内容正文:
第2课 运动的图像 追及、相遇问题
普查与练习2 运动的图像 追及、相遇问题
1.运动图像的理解与应用
a.读v-t图像,结合运动学规律解决问题
(1)(多选)(2025汇编题,4分)跳伞运动员从高空悬停的直升机内跳下,沿竖直方向运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.10 s末运动员的速度方向改变
B.15 s末运动员落地,之后处于静止状态
C.运动员在0~10 s内的平均速度大于20 m/s
D.10~15 s内运动员做加速度逐渐增大的减速运动
E.运动员在0~10 s内下落的高度大于在10~15 s内下落的高度
F.运动员在12 s末的加速度方向与速度方向相同
(1)答案:CE
解析:v-t图线的切线斜率表示加速度,由题图可知,0~10 s内运动员做加速度逐渐减小的加速运动,10~15 s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动,15 s末运动员开始做匀速运动,故B项、D项均错误。整个过程速度始终为正,方向没有发生改变,故A项错误。v-t图线与t轴所围的面积表示运动员的位移,0~10 s内若运动员做匀加速直线运动,则平均速度为== m/s=20 m/s,由题图可知,0~10 s内运动员的位移大于其做匀加速直线运动的位移,故运动员的平均速度大于20 m/s,故C项正确。由题图可知,0~10 s内图线与t轴围成的面积大于10~15 s内图线与t轴围成的面积,因此0~10 s内下落的高度大于10~15 s内下落的高度,故E项正确。由图可知,12 s末图线切线斜率为负,加速度方向竖直向上,而速度方向竖直向下,与加速度方向相反,故F项错误。
(2)(2022河北真题,4分)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小
D.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
(2)答案:D
解析:根据v-t图像的斜率表示加速度,由题图可知0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度比训练前的小,故A项错误。根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移,由题图可知0~t2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B项错误。t2~t3时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C项错误。根据v-t图像可直接判断,t3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动;训练后速度增加,做加速运动,故D项正确。
b.读x-t图像,结合运动学规律解决问题
(3)(多选)(2025汇编题,4分)甲、乙两车在同一条平直公路上同向运动,已知甲在t=0时由静止开始做匀加速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙车做匀速直线运动
B.在t1时刻两车速度相等
C.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
E.在t1到t2时间内,乙车的平均速度大于甲车的平均速度
F.若甲车在t2之后的某一时刻开始改为以当前速度做匀速直线运动,则此后甲、乙两车间的距离保持不变
G.若乙车的运动状态不变,甲车从起步开始做匀加速直线运动的加速度变小,则t1和t2的数值都将变大
(3)答案:AD
解析:由题图可知,乙车的位置—时间图线为一条过原点的直线,表示做匀速直线运动,故A项正确。位置—时间图像的图线交点表示两者相遇,由题图可知,两车在t1和t2时刻相遇。在t1时刻,两图线在该点切线的斜率不同,则两车速度不相等,故B项错误。从0到t1时间内,甲车走过的路程小于x1,乙车走过的路程等于x1,所以两车走过的路程不相等,故C项错误。在t1到t2时间内的某时刻,甲图线在某点切线的斜率与乙图线的斜率相等,即此时刻两车速度相等,故D项正确。在t1到t2时间内,两车的平均速度大小均为=,故E项错误。在t2之后,甲图线的斜率始终大于乙图线,即甲车速度始终大于乙车,两车间的距离不断增大,故F项错误。若甲车的加速度变小,在位置—时间图像中对应的抛物线变得更加平缓,t1变小,t2变大,故G项错误。
c.读其他运动图像,结合运动学规律解决问题
(4)(多选)(2023湖北真题,4分)t=0时刻,质点P从原点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是( )
A.t=2t0时,P回到原点
B.t=2t0时,P的运动速度最小
C.t=t0时,P到原点的距离最远
D.t=t0时,P的运动速度与t=t0时相同
(4)答案:B