内容正文:
考点03 运动图像 追击与相遇问题
1. 3年真题考点分布
题型
选择题
高考考点
1. 图像和图像变形问题(x-t、v-t、a-t、v2-x)
2. 刹车问题;
3. 追击相遇问题
新高考
2023
湖北卷7题、江苏卷1题、甲卷14、甲卷16题、乙卷14题
2022
河北卷1题、甲卷15题
2021
海南卷10题、湖北卷2题、辽宁卷3题、广东卷8题、
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计11次,主要考查:
1. 图像判断物体间的追击和相遇问题;
2. 汽车的刹车问题;
3. 斜面的追击相遇问题
【备考策略】理解图像斜率、截距、交点、拐点等的物理意义,学会图像问题的分析方法;掌握汽车刹车问题,理解追击相遇问题中的时间、速度和位移间的关系,并将此类解题的方法运用到以后学习的板块问题和传送带问题中去。
【命题预测】汽车刹车问题、追击相遇问题一般都会和图像问题结合在一起,以考察匀变速直线运动规律和牛顿第二定律为主。本节内容要求考生熟练掌握图像问题,理解斜率、截距、拐点、交点等表达的物理意义,结合生活实际理解追及和相遇问题。理解追击问题中的速度、时间和位移的关系,多利用图像进行分析处理。
考法1 运动图像问题
一、位移时间图像(x-t)
1. 位移一时间图象反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律,图象不是物体运动的轨迹;
2. 位移一时间图象只能描述物体做直线运动的情况,这是因为位移一时间图象只能表示物体动的两个方向:t轴上方代表正方向,t轴下方代表负方向;如果物体做曲线运动,则画不出位移一时间图象;
3. 位移一时间图线上每一点切线的斜率表示物体该时刻的速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向
二、速度时间图象(v-t)
1. 速度一时间图象反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律,它也只能描述物体做直线运动的情况;
2. 速度一时间图线上每一点的斜率表示物体在该时刻的加速度.斜率的绝对值表示加速度大小,斜率为正表示加速度为正,反之为负;
3. 速度一时间图线与t轴所围面积表示这段时间内物体的位移。所围区域在时间轴上方(v轴正向一侧)表示位移为正,所围区域在时间轴下方(v轴负向一侧)表示位移为负.
三、加速度时间图象(a-t)
1. 加速度一时间图象描述加速度随时间的变化规律,若加速度不变,物体做匀变速直线运动;
2. 在加速度一时间图象中,图线和坐标轴所围的面积表示在这段时间内速度的变化;
四:小结:方法归纳
1. 认真审题,根据题中所需求解的物理量,结合相应的物理规律确定所需的横、纵坐标表示的物理量;
2. 根据题意,找出两物理量的制约关系,结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象;
3. 由所作图象结合题意,运用函数图象进行表达、分析和推理,从而找出相应的变化规律,再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量.
【典例1】(2023·湖北·华中师大一附中校联考模拟预测)一小汽车以速度在平直轨道上正常行驶,要通过前方一隧道,需提前减速,以速度匀速通过隧道后,立即加速到原来的速度,小汽车的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.加速阶段与减速阶段的加速度大小之比为1:2
B.加速阶段与减速阶段的位移大小之比为2:1
C.加速阶段与匀速阶段的位移大小之比为1:2
D.小汽车从开始减速直至再恢复到的过程中通过的路程为
【典例2】(2023·广东深圳·深圳中学校考三模)根据机动车的运动情况,绘制如图图像,已知一质量为1000kg的机动车在水平路面沿直线减速行驶,规定初速度v0的方向为正方向。请判定以下说法合理的是( )
A.机动车的初速度
B.机动车的加速度大小为2m/s2
C.机动车在前3s的位移是12m
D.机动车前3s的动量变化量为
【典例3】(2023·云南·模拟预测)一物体做匀加速直线运动,其中间位移的速度为v,如图所示为图象,则该物体的初速度和加速度a分别为( )
A. B.
C. D.
【典例4】(2023·广东·统考三模)WorkingModel是一款仿直软件。可以记录物体的运动过程并描绘出运动图像。如图是该软件导出的图像,t为时刻。为0~t时间内物体运动的位移。已知t0时刻前图像为直线,t0时刻后图像为反比例曲线。该图像模拟某物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直至静止的滑动情景,取重力加速度为10m/s2.下列说法正确的有( )
A.物块在4s后某一时刻静止
B.0时刻,物块的速度大小为20m/s
C.物块运动的位移大小为60m
D.物块与水平面间的动摩擦因数为
图像问题分析方法
1. x-t 图像
(1)斜率:表示物体在该时刻速度的大小,正负表示方向;