内容正文:
2024年广东卷选择题1
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。
常考考点
真题举例
竖直上抛运动的v−t图像
2023·广东·高考真题
平抛运动中v−t图像和a−t图像的规律问题
2022·广东·高考真题
x−t图像和利用v−t图像解决变速运动的问题
2021·广东·高考真题
机械波中质点振动的特点
2022·广东·高考真题
简谐运动图像对应的表达式
2021·广东·高考真题
考点1:运动学图像
1、运动学常规图像
图像类型
图像的物理意义
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倾斜的斜线(斜率保持不变);匀变速直线运动的图像是一条关于时间的二次曲线。
图线上某点切线斜率的大小(正负)表示物体在该时刻的速度大小(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。
2、非常规图像
图像类型
图像的物理意义
图例
-t图像
由x=v0t+at2可得=v0+at,由此知-t图像的斜率为a,纵轴截距为v0。
v2-x图像
由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,故v2-x图像斜率为2a,纵轴截距为v02。
由v2-v=2ax得x=v2-v,故x-v2图像斜率为1/2a,纵轴截距为v02。
x-t2图像
由x=at2,可知图线的斜率表示a。
-图像
由匀变速直线运动规律有x=v0t+at2,变形得=+a,可知-图像斜率表示v0,纵轴截距表示a。
v-x图像
图线的斜率k= ,分子和分母同时除以Δt ,可得k= ,如果图线是一条倾斜的直线则斜率不变,利用k= 结合速度的变化可以分析出加速度变化。
3、图像题解题思路
从图像中获取有用信息作为解题的条件,弄清试题中图像所反映的物理过程及规律,从中获取有效信息,一般需要关注的特征量有三个:
关注横、纵坐标(确认横、纵坐标对应的物理量和单位;注意横、纵坐标是否从零刻度开始;坐标轴的间隔);
理解斜率、面积、截距的物理意义(图线的斜率:通常能够体现某个物理量的大小、方向及变化情况;面积:由图线、横轴,有时还要用到纵轴及图线上的一个点或两个点到横轴的垂线段,所围图形的面积,一般都能表示某个物理量,如v-t图象中的面积表示位移;截距:图线在纵轴上以及横轴上的截距);
分析交点、转折点、渐近线(交点:往往是解决问题的切入点;转折点:满足不同的函数关系式,对解题起关键作用;渐近线:往往可以利用渐近线求出该物理量的极值或确定它的变化趋势)。
解题常用的两种方法:
①函数斜率面积法:先由运动学规律推导出两个物理量间的函数表达式,再根据函数表达式的斜率、截距的意义求出相应的问题,特别是解决对于不太熟悉的图像等要注意这种转化。
②函数数据代入法:先由运动学规律推导出两个物理量间的函数表达式,再把图像中的特殊数据代入函数表达式进行计算。
解题的关键:明确图像的含义,将物体的运动图像转化为物体的运动模型。
图像问题的注意点:
x-t图像、v-t图像都不是物体运动的轨迹,图像中各点的坐标值x、v与t一一对应。
x-t图像、v-t图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。
无论是x-t图像还是v-t图像,所描述的运动情况都是直线运动。
4、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