第1章 专题突破一 运动学图像问题(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 专题突破一　运动学图像问题 1.理解常见运动学图像的物理意义,掌握图像的斜率、面积、截距等表示的物理量。2.会根据图像分析物体的运动情况并能判断或求解其他物理量。3.能够用不同的图像描述同一运动过程或在各种运动图像间相互转化。 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 对x-t图像和v-t图像的理解。 题型1　x-t图像和v-t图像的理解和应用   x-t图像 v-t图像 图像举例 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5 意义 倾斜直线表示匀速直线运动;曲线表示变速直线运动 倾斜直线表示匀变速直线运动;曲线表示变加速直线运动 斜率意义 速度 加速度 面积意义 无 位移 交点 两条图线的交点表示此时刻相遇 两条图线的交点表示此时刻速度相等 拐点 图线的拐点表示速度反向 图线的拐点表示加速度反向 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 特别提醒:x-t图像和v-t图像都只能描述直线运动,反映位移x或速度v随时间变化的函数关系,而不是物体的运动轨迹。 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　x-t图像 【典例1】　(2023·全国甲卷)一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻,此后做匀减速运动,到t=t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是(　　) 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　x-t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,0~t1时间内图线的斜率增大,t1~t2时间内做匀减速运动,图线的斜率为正且减小,t2时刻速度减小到0,图线的斜率为0,综上所述,D项正确。 答案　D 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　v-t图像 【典例2】　某高速公路上ETC专用通道是长为20 m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时,可以不停车而低速通过,限速为5 m/s。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动,车尾通过通道末端立即加速前进的v-t图像,则下列说法正确的是(　　) 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.由图像可知,小汽车的车身长度为5 m B.图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25 m/s2 C.图像中小汽车减速过程的位移大小为200 m D.图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据题意,由题图可知,汽车匀速运动的位移x=vt=5×(25-20) m= 25 m,由于通道长为20 m,则小汽车的车身长度为5 m,A项正确;根据v-t图像中斜率表示加速度,小汽车减速过程的加速度大小a1= m/s2=1m/s2,小汽车加速过程的加速度大小a2= m/s2≈0.71 m/s2,题图中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小,B、D两项错误;根据v-t图像中面积表示位移,由题图可知,小汽车减速过程的位移大小为x1=× (25+5)×20 m=300 m,C项错误。 答案　A 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例3】　一物体运动的速度随时间变化的关系图像如图所示,根据图像可知(　　) A.0~4 s内,物体速度的变化量为-8 m/s B.0~4 s内,物体的速度一直在减小 C.物体的加速度方向在2.5 s时改变 D.0~4 s内,物体在做匀变速曲线运动 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由题图可知物体的初速度为5 m/s,4 s末的速度为-3 m/s,0~4 s内物体速度的变化量为Δv=v末-v0=-8 m/s,A项正确;4 s内物体的速度先减小后反向增大,B项错误;物体的斜率一直为负值,所以加速度一直沿负方向,没有发生改变,C项错误;速度-时间图像只能表示直线运动,不能表示曲线运动,D项错误。 答案　A 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.三类图像的数学分析。 (1)a-t图像。 由v=v0+at可知图像与坐标轴所围“面积”表示速度变化量Δv,如图甲所示。 (2)-t图像。 由x=v0t+at2可得=v0+at,图像的斜率为a,纵轴的截距为v0,如图乙所示。 (3)v2-x图像。 由v2-=2ax可得v2=+2ax,图像的斜率为2a,纵轴截距为,如图丙所示。 题型2　运用数学思维分析非常规图像问题 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.提醒两个易错点。 (1)a-t图像与横轴所围“面积”表示速度变化量Δv,而不是t时刻的速度。 (2)-t图像中纵轴是0~t时间内的平均速度,即时刻的速度,并不是t时刻的速度。 3.解题技巧。 对于非常规运动图像,可由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,分析图像的斜率、截距、面积的含义等即可得到结果。 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　a-t图像 【典例4】　(多选)(2023·湖北卷)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 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　质点在0~t0时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,此过程一直向前加速运动,t0~2t0时间内加速度方向和速度方向相反,先做加速度增加的减速运动,再做加速度减小的减速运动,2t0时刻速度减小到零,此过程一直向前做减速运动,2t0~4t0重复此过程的运动,即质点一直向前运动,A、C两项错误,B项正确; a-t图像的面积表示速度变化量,~t0内速度的变化量为零,因此时刻P的速度与t0时刻相同,D项正确。 答案　BD 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　-t图像 【典例5】　(多选)动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.动力车的初速度为20 m/s B.刹车过程动力车的加速度大小为2.5 m/s2 C.刹车过程持续的时间为4 s D.4 s内刹车位移为60 m 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,可变形为=v0+at,可见,题目中的图像表示动车刹车时做匀减速直线运动,图线与纵轴的截距表示初速度,所以初速度为20 m/s;图线的斜率表示a= m/s2=2.5m/s2,所以刹车加速度大小为5 m/s2,A项正确,B项错误;根据匀变速直线运动的速度公式可求得刹车过程持续的时间为t==4 s,C项正确;由C项可知, 4 s末速度已经减为0,根据匀变速直线运动的位移公式,将此匀减速直线 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 运动看成反方向的初速度为0的匀加速直线运动,则可得4 s内的位移为x=at2=40 m,D项错误。 答案　AC 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向3　v2-x图像 【典例6】　一质点在t=0时刻由坐标原点开始做加速直线运动,其速度的平方与位移的变化关系如图所示,则下列说法正确的是(　　) A.质点做变加速直线运动 B.质点的加速度大小为1 m/s2 C.质点的初速度大小为1 m/s D.t=1 s时,质点的速度大小为2 m/s 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据v2=+2ax,因v2-x图像是直线,可知加速度a恒定不变,即质点做匀加速直线运动,A项错误;由题图可知2a=1 m/s2,=1 m2/s2,解得a=0.5 m/s2,v0=1 m/s,B项错误,C项正确;t=1 s时,质点的速度大小v=v0+at =1 m/s+0.5×1 m/s=1.5 m/s,D项错误。 答案　C 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.解决图像间转换类问题的一般流程。 2.解题时把解析法和排除法结合起来,可提高选择题图像类问题的准确率和解题速度。 题型3　图像间的相互转化 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例7】　如图为一质点的x-t图 像,选项中与之对应的v-t图像是(　) 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　由于位移—时间图像的斜率表示质点的速度,斜率的正负表示速度的方向,则在0~1 s内,质点的速度方向为正,且速度大小为v1==m/s= 5 m/s,1~2 s内斜率为零,说明质点的速度为0,处于静止状态;2~4 s内,质点的速度为v2== m/s=-2.5 m/s,C项正确。 答案　C 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例8】　下列给出的四组图像中,能够反映同一性质直线运动的一组是(　　) 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　A项,v-t图像3~5 s为倾斜直线,表示物体做匀加速直线运动,x-t图像3~5 s为平行时间轴的直线,表示物体静止,两图像反应的不是同一性质的直线运动,A项错误;B项,a-t图像3~5 s为倾斜直线,表示加速度增大, v-t图像3~5 s为平行时间轴的直线,表示物体做匀速直线运动,加速度为零,两图像反应的不是同一性质的直线运动,B项错误;C项,x-t图像0~3 s为平行时间轴的直线,表示物体静止,3~5 s为倾斜直线,表示物体做匀速直线运动,且速度大小v= m/s=2 m/s,方向沿x轴正方向。v-t图像0~3 s 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 速度为零,3~5 s为平行时间轴的直线,且速度大小为2 m/s,方向沿x轴正方向,C项正确;D项,x-t图像3~5 s为倾斜直线,表示物体做匀速直线运动, a-t图像3~5 s为平行时间轴的直线,表示物体做匀加速直线运动,D项错误。 答案　C 专题突破一　运动学图像问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$