内容正文:
高考总复习 物理
第一章 运动的描述
匀变速直线运动
专题强化1 运动图像
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
C
提升 关键能力
提升 关键能力
C
提升 关键能力
提升 关键能力
A
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
B
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
BD
提升 关键能力
提升 关键能力
B
提升 关键能力
提升 关键能力
BC
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
D
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
A
提升 关键能力
提升 关键能力
D
提升 关键能力
提升 关键能力
提升 关键能力
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热点一 常规运动图像
1.对s-t图像与v-t图像的理解
图像
s-t图像
v-t图像
图像
举例
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
图像
s-t图像
v-t图像
运动
情况
甲做匀速直线运动,乙做速度逐渐减小的直线运动
丙做匀加速直线运动,丁做加速度逐渐减小的变加速直线运动
交点和
“面积”
两条图线的交点表示相遇,图线与横轴所围面积无意义
两条图线的交点表示t2时刻速度相等,图线与横轴所围面积表示位移的大小
位移
0~t1时间内甲、乙位移相等
0~t2时间内丁的位移大于丙的位移
平均
速度
0~t1时间内甲、乙平均速度相等
0~t2时间内丁的平均速度大于丙的平均速度
2.三点说明
(1)s-t图像与v-t图像都只能描述直线运动,且均不表示物体运动的轨迹.
(2)分析图像要充分利用图像与其所对应的物理量的函数关系.
(3)识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点.
[例1] (2024·新课标卷)一个质点做直线运动,下列描述其位移s或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
解析:物体做直线运动,位移与时间成函数关系,A、B中一个时间对应2个及以上的位移,故不可能,A、B错误;同理D中一个时间对应2个速度,只有C速度与时间是成函数关系,C正确,D错误.
[例2] (2025·陕西高考综合改革适应性演练)2024年8月,我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军.比赛所用标准泳池的长度为50 m,下列与该运动员实际运动过程最接近的位移—时间(x-t)图像是( )
解析:根据题意可知标准泳池的长度为50 m,运动员最后的位移为0,所以位移先增大后减小,离出发点最远处位移为50 m,C正确.
[例3] (2025·广东潮州高三质检)某条高速公路上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
到达通道末端立即加速前进的v-t图像,下
列说法正确的是( )
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
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,由于通道是长为20 m,则小汽车的车身长度为5 m,A正确;根据v-t图像中斜率表加速度,由题图可知,小汽车减速过程的加速度大小a1= m/s2=1 m/s2,小汽车加速过程的加速度大小a2= m/s2≈0.71 m/s2可知,小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小,B、D错误;根据v-t图像中面积表位移,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错误.
1.(2025·河南高考综合改革适应性演练)某运动员参加百米赛跑,起跑后做匀加速直线运动,一段时间后达到最大速度,此后保持该速度运动到终点.下列速度—时间(v-t)和位移—时间(x-t)图像中,能够正确描述该过程的是( )
解析:因为v-t图像的斜率表示加速度,由速度与时间关系可知v=at,则匀加速直线运动阶段为一条倾斜直线,匀速直线运动阶段为一条平行于时间轴的直线,A错误,B正确;根据位移与时间的关系x=v0t+at2可知x-t图像在匀加速直线运动阶段为开口向上的抛物线,匀速直线运动阶段为一条倾斜直线,C、D错误.
解答图像问题的策略
热点二 非常规运动图像
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,来分析图像的斜率、截距、面积的含义.
图像种类
示例
分析思路
a-t图像
由v=v0+at可知,图像与横轴所围成的面积表示速度变化量Δv
图像种类
示例
分析思路
vt2-s图像
由vt2-v02=2as得vt2=2as+v02图像的斜率k为2a,截距为v02
-s图像
由s=vt得t=
面积表示运动时间t
图像种类
示例
分析思路
-t图像
由s=v0t+at2得=v0+at
图像的斜率k为a截距为初速度v0
-
图像
由s=v0t+at2得=v0·+a,图像的斜率k为v0,截距为a
图像种类
示例
分析思路
a-s图像
由vt2-v02=2as得as=
面积表示速度平方变化量的一半
[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按如图所示的正弦曲线变化,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
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,此过程质点一直向前加速运动,t0~2t0时间内加速度和速度方向相反,质点先做加速度增大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0~2t0过程的运动,即质点一直向前运动,A、C错误,B正确;a-t图像与时间轴所围的面积表示速度变化量,~t0内速度的变化量为零,因此时刻的速度与t0时刻的相同,D正确.
[例5] (2025·广东广州高三月考)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像,下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为40 m/s
B.动力车的初速度为20 m/s
C.刹车过程中动力车的加速度大小为10 m/s2
D.刹车过程中动力车的加速度大小为15 m/s2
解析:由题图可知当位移为零时v02=400(m/s)2,可知动力车的初速度v0=20 m/s,A错误,B正确;设刹车过程动力车的加速度大小为a,根据匀变速直线运动速度与位移的关系得v2-v02=-2as,则s=,解得a=5 m/s2,即刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2,C、D错误.
[例6] (多选)某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律,根据做直线运动的车辆的运动情况描绘-图像,如图所示.请你根据图像判定以下说法正确的是( )
A.机动车的加速度越来越小
B.机动车的位移与时间的函数关系为
s=20t-4t2
C.机动车的加速度为大小为8 m/s2
D.机动车在前3 s内的位移是24 m
解析:根据匀变速直线运动位移时间公式s=v0t+at2,可得=v0×+a,结合图像纵截距及斜率可得b=a=-4 m/s2,k=v0= m/s,可得机动车的加速度及初速度为a=-8 m/s2,v0=20 m/s,所以可知机动车做匀减速直线运动,加速度大小为8 m/s2,机动车的位移与时间的函数关系为s=20t-4t2,A错误,B、C正确;机动车做
匀减速直线运动,停止所用时间为t== s=2.5 s<3 s,所以,机动车在前3秒内的位移等于x=t=×2.5 m=25 m,D错误.
2.如图所示的四幅图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中,物体在0~t0这段时间内的位移小于
B.图乙中,物体的加速度为2 m/s2
C.图丙中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D.图丁中,t=3 s时物体的速度为25 m/s
解析:题图甲中,因v-t图线与t轴围成的面积表示位移,可知物体在0~t0这段时间内的位移大于,A错误;题图乙中,根据v2=2as可知2a= m/s2=1 m/s2,则物体的加速度为0.5 m/s2,B错误;题图丙中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,C错误;题图丁中,由s=v0t+at2可得=v0+at,由图像可知a= m/s2=5 m/s2,v0=-5 m/s,解得a=10 m/s2,则t=3 s时物体的速度为v3=v0+at=25 m/s,D正确.
热点三 图像间的相互转化
1.解决图像转换类问题的一般流程
2.要注意应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图像类题型的解题准确率和速度.
[例7] 某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置s与时间t的关系如图所示,则汽车行驶速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
解析:s-t图像斜率的物理意义表示速度,在0~t1时间内,图像斜率增大,汽车的速度增大;在t1~t2时间内,图像斜率不变,汽车的速度不变且不为0;在t2~t3时间内,图像的斜率减小,汽车做减速运动,综上所述,可知A项中s-t图像可能正确,A正确.
3.(2025·四川眉山高三诊断)一个物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示,下列v-t图像中,可能正确描述此物体运动的是( )
解析:0~时间内加速度为正,T~2T时间内加速度为负,B、C错误;0~及T~2T时间内加速度大小相等,A错误,D正确.
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