减小
④能追及且只能相遇一次
匀速追匀减速
匀加速追
匀减速
匀减速追
匀速
开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度。相等时,即t = t 0时刻:
①若Δx=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件
②若Δx<x0,则不能追及,此时两物体最小距离为x0−Δx
③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇
匀速追匀
加速
匀减速追
匀加速
必备知识点2: 振动和波的图像问题
1、两种图像的比较
图像类型
振动图像
波的图像
研究对象
一个质点
波传播方向上的所有质点
研究内容
某质点位移随时间的变化规律
某时刻所有质点在空间分布的规律
图示
横坐标
表示时间
表示各质点的平衡位置
物理意义
某质点在各时刻的位移
某时刻各质点的位移
振动方向的判断
(看下一时刻的位移)
(同侧法)
Δt后的图形
随时间推移,图像延