专题 位移-时间,速度-时间的图像 专题精讲 -2024-2025学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
2024-07-29
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2份
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67页
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特供
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.84 MB |
| 发布时间 | 2024-07-29 |
| 更新时间 | 2024-07-29 |
| 作者 | tsubasa |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46567251.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
必修1一二章X-t与V-t图像专题突破
学习目标:
1.熟练掌握位移-时间,速度-时间图像意义。
2.熟练运用图像解决各行程问题。
基础精析:
位移-时间图像
1.位置-时间图像:反映物体在任意时刻的位置的图像.在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置-时间图像.
位移
大小
初、末位置的纵坐标差的绝对值
方向
未位置与初位置的纵坐标差的正负值,正值表示位移沿正方向,负值表示位移沿负方向。
运动开始位置
图线起点纵坐标
运动开始时刻
图线起点横坐标
两图线交点的含义
表示两物体在同一位置(相遇)
2. 位移-时间图像(x-t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像.将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置-时间图像就成为位移-时间图像.
3. 两点提醒
(1)位移-时间图像不能体现出物体做曲线运动。(不管是位移-时间的图像,还是初中阶段的路程-时间的图像,都不能反映出物体做曲线运动)。在做题中,即使图像中是曲线图像,也反映出物体做直线运动,是由它的速度改变导致的。
(2)当位移-时间的图像为与时间轴平行的直线时,反映出物体处于静止状态。
速度-时间图像
1.速度-时间(v-t)图像的意义:v-t图形描述的是物体速度随着时间的变化规律;能够直观地展示速度的大小以及速度变化快慢的规律。
2.速度-时间(v-t)图像该如何看:速度-时间图象表示做直线运动的物体的瞬时速度随时间变化的关系。横坐标表示从计时开始的各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的瞬时速度,速度—时间图象上各点的坐标(t,v)表示t时刻物体的瞬时速度是v。
因速度是矢量,故速度—时间图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方速度为正值代表物体沿“正方向”运动,t轴下方速度为负值代表物体沿“负方向”运动,所以“速度—时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况。
如图所示,我们规定小车向左运动为正,那么在速度—时间图象上速度为正就表示小车向左运动,速度为负表示小车向右运动。如图所示0到t1时间内速度为正表示小车向左运动,t1到t2时间内速度为负表示小车向右运动。
图一 图二
小tip:速度-时间图象没有时间t的“负轴”,因为时间没有负值,画图时要注意这一点。
从速度-时间图象可以直接看出任一时刻物体的瞬时速度,所以就可以知道物体在做加速运动还是减速运动。如图2所示,0到t1时间内速度为正且逐渐减小表示小车向左做减速运动,t1到t2时间内速度为负且逐渐增大表示小车向右做加速运动。注意速度的正负表示方向,比较大小时只看速度的绝对值。图象与纵坐标的交点表示开始计时时物体的速度,与横坐标的交点表示这—时刻物体速度为零。
4. 重点凝集速记:v-t图像时间轴往上为正向运动,即速度都>0,反之时间轴往下为反向运动,即速度都<0,如果图像是一条上升的或下降的直线,则代表物体作匀变速直线运动,反之是曲线则为变速直线运动,所以不管直线还是曲线,都不能反应物体作曲线运动。
至于加速还是减速运动,则要看加速度和速度的方向,上升的直线则代表加速度a>0且恒定,那么上升的曲线则代表a>0但不恒定,具体变大变小还得看倾斜程度,下降的直线代表加速度a<0且恒定,那么下降的曲线则代表a<0但不恒定,同样的具体变大变小还得看倾斜程度,重点来了,如果加速度和速度方向同向则代表物体做加速直线运动,如果加速度和速度方向反向则代表物体做减速直线运动,注意不管是同向还是反向都是做直线运动,那同学们如果加速度和速度不共线物体做什么运动呢?(曲线运动)
如果物体的速度为零呢,不管图像在时间轴往上且a>0还是图像在时间轴往下且a<0(ps都恒定),则都能反映出物体做匀速直线运动,只不过一个是正向一个是反向的匀变速直线运动罢了。
位移-时间与速度-时间的对比
题型呈现:
题型一:位移和时间图像分析:
例题1:如图所示是物体沿直线运动的位置—时间图像,则在0~4s内物体通过的路程s和位移Δx分别为( )
A.s=2m,Δx=2m B.s=4m,Δx=10m
C.s=10m,Δx=-2m D.s>10m,Δx=-2m
举一反三
变式1.如图所示为电动玩具小车在平直路面上行驶的位移-时间图像,图线在0~4s的时间内和4~8s的时间内均为抛物线的一部分。已知时刻,曲线与横轴相切,下列判断正确的是( )
A.0~4s的时间内,小车的加速度大小为
B.4~8s的时间内,小车的加速度大小为
C.时,小车的速度大小为1m/s
D.在4~6s的时间内,小车的位移大小为4m
变式2.一辆汽车在平直的公路上行驶,刹车后汽车做匀变速直线运动,位移随时间的变化规律如图所示,已知t = 8s时,虚线交点处的切线与t轴平行,则下列说法正确的是( )
A.刹车加速度大小为3m/s2 B.汽车开始刹车的速度大小为16m/s
C.t = 4s内汽车的位移大小为24m D.t = 4s时汽车的瞬时速度大小为6m/s
变式3.图示为甲、乙两质点的运动图像,由图可知( )
A.在2s~3s内,乙做匀减速运动
B.在第2s末,甲的运动方向发生改变
C.在0~2s内,甲运动的加速度大小为6m/s²
D.甲在2s~3s和3s~4s内的加速度相同
变式4.如图所示为某物体的x-t图像,下列说法正确的是( )
A.在第1s内物体的速度变大
B.从第2s至第3s内物体的位移是3m
C.4s内通过的路程是4m,位移是-2m
D.4s内物体的运动方向不变
变式5.A、B两物体在同一坐标系中运动的图像如图所示,则下列关于物体运动的说法正确的是( )
A.两物体在前内位移相同
B.A物体在0时刻至第末,运动方向改变2次
C.A物体在时间内位移为
D.过程中两物体的平均速度不相同
变式6.一物体运动的位移一时间图像如图所示,则不正确的是( )
A.0.5s时物体的速度为6m/s
B.第3s末物体的速度为m/s
C.第3s内物体的平均速度为2m/s
D.4s内物体的平均速度为2.5m/s
变式7.甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,甲、乙两车运动的图像如图所示,其中甲车运动的图线为过原点的直线,乙车运动图线为部分抛物线,抛物线与t轴相切于10s处,关于甲乙两车的运动,下列说法正确的是( )
A.甲车的速度大小为2m/s
B.时刻乙车的速度大小为16m/s
C.时刻甲、乙两车间的距离为40m
D.两车相遇时甲乙两车的速度大小均为4m/s
变式8.在科技活动中,某活动小组操控电动小车在水平路面上运动中的某段位移—时间图像如图所示,图像是一条抛物线,下列说法正确的是( )
A.小车做曲线运动 B.小车的速度先增加后减小
C.小车的速度先减小后增加 D.小车的加速度先减小后增加
题型二:速度和时间图像分析:
例题1:某物体做直线运动的图像如图所示。关于物体在前8s内的运动,下列说法正确的是( )
A.物体在第4s末改变速度方向
B.0~4s内的平均速度大于4~6s内的平均速度
C.前4s内的加速度为1
D.0~8s内的位移为16m
举一反三
变式1.某质点做直线运动的v-t图像如图所示,0~4s内的图线为直线,7s末图线的切线平行于时间轴。关于质点在0~8s内的运动,下列说法正确的是( )
A.6s末和8s末质点的运动方向相反 B.7s末质点受到的合力最大
C.质点在0~4s内的加速度大小为1.25m/s2 D.质点在0~4s内的位移大小为14m
变式2.甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.4 s末,甲、乙两车相遇
B.在0~8s内,甲、乙两车的加速度相同
C.甲车在0~4s内的位移等于乙车在4~8s内的位移
D.在0~6s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
变式3.一物体做直线运动的v-t图象如图所示,以下分析正确的是( )
A.0~4s内的平均速度为1.5m/s B.4~6s内的加速度为3m/s2
C.0~8s内位移为15m D.5~6s内速度和加速度方向相同
变式4.快递小哥用遥控飞行器向高楼层某住户送邮包,从地面开始竖直向上飞行,飞行器的图像如图所示,则飞行器( )
A.上升的最大高度为20m
B.从起飞到住户用时4s
C.0~4s与4s~16s的位移大小之比为1∶3
D.0~4s与4s~16s的加速度大小之比为4∶1
变式5.一辆行驶的汽车,突然前方道路上出现了障碍物,驾驶员刹车过程中,下面反映该汽车运动情况的图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
变式6.甲,乙两同学在同一平直公路上骑行,时刻乙在甲前方处,时间内两人的图像如图所示。关于这段时间内两人的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人运动方向相反 B.时刻甲一定在乙的前方
C.甲、乙两人在时刻相距最近 D.甲做匀减速直线运动,乙做变加速曲线运动
变式7.某直线运动的图像如图所示,其中为直线,为曲线,为直线,则以下说法正确的是( )
A.的平均速度为 B.做匀减速直线运动
C.的加速度比的大 D.的位移比的小
变式8.质点做直线运动的图像如图所示,则( )
A.第末速度反向
B.第内质点的加速度大小为
C.第内速度方向与加速度方向相同
D.在内质点的位移为
变式9.如图所示为甲、乙两物体沿同一直线,同时开始运动的图像。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两物体均做匀速直线运动
B.在时刻甲乙速度大小相等
C.甲、乙两物体运动过程中加速度均增大
D.甲、乙两物体运动过程中加速度均不变,甲的加速度大
变式10.一小车在平直的公路上运动的位移时间图像如图所示,则在下列四幅小车的速度时间图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
题型三:位移与时间、速度与时间解决行程问题分析:
例题1:甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.8 s末,甲、乙两车相遇
B.甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移
C.4 s末,甲车的加速度小于乙车的加速度
D.在0~8s内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
举一反三
变式1.甲、乙两车在平直公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻,甲车在乙车前20m处,它们的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲车启动的加速度大于乙车启动的加速度
B.甲车启动15s时,乙车落后甲车的距离最小
C.乙车启动时,甲在乙车前方50m
D.t=25s时,甲车在乙车前方20m处
变式2.如图所示,甲、乙两个图像分别表示四个物体沿同一直线的运动情况,、为直线,、为曲线,末,、物体图线的斜率分别与、物体图线的斜率相同,下列说法正确的是( )
A.末,、两物体的速度相等,、两物体的加速度相等
B.、在末相遇,、也在末相遇
C.、两物体在内的平均速度相等
D.四个物体的运动方向一直都相同
变式3.A、B两质点从同一地点沿同一方向做直线运动,运动速度v随时间t的变化规律如图所示。已知时刻两质点相遇,则相遇时质点A的速度大小为( )
A. B. C. D.
变式4.如图所示为无人驾驶汽车A、B在同一场地同时测试时获得的速度v随时间t变化的部分图像,其中汽车A的图线为直线。关于汽车A、B在该路段的测试,下列说法正确的是( )
A.汽车A做直线运动,汽车B做曲线运动
B.时间内,汽车A的速度一直小于汽车B的速度
C.若汽车A、B在时刻相遇,则在时刻一定不相遇
D.时间内,汽车A的加速度一直小于汽车B的加速度
变式5.a、b两质点同时、同地沿同一直线运动,其v-t图像分别如图中a、b所示,t0时刻a、b两质点速度均为v0,在0~t0时间内,下列说法正确的是( )
A.a、b两质点不存在加速度相同的时刻
B.t0时刻两质点相遇
C.质点a一直做匀加速直线运动
D.质点b的平均速度大于
变式6.在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其图像分别如图中直线a和曲线b所示,已知b曲线是抛物线的一部分,且直线a和曲线b相切于点(6s,32m)。下列说法正确的是( )
A.在6s时刻两车相遇,但速度不相同
B.在时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C.甲车做匀速直线运动,乙车做变加速直线运动
D.6s时,乙车速度为4m/s
变式7.甲、乙两辆汽车从同一起跑线上同时启动,在t=0到t=t1时间内,它们的速度随时间变化的图象如图所示.则下列说法正确的是( )
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.t1时刻,甲、乙两车相遇
C.t1时刻,乙车的加速度大于甲车的加速度
D.0到t1时间内,乙车的平均速度大于甲车的平均速度
变式8.在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移x随时间t的变化规律分别如图中直线a和曲线b所示,直线a和曲线b相切于A点。在时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲车一直做匀加速运动 B.乙车一直做匀减速运动
C.乙车在时刻的速率等于甲车速率 D.甲车的速度始终大于乙车的速度
一.选择题
1.现有一辆小汽车以的速度匀速驶向路口,当行驶至车头距路口斑马线处时,司机发现有人正沿前方斑马线横穿马路,司机经过时间做出反应,随后开始刹车刚好在斑马线处停下,全过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. B.小车刹车时的加速度为
C.汽车内的平均速度为 D.汽车停车前最后发生的位移是
2.在一次消防演习中,消防员从高的地方通过缓降器由静止开始下落,其下落过程的图像如图所示,落地瞬间速度恰好减为零。消防员的质量为60kg,加速和减速过程的加速度大小相等,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.0~2s内,消防员处于超重状态 B.消防员匀速下落的位移大小为10m
C.全程缓降器对消防员所做的功为1.5×10⁴J D.消防员整个下降过程所用的时间为4.5s
3.一个无人机运动的图像如图所示,关于无人机的运动,下列说法正确的是( )
A.无人机做曲线运动 B.无人机做匀变速直线运动
C.无人机做加速度逐渐增大的加速直线运动 D.无人机做加速度逐渐减小的加速直线运动
4.随着国产CT技术不断取得突破,国内医院不再依赖国外仪器,很大程度解决了老百姓看病难问题。假设检测时CT床的v-t图像如图所示,加速和减速阶段的加速度大小相等, 全程的位移为1.6m, 时间为1.2s, 最大速度v=2m/s。则CT床运动时的加速度大小为( )
A.5m/s2 B.4m/s2 C.3m/s2 D.2m/s2
5.甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置与时间关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,甲车走过的路程大
D.从t1到t2时间内,两车平均速度相等
6.甲、乙两小车沿同一直线运动,其位移时间图像分别如图所示,其中甲的图像是一条抛物线,与轴相切于处。已知时,两车的速率相等。下列说法正确的是( )
A.时刻甲、乙两车的距离为25m B.时刻甲车的速度大小为4m/s
C.甲车的加速度大小为 D.切点坐标为
二、多选题
1.一辆汽车在平直的公路上行驶,刹车后汽车做匀变速直线运动,位移随时间的变化规律如图所示。已知t=8s时,虚线交点处的切线与t轴平行,则下列说法正确的是( )
A.刹车加速度大小为1.5m/s2
B.汽车开始刹车的速度大小为16m/s
C.t=4s内汽车的位移大小为36m
D.t=4s时汽车的瞬时速度大小为8m/s
2.图示是某质点做直线运动的速度-时间图像,由图像可知( )
A.质点在0~4s内的平均速度为1.5m/s
B.质点在4s~8s内的位移大小为4m
C.质点在1s末与6s的运动方向相反
D.质点在1s末的加速度大于6s末的加速度
3.如图所示为一质点运动的位移随时间变化的规律,图线是一条抛物线,方程为。下列说法正确的是( )
A.质点做匀变速直线运动,8s内的最大位移是80m
B.质点的初速度是20m/s
C.质点的加速度大小是10m/s2
D.t=4s时,质点的速度最大
4.a、b两辆汽车沿同一平直公路做直线运动,时刻位于同一位置,它们的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两车均做匀速直线运动 B.时,两车的速度相同
C.时,两车相遇 D.在内,b车的加速度小于a车的加速度
5.a、b两车在同一平直公路上行驶,a做匀速直线运动,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.b车运动方向始终不变
B.a、b两车相遇两次
C.t1到t2时间内,a车的平均速度小于b车的平均速度
D.t1时刻,a车的速度小于b车的速度
6.如图所示,a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一平直公路上的v-t图像,a、b曲线交点的连线与时间轴平行,且a、b曲线关于它们两交点的连线对称。已知在时刻两车相遇,下列说法正确的是( )
A.在这段时间内,两车的位移大小不相等
B.在这段时间内,两车的位移大小相等,因此时刻两车也相遇
C.在时刻,A车与B车速度相同
D.在时刻,A车与B车加速度相同
7.A、B两个物体做直线运动的图像如图所示,其中A的图像为一条倾斜直线,下列说法正确的是( )
A.出发时A在B的前方
B.、时刻A、B均相遇
C.时刻A、B的速度方向相同
D.时间内A的平均速度小于B的平均速度
8.某质点在东西方向上做直线运动,其位移图像如图所示(规定向东为正方向)。根据图像,下列说法正确的是( )
A.内物体匀速运动的速度为
B.内物体通过的路程为
C.末物体的位移为
D.第末至第末质点匀速运动的速度为
9.一物体从静止开始做匀加速直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当物体速度的平方为时,位移大小为0.5m
B.物体的加速度大小为7m/s2
C.0~2s内物体的位移大小为7m
D.第2s末物体的速度大小为3.5m/s
10.甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于t=10s处,则下列说法正确的是( )
A.甲车的初速度为4m/s B.乙车的初位置在x0=60m处
C.乙车的加速度大小为1.6m/s2 D.t=5s时两车相遇,此时甲车速度较大
11.甲、乙两质点在同一条直线上运动,质点甲做匀变速直线运动,质点乙做匀速直线运动,其中图线甲在15 s处与时间轴相切,图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是( )
A.t=5 s时乙车的速度为2 m/s,甲车的速率为2 m/s
B.t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25 m
C.t=0时刻甲车的速度大小为3m/s
D.甲车的加速度大小为0.1 m/s2
12.甲、乙两小车沿同一直线运动,其位移—时间图像分别如图所示,其中甲的图像是一条抛物线,与轴相切于处。已知时,两车的速率相等。下列说法正确的是( )
A.时刻甲车的速度为 B.时刻乙车的速度大小为
C.切点坐标为 D.时刻甲、乙两车的距离为
三、填空题
13.如下图所示为某物体的x﹣t图象,在第1s内物体的速度是 ,从第2s至第3s内物体的速度是 ,4s内通过的路程是 ,位移是 .
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必修1一二章X-t与V-t图像专题突破
学习目标:
1.熟练掌握位移-时间,速度-时间图像意义。
2.熟练运用图像解决各行程问题。
基础精析:
位移-时间图像
1.位置-时间图像:反映物体在任意时刻的位置的图像.在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置-时间图像.
位移
大小
初、末位置的纵坐标差的绝对值
方向
未位置与初位置的纵坐标差的正负值,正值表示位移沿正方向,负值表示位移沿负方向。
运动开始位置
图线起点纵坐标
运动开始时刻
图线起点横坐标
两图线交点的含义
表示两物体在同一位置(相遇)
2. 位移-时间图像(x-t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像.将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置-时间图像就成为位移-时间图像.
3. 两点提醒
(1)位移-时间图像不能体现出物体做曲线运动。(不管是位移-时间的图像,还是初中阶段的路程-时间的图像,都不能反映出物体做曲线运动)。在做题中,即使图像中是曲线图像,也反映出物体做直线运动,是由它的速度改变导致的。
(2)当位移-时间的图像为与时间轴平行的直线时,反映出物体处于静止状态。
速度-时间图像
1.速度-时间(v-t)图像的意义:v-t图形描述的是物体速度随着时间的变化规律;能够直观地展示速度的大小以及速度变化快慢的规律。
2.速度-时间(v-t)图像该如何看:速度-时间图象表示做直线运动的物体的瞬时速度随时间变化的关系。横坐标表示从计时开始的各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的瞬时速度,速度—时间图象上各点的坐标(t,v)表示t时刻物体的瞬时速度是v。
因速度是矢量,故速度—时间图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方速度为正值代表物体沿“正方向”运动,t轴下方速度为负值代表物体沿“负方向”运动,所以“速度—时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况。
如图所示,我们规定小车向左运动为正,那么在速度—时间图象上速度为正就表示小车向左运动,速度为负表示小车向右运动。如图所示0到t1时间内速度为正表示小车向左运动,t1到t2时间内速度为负表示小车向右运动。
图一 图二
小tip:速度-时间图象没有时间t的“负轴”,因为时间没有负值,画图时要注意这一点。
从速度-时间图象可以直接看出任一时刻物体的瞬时速度,所以就可以知道物体在做加速运动还是减速运动。如图2所示,0到t1时间内速度为正且逐渐减小表示小车向左做减速运动,t1到t2时间内速度为负且逐渐增大表示小车向右做加速运动。注意速度的正负表示方向,比较大小时只看速度的绝对值。图象与纵坐标的交点表示开始计时时物体的速度,与横坐标的交点表示这—时刻物体速度为零。
4. 重点凝集速记:v-t图像时间轴往上为正向运动,即速度都>0,反之时间轴往下为反向运动,即速度都<0,如果图像是一条上升的或下降的直线,则代表物体作匀变速直线运动,反之是曲线则为变速直线运动,所以不管直线还是曲线,都不能反应物体作曲线运动。
至于加速还是减速运动,则要看加速度和速度的方向,上升的直线则代表加速度a>0且恒定,那么上升的曲线则代表a>0但不恒定,具体变大变小还得看倾斜程度,下降的直线代表加速度a<0且恒定,那么下降的曲线则代表a<0但不恒定,同样的具体变大变小还得看倾斜程度,重点来了,如果加速度和速度方向同向则代表物体做加速直线运动,如果加速度和速度方向反向则代表物体做减速直线运动,注意不管是同向还是反向都是做直线运动,那同学们如果加速度和速度不共线物体做什么运动呢?(曲线运动)
如果物体的速度为零呢,不管图像在时间轴往上且a>0还是图像在时间轴往下且a<0(ps都恒定),则都能反映出物体做匀速直线运动,只不过一个是正向一个是反向的匀变速直线运动罢了。
位移-时间与速度-时间的对比
题型呈现:
题型一:位移和时间图像分析:
例题1:如图所示是物体沿直线运动的位置—时间图像,则在0~4s内物体通过的路程s和位移Δx分别为( )
A.s=2m,Δx=2m B.s=4m,Δx=10m
C.s=10m,Δx=-2m D.s>10m,Δx=-2m
【答案】C
【详解】根据位移-时间图象切线的斜率表示速度,可知0~2s物体沿正方向运动,通过的位移大小为
2~4s内物体沿负方向运动,通过的位移大小为
所以在0~4s内物体通过的路程s为
因为位移—时间图像是物体在沿某一方向的运动距离,则物体在0~4s运动的位移就是图像上4s时所处的位置减去0s时所在的位置,所以物体在0~4s内物体通过的位移
故选C。
举一反三
变式1.如图所示为电动玩具小车在平直路面上行驶的位移-时间图像,图线在0~4s的时间内和4~8s的时间内均为抛物线的一部分。已知时刻,曲线与横轴相切,下列判断正确的是( )
A.0~4s的时间内,小车的加速度大小为
B.4~8s的时间内,小车的加速度大小为
C.时,小车的速度大小为1m/s
D.在4~6s的时间内,小车的位移大小为4m
【答案】B
【分析】考查目标本题考查了匀变速直线运动的规律,考查考生的推理能力和科学思维。
【详解】AB.时刻,曲线与横轴相切,可知时刻的初速度,由题图像可知,的时间内,小车的位移大小为,由运动学公式
解得
时小车的速度大小
的时间内,小车的位移大小为,以后,小车做匀减速直线运动,由运动学公式
解得
A错误,B正确;
C.的时间内,根据运动学公式解得时小车的速度
C错误;
D.在的时间内,小车的位移大小
D错误。
故选B。
变式2.一辆汽车在平直的公路上行驶,刹车后汽车做匀变速直线运动,位移随时间的变化规律如图所示,已知t = 8s时,虚线交点处的切线与t轴平行,则下列说法正确的是( )
A.刹车加速度大小为3m/s2 B.汽车开始刹车的速度大小为16m/s
C.t = 4s内汽车的位移大小为24m D.t = 4s时汽车的瞬时速度大小为6m/s
【答案】D
【详解】AB.时,曲线的切线与t轴平行,该时刻汽车的末速度为0,因正方向的匀减速可以看成反方向加速度不变的匀加速,根据
,
可得
,
A、B错误;
C.汽车做匀减速运动,t = 4s内汽车的位移
C错误;
D.根据中间时刻的瞬时速度等于整段的平均速度,t = 4s时汽车的瞬时速度为
t = 4s时汽车的瞬时速度大小为6m/s ,D正确。
故选D。
变式3.图示为甲、乙两质点的运动图像,由图可知( )
A.在2s~3s内,乙做匀减速运动
B.在第2s末,甲的运动方向发生改变
C.在0~2s内,甲运动的加速度大小为6m/s²
D.甲在2s~3s和3s~4s内的加速度相同
【答案】D
【详解】A.在图像中,斜率表示速度的大小,从图像上可以看出在乙向反方向做匀速运动,故A错误;
B.在图像中,斜率表示加速度的大小,速度的正负表示运动方向,所以在第3s末,甲的运动方向发生改变,故B错误;
C.在0~2s内,甲运动的加速度大小为
故C错误;
D.甲在2s~3s和3s~4s内图像的斜率相同,所以加速度也相同,故D正确。
变式4.如图所示为某物体的x-t图像,下列说法正确的是( )
A.在第1s内物体的速度变大
B.从第2s至第3s内物体的位移是3m
C.4s内通过的路程是4m,位移是-2m
D.4s内物体的运动方向不变
【答案】C
【详解】A.在第1s内物体的速度不变,速度大小等于图像的斜率,等于1m/s,A错误;
B.从第2s至第3s内物体的位移是0,物体处于静止状态,B错误;
CD.物体在4s内,先向正方向运动1m,静止2s,又向负方向运动3m,4s内通过的路程是4m,位移是-2m,C正确,D错误。
变式5.A、B两物体在同一坐标系中运动的图像如图所示,则下列关于物体运动的说法正确的是( )
A.两物体在前内位移相同
B.A物体在0时刻至第末,运动方向改变2次
C.A物体在时间内位移为
D.过程中两物体的平均速度不相同
【答案】A
【详解】AD.由图可知,两物体在前内位移都是3m,即两物体的位移相同,则平均速度也相同,故A正确、D错误;
B.由图可知,A物体在0~2s内沿着位移的正方向运动,2~4s内保持静止,4~7s内沿着位移的负方向运动,7~8s内仍沿着位移的负方向运动,说明A物体在4s末时运动方向发生了改变,即0~8s内运动方向改变了1次,故B错误;
C.由图可知,A物体在时间内位移为
故C错误。
变式6.一物体运动的位移一时间图像如图所示,则不正确的是( )
A.0.5s时物体的速度为6m/s
B.第3s末物体的速度为m/s
C.第3s内物体的平均速度为2m/s
D.4s内物体的平均速度为2.5m/s
【答案】B
【详解】A.图像的斜率等于速度,则0.5s时物体的速度为
选项A正确,不符合题意;
B.第3s末物体的速度为
m/s=2m/s
选项B错误,符合题意;
C.第3s内物体的平均速度为
选项C正确,不符合题意;
D.4s内物体的平均速度为
选项D正确,不符合题意。
变式7.甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,甲、乙两车运动的图像如图所示,其中甲车运动的图线为过原点的直线,乙车运动图线为部分抛物线,抛物线与t轴相切于10s处,关于甲乙两车的运动,下列说法正确的是( )
A.甲车的速度大小为2m/s
B.时刻乙车的速度大小为16m/s
C.时刻甲、乙两车间的距离为40m
D.两车相遇时甲乙两车的速度大小均为4m/s
【答案】B
【详解】A.根据x-t图像中图线的斜率表示速度,可知甲车的速度大小为
故A错误;
BC.依题意,乙车运动图线为部分抛物线,抛物线与t轴相切于10s处,即10s末速度为零,由逆向思维,则有
结合图像,可得
,
联立,解得
,
则时刻乙车的速度大小即为逆向思维加速10s的速度
故B正确;C错误;
D.同理,两车相遇时乙车的速度大小即为逆向思维加速5s的速度可表示为
故D错误。
变式8.在科技活动中,某活动小组操控电动小车在水平路面上运动中的某段位移—时间图像如图所示,图像是一条抛物线,下列说法正确的是( )
A.小车做曲线运动 B.小车的速度先增加后减小
C.小车的速度先减小后增加 D.小车的加速度先减小后增加
【答案】C
【详解】A.位移一时间图像只是反应物体的位置随时间变化的关系,不能反应运动轨迹,所以A错误;
D.图像是一条抛物线,说明加速度是一个定值,所以D错误;
BC.图像的斜率表示物体运动的速度,则小车的速度先减小后增加,所以B错误,C正确。
题型二:速度和时间图像分析:
例题1:某物体做直线运动的图像如图所示。关于物体在前8s内的运动,下列说法正确的是( )
A.物体在第4s末改变速度方向
B.0~4s内的平均速度大于4~6s内的平均速度
C.前4s内的加速度为1
D.0~8s内的位移为16m
【答案】C
【详解】A.由图可知,第4s末物体速度的方向依然为正,运动方向未发生变化,故A错误;
B.根据匀变速直线运动规律可得0~4s内的平均速度为
4~6s内的平均速度为
故B错误;
C.根据图像斜率等于物体的加速度可知,0~4s内的加速度为
故C正确;
D.根据图像图线与横轴的面积为位移可得0~8s内的位移为
故D错误。
举一反三
变式1.某质点做直线运动的v-t图像如图所示,0~4s内的图线为直线,7s末图线的切线平行于时间轴。关于质点在0~8s内的运动,下列说法正确的是( )
A.6s末和8s末质点的运动方向相反 B.7s末质点受到的合力最大
C.质点在0~4s内的加速度大小为1.25m/s2 D.质点在0~4s内的位移大小为14m
【答案】D
【详解】A.由图可知6s末和8s末质点的速度都是负的,故6s末和8s末质点的运动方向相同,故A错误;
B.根据v-t图像的斜率表示加速度,可知7s末质点v-t图像的切线斜率为零,故7s末质点的加速度为零,根据牛顿第二定律,可知此时质点受到的合力为零,是最小的,故B错误;
C.根据v-t图像的斜率表示加速度,可知质点在0~4s内的加速度为
即此时的加速度大小为,故C错误;
D.根据v-t图像与t轴围成的面积表示位移,可知质点在0~4s内的位移大小为
故D正确。
变式2.甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.4 s末,甲、乙两车相遇
B.在0~8s内,甲、乙两车的加速度相同
C.甲车在0~4s内的位移等于乙车在4~8s内的位移
D.在0~6s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】C
【详解】A.由于两车的初位置关系不明,无法判断4s末甲、乙两车是否相遇,故选项A错误;
B.根据“速度-时间图象的切线斜率表示加速度”可知,在0~8s内,甲、乙两车的加速度大小相等,方向相反,选项B错误;
C.根据“速度—时间图象与时间轴所围成的面积表示位移”及对称性可知,甲车在0~4s内的位移等于乙车在4~8s内的位移,故选项C正确;
D.由图象可以看出,0~6s内,甲车的位移小于乙车的位移,由知,甲车的平均速度小于乙车的平均速度,故选项D错误.
变式3.一物体做直线运动的v-t图象如图所示,以下分析正确的是( )
A.0~4s内的平均速度为1.5m/s B.4~6s内的加速度为3m/s2
C.0~8s内位移为15m D.5~6s内速度和加速度方向相同
【答案】D
【详解】A.在v-t图象中图线与横轴围成的面积表示其位移,故由图可知0~4s内的位移为
所以0~4s内的平均速度为
故A错误;
B.在v-t图象中图线斜率表示物体的加速度,故4~6s内的加速度为
故B错误;
C.在v-t图象中图线与横轴围成的面积表示其位移,故由图可知0~8s内的位移为
故C错误;
D.由图像可知在5~6s内物体沿反方向做加速运动,故速度和加速度方向相同,均为负方向,故D正确。
变式4.快递小哥用遥控飞行器向高楼层某住户送邮包,从地面开始竖直向上飞行,飞行器的图像如图所示,则飞行器( )
A.上升的最大高度为20m
B.从起飞到住户用时4s
C.0~4s与4s~16s的位移大小之比为1∶3
D.0~4s与4s~16s的加速度大小之比为4∶1
【答案】C
【详解】A.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,可得飞行器上升的最大高度为
故A错误;
B.由图可知,飞行器上升到目的地所需时间为16s,故B错误;
C.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,可得0~4s与4s~16s的位移大小之比为
故C正确;
D.根据v-t图像的斜率等于加速度,可得0~4s与4s~16s的加速度大小之比为
故D错误。
变式5.一辆行驶的汽车,突然前方道路上出现了障碍物,驾驶员刹车过程中,下面反映该汽车运动情况的图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.驾驶员刹车过程中,汽车速度逐渐减小,图像的斜率表示速度,A图图像的斜率逐渐减小,汽车速度逐渐减小,做减速运动,B图图像的斜率不变,汽车做匀速直线运动,故A符合题意,B不符合题意;
CD.C图汽车的速度逐渐增大,汽车做加速运动,D图汽车的速度恒定不变,汽车做匀速直线运动,故CD不符合题意。
变式6.甲,乙两同学在同一平直公路上骑行,时刻乙在甲前方处,时间内两人的图像如图所示。关于这段时间内两人的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人运动方向相反 B.时刻甲一定在乙的前方
C.甲、乙两人在时刻相距最近 D.甲做匀减速直线运动,乙做变加速曲线运动
【答案】B
【详解】A.甲、乙两人速度均为正值,运动方向相同,故A错误;
B.图像与t轴围成的面积代表位移
由图知,面积为
内阴影部分面积小于其面积的一半,即内阴影部分面积小于4m,可知,时间内甲图像和t轴围成的面积与乙图像和t轴围成的面积之差大于4m,即时刻甲一定在乙的前方,故B正确;
C.甲做减速运动,乙做加速运动,当两人速度相同时,距离最远,故C错误;
D.图像只表示直线运动,不表示曲线运动,故D错误。
变式7.某直线运动的图像如图所示,其中为直线,为曲线,为直线,则以下说法正确的是( )
A.的平均速度为 B.做匀减速直线运动
C.的加速度比的大 D.的位移比的小
【答案】B
【详解】A.根据图像可知,内质点做匀加速直线运动,平均速度为
故A错误;
B.根据图像可知,内质点做匀减速直线运动,故B正确;
C.根据图像的斜率绝对值表示加速度大小,由可知的加速度大小为
的加速度大小满足
可知的加速度比的小,故C错误;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移可得,的位移为
的位移满足
可知的位移比的大,故D错误。
变式8.质点做直线运动的图像如图所示,则( )
A.第末速度反向
B.第内质点的加速度大小为
C.第内速度方向与加速度方向相同
D.在内质点的位移为
【答案】D
【详解】A.第末速度方向未变,故A错误;
B.第内质点的加速度大小为
故B错误;
C.第内速度方向与加速度方向相反,故C错误;
D.在内质点的位移等于图线与坐标轴围成的面积为
故D正确。
变式9.如图所示为甲、乙两物体沿同一直线,同时开始运动的图像。下列判断正确的是( )
A.甲、乙两物体均做匀速直线运动
B.在时刻甲乙速度大小相等
C.甲、乙两物体运动过程中加速度均增大
D.甲、乙两物体运动过程中加速度均不变,甲的加速度大
【答案】B
【详解】AC.由图像知斜率代表加速度,甲、乙的倾斜程度不变,所以加速度均不变,均做匀加速直线运动,故AC错误;
D.乙图像的倾斜程度大,则乙的加速度大,故D错误;
B.在时刻两图像相交,图像交点处表示速度相等,故B正确。
变式10.一小车在平直的公路上运动的位移时间图像如图所示,则在下列四幅小车的速度时间图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】位移时间图像切线的斜率表示速度,由图可知,0~t1时间内,小车的速度减小,t1~t2,小车的速度反向增大。
题型三:位移与时间、速度与时间解决行程问题分析:
例题1:甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.8 s末,甲、乙两车相遇
B.甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移
C.4 s末,甲车的加速度小于乙车的加速度
D.在0~8s内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
【答案】B
【详解】因两车开始运动的初始位置不确定,故无法判断两车何时相遇,选项A错误;图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移,由图像可知,甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移,选项B正确;图像的切线的斜率等于加速度大小,由图像可知,4 s末,甲车的加速度大小等于乙车的加速度,选项C错误;在0~8s内,甲车的位移等于乙的位移,则甲车的平均速度等于乙车的平均速度,选项D错误;故选B.
举一反三
变式1.甲、乙两车在平直公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻,甲车在乙车前20m处,它们的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲车启动的加速度大于乙车启动的加速度
B.甲车启动15s时,乙车落后甲车的距离最小
C.乙车启动时,甲在乙车前方50m
D.t=25s时,甲车在乙车前方20m处
【答案】D
【详解】A.由图像斜率表示加速度可知,甲车启动时的加速度小于乙车启动时的加速度,故A错误;
B.乙车在后,较慢,甲车在前,较快,两车距离越来越大,在时,两车速度相等;共速后乙车速度大于甲车,甲乙两车距离逐渐减小,所以甲车启动15s时,乙车落后甲车的距离最大,故B错误;
C.时,乙车启动,在0~10s内,通过图像的面积可得甲车位移为
t=0时刻,甲车在乙车前20m处,故乙车启动时,甲在乙车前方
故C错误;
D.由图像的面积可得,0~25s内,甲车的总位移为
乙车运动的总位移为
故t=25s时,甲车在乙车前方
故D正确。
变式2.如图所示,甲、乙两个图像分别表示四个物体沿同一直线的运动情况,、为直线,、为曲线,末,、物体图线的斜率分别与、物体图线的斜率相同,下列说法正确的是( )
A.末,、两物体的速度相等,、两物体的加速度相等
B.、在末相遇,、也在末相遇
C.、两物体在内的平均速度相等
D.四个物体的运动方向一直都相同
【答案】A
【详解】A.末,、物体图线的斜率分别与、物体图线的斜率相同,甲图中图线斜率表示速度,乙图中图线斜率表示加速度,则末,、两物体的速度相等,、两物体的加速度相等,故A正确;
B.甲图为图像,、图像的交点表示相遇,乙图为图像,、图线的交点表示速度相等,则、两物体在末相遇,由于不知道、两物体的初位置关系,故不能判断、两物体在末是否相遇,故B错误;
C.图像与轴围成的面积表示位移,由图像可知,、两物体在内的位移不相等,故平均速度不相等,故C错误;
D.物体先向负方向运动再向正方向运动,、、三个物体都向正方向运动,故D错误。
变式3.A、B两质点从同一地点沿同一方向做直线运动,运动速度v随时间t的变化规律如图所示。已知时刻两质点相遇,则相遇时质点A的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设相遇时质点A的速度大小为,根据图像与横轴围成的面积表示位移,在内有
可得
变式4.如图所示为无人驾驶汽车A、B在同一场地同时测试时获得的速度v随时间t变化的部分图像,其中汽车A的图线为直线。关于汽车A、B在该路段的测试,下列说法正确的是( )
A.汽车A做直线运动,汽车B做曲线运动
B.时间内,汽车A的速度一直小于汽车B的速度
C.若汽车A、B在时刻相遇,则在时刻一定不相遇
D.时间内,汽车A的加速度一直小于汽车B的加速度
【答案】C
【详解】A.图像只能表示直线运动,汽车A、B都做直线运动,故A错误;
B.时间内,汽车A的纵轴坐标大于汽车B的纵轴坐标,即汽车A的速度大于汽车B的速度,故B错误;
C.图像与t轴围成的面积表示位移,时间内,汽车A、B行驶的位移不相等,若汽车A、B在t1时刻相遇,则在t2时刻一定不相遇,故C正确;
D.图像的斜率表示加速度,由图像可知,汽车A的加速度刚开始比汽车B的加速度大,接着相等,后来比汽车B的加速度小,故D错误。
变式5.a、b两质点同时、同地沿同一直线运动,其v-t图像分别如图中a、b所示,t0时刻a、b两质点速度均为v0,在0~t0时间内,下列说法正确的是( )
A.a、b两质点不存在加速度相同的时刻
B.t0时刻两质点相遇
C.质点a一直做匀加速直线运动
D.质点b的平均速度大于
【答案】D
【详解】A.因为v-t图像的斜率等于加速度,可知 a、b两质点的图像存在斜率相等的时刻,即存在加速度相同的时刻,选项A错误;
B.图线与t轴所围面积表示位移大小,t0时刻两质点的速度相等,此时两质点的v-t图象与t轴所围面积差最大,即相距最远;故B错误;
C.质点a先向负方向做匀减速直线运动,然后向正方向做匀加速直线运动,故C错误;
D.若质点b在0~t0时间内做匀加速运动,则平均速度等于;因图线与t轴所围面积表示位移大小,在0~t0时间内质点b的位移大于做匀加速运动时的位移,则平均速度大于,选项D正确。
变式6.在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其图像分别如图中直线a和曲线b所示,已知b曲线是抛物线的一部分,且直线a和曲线b相切于点(6s,32m)。下列说法正确的是( )
A.在6s时刻两车相遇,但速度不相同
B.在时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C.甲车做匀速直线运动,乙车做变加速直线运动
D.6s时,乙车速度为4m/s
【答案】D
【详解】A.在6s时刻,两车的位移相同,可知两车相遇;两图像的斜率相等,说明甲乙两车速度相等,故A错误;
B.根据位移等于纵坐标的变化量,可知在时间内,甲车的位移小于乙车的位移,则甲车的平均速度小于乙车的平均速度,故B错误;
C.根据图像的斜率表示速度,可知甲车的速度保持不变,做匀速直线运动;曲线b的斜率在减小,说明乙车速度减小,所以乙车做减速运动,故C错误;
D.在6s时,两车的速度相等,根据图像的斜率表示速度,可得
故D正确。
变式7.甲、乙两辆汽车从同一起跑线上同时启动,在t=0到t=t1时间内,它们的速度随时间变化的图象如图所示.则下列说法正确的是( )
A.甲做直线运动,乙做曲线运动
B.t1时刻,甲、乙两车相遇
C.t1时刻,乙车的加速度大于甲车的加速度
D.0到t1时间内,乙车的平均速度大于甲车的平均速度
【答案】C
【详解】A.在图象中反映的是物体的速度随时间的变化关系,不是物体的运动轨迹,斜率表示加速度,图象和坐标轴围成的面积表示位移,两条图像的交点表示在该时刻速度相等;该图像中的甲、乙均为直线运动,故A错误;
B.t1时刻,甲、乙两车速度相等,不是相遇,故B错误;
C.乙的斜率比甲大,乙车的加速度大于甲车的加速度,故C正确;
D.图象图线与时间轴围城的面积表示位移大小,由图可知0到t1时间内
则乙车的平均速度小于甲车的平均速度,故D错误。
变式8.在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车,其位移x随时间t的变化规律分别如图中直线a和曲线b所示,直线a和曲线b相切于A点。在时间内,关于两辆车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲车一直做匀加速运动 B.乙车一直做匀减速运动
C.乙车在时刻的速率等于甲车速率 D.甲车的速度始终大于乙车的速度
【答案】C
【详解】A.根据x-t图像的斜率表示速度,知甲车的图像是倾斜的直线,说明甲车的速度保持不变,做匀速直线运动,故A错误;
B.b图像的斜率逐渐减小,乙车速度减小,所以乙车做减速运动,但不一定是匀减速运动,故B错误;
C.时刻,直线a和曲线b刚好相切,所以甲、乙两车速度相等,故C正确;
D.乙车开始运动到,乙车的速度大于甲车的速度;以后甲车的速度大于乙车的速度,故D错误。
一.选择题
1.现有一辆小汽车以的速度匀速驶向路口,当行驶至车头距路口斑马线处时,司机发现有人正沿前方斑马线横穿马路,司机经过时间做出反应,随后开始刹车刚好在斑马线处停下,全过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. B.小车刹车时的加速度为
C.汽车内的平均速度为 D.汽车停车前最后发生的位移是
【答案】D
【详解】A.汽车的初速度为
由运动学公式有
解得
A错误;
B.根据图像可知,小车刹车时的加速度为
B错误;
C.小车内的平均速度为
C错误;
D.汽车停车前最后发生的位移是
D正确。
2.在一次消防演习中,消防员从高的地方通过缓降器由静止开始下落,其下落过程的图像如图所示,落地瞬间速度恰好减为零。消防员的质量为60kg,加速和减速过程的加速度大小相等,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.0~2s内,消防员处于超重状态 B.消防员匀速下落的位移大小为10m
C.全程缓降器对消防员所做的功为1.5×10⁴J D.消防员整个下降过程所用的时间为4.5s
【答案】D
【详解】A.内,消防员加速下降,加速度方向向下,故处于失重状态,A错误;
B.消防员加速阶段的位移大小为
因加速和减速过程的加速度大小相等,故减速阶段的位移也为,则消防员匀速下落的位移大小为
B错误;
C.整个过程,由动能定理有
解得
C错误;
D.消防员整个下降过程所用的时间为
D正确。
3.一个无人机运动的图像如图所示,关于无人机的运动,下列说法正确的是( )
A.无人机做曲线运动 B.无人机做匀变速直线运动
C.无人机做加速度逐渐增大的加速直线运动 D.无人机做加速度逐渐减小的加速直线运动
【答案】D
【详解】A.v-t图像只能描述直线运动,即无人机不是做曲线运动,选项A错误;
BCD.图线的斜率等于加速度,可知无人机加速度逐渐减小,做加速度减小的变加速直线运动,选项BC错误,D正确。
故选D。
4.随着国产CT技术不断取得突破,国内医院不再依赖国外仪器,很大程度解决了老百姓看病难问题。假设检测时CT床的v-t图像如图所示,加速和减速阶段的加速度大小相等, 全程的位移为1.6m, 时间为1.2s, 最大速度v=2m/s。则CT床运动时的加速度大小为( )
A.5m/s2 B.4m/s2 C.3m/s2 D.2m/s2
【答案】A
【详解】v-t图像面积为位移大小,由运动学公式得
解得
a=5m/s2
故选A。
5.甲乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置与时间关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,甲车走过的路程大
D.从t1到t2时间内,两车平均速度相等
【答案】D
【详解】A.在t1时刻乙车图像的斜率大速度大,A错误;
B.从0到t1时间内,两车的初始位置不相同,乙车走过的路程大,B错误;
C.从t1到t2时间内,两车的初末位置相同,两车走过的路程一样大 ,C错误;
D.从t1到t2时间内,两车的位移相同,运动时间相同,所以两车平均速度相等,D正确。
故选D。
6.甲、乙两小车沿同一直线运动,其位移时间图像分别如图所示,其中甲的图像是一条抛物线,与轴相切于处。已知时,两车的速率相等。下列说法正确的是( )
A.时刻甲、乙两车的距离为25m B.时刻甲车的速度大小为4m/s
C.甲车的加速度大小为 D.切点坐标为
【答案】C
【详解】C.由图可知时,甲的速率为
甲做匀减速直线运动,由
由图可知时间段的位移为10m,解得
故C正确;
D.由
代入数据得
故D错误;
B.由
解得
故B错误;
A.时间内,甲的位移
可得时刻甲、乙两车的距离为22.5m,故A错误。
二、多选题
1.一辆汽车在平直的公路上行驶,刹车后汽车做匀变速直线运动,位移随时间的变化规律如图所示。已知t=8s时,虚线交点处的切线与t轴平行,则下列说法正确的是( )
A.刹车加速度大小为1.5m/s2
B.汽车开始刹车的速度大小为16m/s
C.t=4s内汽车的位移大小为36m
D.t=4s时汽车的瞬时速度大小为8m/s
【答案】AC
【详解】A.将汽车的刹车过程逆向看作是反向的初速度为零、加速度大小不变的匀加速直线运动,则刹车加速度大小为
故A正确;
B.汽车开始刹车的速度大小为
故B错误;
C.t=4s内汽车的位移大小为
故C正确;
D.t=4s时汽车的瞬时速度大小为
故D错误。
故选AC。
2.图示是某质点做直线运动的速度-时间图像,由图像可知( )
A.质点在0~4s内的平均速度为1.5m/s
B.质点在4s~8s内的位移大小为4m
C.质点在1s末与6s的运动方向相反
D.质点在1s末的加速度大于6s末的加速度
【答案】ABD
【详解】A.v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以质点在0~4s内的位移为
故质点在0~4s内的平均速度为
故A正确;
B.质点在4s~8s内的位移大小为
故B正确;
C.速度的正负表示运动方向,从图中可知质点在1s末与6s的运动方向相同,故C错误;
D.v-t图像的斜率表示加速度,所以质点在1s末的加速度大于6s末的加速度,故D正确。
故选ABD。
【点睛】在速度时间图像中,需要掌握三点,一、速度的正负表示运动方向,看运动方向是否发生变化,只要考虑速度的正负是否发生变化,二、图像的斜率表示物体运动的加速度,三、图像与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方表示正方向位移,在坐标轴下方表示负方向位移。
3.如图所示为一质点运动的位移随时间变化的规律,图线是一条抛物线,方程为。下列说法正确的是( )
A.质点做匀变速直线运动,8s内的最大位移是80m
B.质点的初速度是20m/s
C.质点的加速度大小是10m/s2
D.t=4s时,质点的速度最大
【答案】AC
【详解】ABC.图像上的任意一点表示该时刻的位置坐标,在时间轴上方,位置坐标为正数,在时间轴下方,位置坐标为负数,即图像中的坐标不是正数就是负数,所有点在同一条直线上,所以位移时间图像仅描述直线运动,又由于图线是一条抛物线,方程为
把它与位移时间关系式
相比较,对应的未知数前面常数相同,可以得到初速度v0=40m/s,加速度a=−10m/s2,即物体做初速度为40m/s,加速度为−10m/s2的匀变速直线运动;由图可以看到位移的最大值为80m,故AC正确B错误;
D.由于在位移—时间图像的斜率表示该时刻的速度,所以t=4s时,质点的速度为零,故D错误。
故选AC。
4.a、b两辆汽车沿同一平直公路做直线运动,时刻位于同一位置,它们的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.两车均做匀速直线运动 B.时,两车的速度相同
C.时,两车相遇 D.在内,b车的加速度小于a车的加速度
【答案】BD
【详解】A.由速度-时间图像可知,两车的速度都随时间均匀变化,做的是匀变速直线运动,A错误;
B.由速度-时间图像可知,时,两车的速度相同,都是10m/s,方向都是正方向,B正确;
C.在时刻两车位于同一位置,由速度-时间图像与时间轴所围面积表示位移可知,在0~3s时间内,a车的位移
b车的位移
两车的位移不相等,因此在时,两车没有相遇,C错误;
D.由速度-时间图像的斜率表示加速度,可知在内,a车的加速度
b车的加速度
可知在内,b车的加速度小于a车的加速度,D正确。
故选BD。
5.a、b两车在同一平直公路上行驶,a做匀速直线运动,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.b车运动方向始终不变
B.a、b两车相遇两次
C.t1到t2时间内,a车的平均速度小于b车的平均速度
D.t1时刻,a车的速度小于b车的速度
【答案】BD
【详解】A.位移时间图象的斜率等于物体的速度,斜率的正负表示速度方向,则知,b先沿正向运动后沿负向运动。故A错误;
B.两个图象有两个交点,说明a、b两车相遇两次,故B正确;
C.物体的位移大小等于纵坐标的变化量,根据图象可知t1到t2时间内,两车通过的位移相等,时间也相等,所以平均速度大小相等,故C错误;
D.t1时刻,a车的速度小于b车的速度,故D正确;
故选BD。
6.如图所示,a、b两条曲线分别为汽车A、B行驶在同一平直公路上的v-t图像,a、b曲线交点的连线与时间轴平行,且a、b曲线关于它们两交点的连线对称。已知在时刻两车相遇,下列说法正确的是( )
A.在这段时间内,两车的位移大小不相等
B.在这段时间内,两车的位移大小相等,因此时刻两车也相遇
C.在时刻,A车与B车速度相同
D.在时刻,A车与B车加速度相同
【答案】AC
【详解】AB.图像与坐标轴围成的面积表示位移,在这段时间内,a图线与时间轴围成的面积大,则A的位移大;已知在时刻两车相遇,所以时刻A车在前,B车在后,故A正确,B错误;
C.在时刻,两图像相交,A车与B车速度相同,故C正确;
D.图像的斜率表示加速度,在时刻,两图像的斜率不同,所以A车与B车加速度不相同,故D错误。
故选AC。
7.A、B两个物体做直线运动的图像如图所示,其中A的图像为一条倾斜直线,下列说法正确的是( )
A.出发时A在B的前方
B.、时刻A、B均相遇
C.时刻A、B的速度方向相同
D.时间内A的平均速度小于B的平均速度
【答案】AB
【详解】A.本图像为图像,纵轴表示物体所在位置,则时,A在原点正方向某处,B在原点位置,即出发时A在B的前方。故A正确;
B.图像中交点代表相同时刻在同一位置,即相遇,、时刻A、B图像均有交点则相遇。故B正确;
C.在图像中图线(切线)的斜率表示瞬时速度,时刻A、B的斜率中,A为正,B为负,即速度方向A为正,B为负。故C错误;
D.根据
可得A、B两物体在时间内位移变化量和时间间隔均相同,则A的平均速度等于B的平均速度。故D错误。
故选AB。
8.某质点在东西方向上做直线运动,其位移图像如图所示(规定向东为正方向)。根据图像,下列说法正确的是( )
A.内物体匀速运动的速度为
B.内物体通过的路程为
C.末物体的位移为
D.第末至第末质点匀速运动的速度为
【答案】BC
【详解】A.由图,内物体匀速运动的速度为
A错误;
B.内物体通过的路程为
B正确;
C.由图,末物体的位置在处,所以位移为,C正确;
D.第末至第末质点的位移不变,所以速度为零,D错误。
故选BC。
9.一物体从静止开始做匀加速直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当物体速度的平方为时,位移大小为0.5m
B.物体的加速度大小为7m/s2
C.0~2s内物体的位移大小为7m
D.第2s末物体的速度大小为3.5m/s
【答案】AC
【详解】AB.根据
可得
解得
a=3.5m/s2
当物体速度的平方为时,位移大小为
选项A正确,B错误;
C.0~2s内物体的位移大小为
选项C正确;
D.第2s末物体的速度大小为
v2=at2=7m/s
选项D错误。
故选AC。
10.甲、乙两车在同一条直道上行驶,它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示。已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于t=10s处,则下列说法正确的是( )
A.甲车的初速度为4m/s B.乙车的初位置在x0=60m处
C.乙车的加速度大小为1.6m/s2 D.t=5s时两车相遇,此时甲车速度较大
【答案】AC
【详解】A.位移时间图像的斜率等于速度,知甲车的速度不变,做匀速直线运动,甲的速度为
m/s
A正确;
BC.乙车做匀变速直线运动,其图线与轴相切于t=10s处,则t=10s时,速度为零,反过来看成初速度为0的匀加速直线运动,则
根据图像可知
解得
B错误C正确;
D.t=5s时两车相遇,此时甲车的速度
乙车的速度为
D错误。
故选AC。
11.甲、乙两质点在同一条直线上运动,质点甲做匀变速直线运动,质点乙做匀速直线运动,其中图线甲在15 s处与时间轴相切,图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是( )
A.t=5 s时乙车的速度为2 m/s,甲车的速率为2 m/s
B.t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25 m
C.t=0时刻甲车的速度大小为3m/s
D.甲车的加速度大小为0.1 m/s2
【答案】AC
【详解】AD.乙车做匀速直线运动,速度为
甲车做匀变速直线运动,其图线在15 s时与横轴相切,则t=15 s时甲车的速度为零,利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动,由位移时间公式,结合图像有
解得
所以t=5 s时甲车的速率
故A正确,D错误;
B.t=15 s时甲车的速度为零,利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动,由,根据图像有
则t=0时刻甲、乙两车之间的距离为22.5 m,故B错误;
C.t=15 s时甲车的速度为零,利用逆向思维将甲车看成反向初速度为0的匀加速直线运动,则0时刻甲车的速度大小
故C正确。
故选AC。
12.甲、乙两小车沿同一直线运动,其位移—时间图像分别如图所示,其中甲的图像是一条抛物线,与轴相切于处。已知时,两车的速率相等。下列说法正确的是( )
A.时刻甲车的速度为 B.时刻乙车的速度大小为
C.切点坐标为 D.时刻甲、乙两车的距离为
【答案】AD
【详解】A.位移—时间图像,斜率代表的是速度的大小,时刻甲车的速度为零,A正确;
B.时刻乙车的速度大小
B错误;
C.甲车做匀减速直线运动,由
由图可知5~t0时间段的位移为10m,解得
由
代入数据
C错误;
D.时间内,甲的位移
时刻甲、乙两车的距离为,D正确。
故选AD。
三、填空题
13.如下图所示为某物体的x﹣t图象,在第1s内物体的速度是 ,从第2s至第3s内物体的速度是 ,4s内通过的路程是 ,位移是 .
【答案】 1m/s 0 4m ﹣2m
【详解】试题分析:根据位移图线的斜率读出速度.纵坐标的变化量等于位移大小,读出位移大小关系,路程等于各段位移大小之和.
解:由图象可以看出:物体在0﹣1s内,物体做匀速直线运动,则在第1s内物体的速度为:v===1m/s
第2s至第3s内物体处于静止状态,速度为0.
4s内通过的路程是 S=(3m﹣2m)+(3m﹣0)=4m,位移为△x=0﹣2m=﹣2m
故答案为1m/s;0;4m;﹣2m.
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