内容正文:
1.4 运动的图像 1
考点一 常规图像 1
题组1:x-t图像 1
题组2:v-t图像 2
题组3:x-t图像与v-t图像转化 3
考点二 非常规图像 4
题组1:a-t图像 4
题组2:图像 5
题组3:图像 6
题组4:图像 7
题组5:图像 8
1.4 运动的图像
考点一 常规图像
题组1:x-t图像
1.(多选)年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到两线所示的位移随时间变化的关系图像,图中和段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是
A. 图中的线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B. 图中的线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C. 两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D. 当发现紧急情况时两汽车的速度为
2.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的位移时间图像,两图像相切于点,其坐标为。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为,求:
甲的加速度大小;
时乙的初速度大小;
当乙的速度减为时,甲、乙两物体之间的距离。
题组2:v-t图像
3.(单选)年第十八届北京国际汽车展览会顺利闭幕,在十天的展会中,国产新能源汽车受到广泛关注假设一辆新能源汽车在水平地面上做直线运动,其速度与时间的关系如图所示下列说法正确的是( )
A. 汽车刚出发时的加速度大小为 B. 汽车在时加速度开始反向
C. 汽车在末的位移大小为 D. 汽车在前内通过的路程为
4. (单选)某同学利用无人机拍摄一辆汽车沿直线行驶米的过程,无人机初始位置在汽车的正上方,它们整个运动过程的图像如图所示,为汽车的运动图像,其中段为曲线,段为直线,为无人机的运动图像为一条直线,汽车和无人机均看作质点,下列说法正确的是( )
A. 最初无人机超前汽车,后汽车超过了无人机
B. 运动过程中,无人机与汽车水平间距最大为
C. 无人机冲过终点线的速度为
D. 图中的面积大于图中阴影部分的面积
5.(单选)年月日,在第十四届全国冬季运动会自由式滑雪男子公开组型场地技巧项目比赛中,我省运动员毛秉强图甲以的高分一举夺得金牌。比赛是在一个形状类似于型的槽子里进行,型槽由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。若某次训练中,毛秉强在底部利用滑雪杖对雪地的短暂作用获得向前运动的推力,总共推了次,之后沿直线滑行停下,其运动的图像可简化为图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 毛秉强利用滑雪杖共加速了
B. 毛秉强运动过程中的最大速度为
C. 毛秉强做匀减速运动的加速度大小为
D. 毛秉强利用滑雪杖加速时的加速度大小为
题组3:图像转化
6. (单选)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置与时间的关系如图所示,则汽车行驶速度、加速度与时间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
考点二 非常规图像
题组1:a-t图像
1. (单选)一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规率如图所示,取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
2. (单选)一辆小车视为质点在平直公路上从静止开始做直线运动,其加速度与时间的关系图像如图所示,已知三段倾斜直线斜率的绝对值均相等,结合图像下列说法正确的是( )
A. 之后汽车的速度均匀增大
B. 至汽车速度的变化率均匀减小,汽车的速度也均匀减小
C. 时刻汽车的速度大小为
D. 至时间内,汽车的平均加速度大小为
3. (单选)甲、乙两物体同时同地从静止出发做直线运动,物体的加速度与时间关系如图所示关于两个物体的运动,下列判断正确的是( )
A. 物体甲做加速度减小的变加速直线运动,物体乙做初速度为的匀加速直线运动
B. 末,两物体速度相同,均为
C. 末,两物体的位移相同
D. 若物体甲在时速度为,其加速度与速度同方向,则末的速度大小为
题组2:图像
4. (单选)一辆汽车刹车过程中可看成匀减速直线运动,刹车时间内的位移为,其刹车过程的图像如图所示图中横轴截距和纵轴截距均已知,则整个刹车过程的
A. 平均速度大小为 B. 平均速度大小为 C. 加速度大小为 D. 加速度大小为
5.(多选)、两质点沿直线轴正方向运动,时,两质点同时到达坐标原点,测得两质点在之后的运动中,其位置坐标与时间的比值平均速度随时间变化的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A. 质点由静止开始做匀加速运动,质点做匀加速直线运动
B. 质点做匀加速运动的加速度为
C. 时,、第次相遇
D. 质点、有可能第次相遇
题组3:图像
6. (单选)某质点做直线运动,现以出发点为坐标原点,以运动方向为轴正方向,质点运动的图像如图所示,则( )
A. 质点的初速度为
B. 质点做变加速直线运动
C. 质点做匀加速直线运动,且加速度为
D. 质点从坐标处运动到坐标处所用时间
7. (多选)近年来,我国的高速铁路网建设取得巨大成就,高铁技术正走出国门。在一次高铁技术测试中,机车由静止开始做直线运动。测试段内机车速度的二次方与对应位移的关系图像如图所示。在该测试段内,下列说法正确的是( )
A. 机车的加速度越来越大 B. 机车的加速度越来越小
C. 机车的平均速度大于 D. 机车的平均速度小于
题组4:图像
8. (单选)甲、乙两物体沿轴正方向做直线运动,某一时刻两物体以速度同时经过点,之后它们运动的图像如图所示,则甲、乙两物体速度从增加到的过程,下列说法中正确的是( )
A. 速度均随位移均匀变化 B. 速度均随时间均匀变化
C. 经历的时间之比为 D. 经历的时间之比为
9. (多选)某同学跑步过程中的图像如图所示,为一条不过坐标原点的直线,假定该同学沿水平直线道路前进,下列说法正确的是
A. 运动到的时间为 B. 运动到的时间为
C. 运动的加速度在逐渐变小 D. 运动的速度与位移成线性规律变化
题组5:图像
10. (单选)某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车,新车沿平直公路行驶的一段时间内的⁃图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该车做匀加速运动
B.该车行驶的初速度大小为2 m/s
C.该车行驶的加速度大小为4 m/s2
D.该车在前3秒的位移是60 m
11. (单选)国产新能源汽车近年来取得了显著进步。在某次安全测试中,某款新能源汽车在平直公路上行驶,突然发现前方有障碍物,智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时,该汽车的位移和时间平方的比值与之间的关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 末汽车的速度为 B. 内汽车的平均速度为
C. 第内汽车的位移为 D. 经过汽车的位移为
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1.4 运动的图像 1
考点一 常规图像 1
题组1:x-t图像 1
题组2:v-t图像 3
题组3:x-t图像与v-t图像转化 5
考点二 非常规图像 6
题组1:a-t图像 6
题组2:图像 8
题组3:图像 9
题组4:图像 11
题组5:图像 12
1.4 运动的图像
考点一 常规图像
题组1:x-t图像
1.(多选)年“互联网之光”博览会上,无人驾驶技术上线,无人驾驶汽车以其反应时间短而备受众多参会者的青睐。在同样测试条件下,对疲劳驾驶员和无人驾驶汽车进行反应时间的测试,从发现紧急情况到车静止,两测试车内所装的位移传感器记录的数据经简化后得到两线所示的位移随时间变化的关系图像,图中和段为直线,已知两测试车均由同一位置沿相同平直公路运动,且汽车紧急制动车轮抱死后做的是匀变速直线运动。下列说法正确的是
A. 图中的线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
B. 图中的线是无人驾驶汽车的位移与时间关系图像
C. 两测试车在图中曲线部分的位移大小不相等
D. 当发现紧急情况时两汽车的速度为
【答案】AD
【解答】解:、线反应时间,线反应时间,疲劳驾驶,反应时间较长,故是疲劳驾驶,故A正确,B错误;
C、在图像中,前段图像重合,两测试车初速度相同,同样的测试条件,刹车后加速度相等,由运动学公式,刹车过程位移大小相等,故C错误;
D、图中线位移关系,线位移关系,初速度,故D正确。
2.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的位移时间图像,两图像相切于点,其坐标为。已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小为,求:
甲的加速度大小;
时乙的初速度大小;
当乙的速度减为时,甲、乙两物体之间的距离。
【答案】解析:甲物体的初速度为零,根据位移时间公式
将代入解得。
两图线相切于点,图线的斜率的绝对值表示速度的大小,有
解得。
乙物体的位移时间关系为
甲物体的位移时间关系为
当乙的速度减为时,用时
代入表达式可知,
甲、乙的距离。
答案:
题组2:v-t图像
3.(单选)年第十八届北京国际汽车展览会顺利闭幕,在十天的展会中,国产新能源汽车受到广泛关注假设一辆新能源汽车在水平地面上做直线运动,其速度与时间的关系如图所示下列说法正确的是( )
A. 汽车刚出发时的加速度大小为 B. 汽车在时加速度开始反向
C. 汽车在末的位移大小为 D. 汽车在前内通过的路程为
【答案】B
【解析】A.根据图像的斜率表示加速度,可得汽车刚出发时的加速度大小为,A错误
B.由图像可得,时斜率由正值变为负值,所以时汽车加速度开始反向,B正确
C.图线围成的面积为汽车位移,汽车在末的位移大小,C错误
D.由图像围成的面积可得,前内汽车通过的路程,D错误.
4. (单选)某同学利用无人机拍摄一辆汽车沿直线行驶米的过程,无人机初始位置在汽车的正上方,它们整个运动过程的图像如图所示,为汽车的运动图像,其中段为曲线,段为直线,为无人机的运动图像为一条直线,汽车和无人机均看作质点,下列说法正确的是( )
A. 最初无人机超前汽车,后汽车超过了无人机
B. 运动过程中,无人机与汽车水平间距最大为
C. 无人机冲过终点线的速度为
D. 图中的面积大于图中阴影部分的面积
【答案】B
【解析】A.由图可知,两者同时到达终点,运动中无人机始终在汽车前面,故A错误
B.当两者速度相等时,水平间距最大,根据图像下的面积可知,汽车在内运动的位移为,故前内的位移为,前内无人机的位移为,故时,两者水平距离为,故B正确
C.根据三角形相似有,解得,故C错误
D.根据总位移相等可知,图中的面积等于图中阴影部分的面积,故D错误.
故选B。
5.(单选)年月日,在第十四届全国冬季运动会自由式滑雪男子公开组型场地技巧项目比赛中,我省运动员毛秉强图甲以的高分一举夺得金牌。比赛是在一个形状类似于型的槽子里进行,型槽由宽阔平坦的底部和两侧的凹面斜坡组成。宽阔的底部是为了使运动员重新获得平衡并为下一个动作做准备。若某次训练中,毛秉强在底部利用滑雪杖对雪地的短暂作用获得向前运动的推力,总共推了次,之后沿直线滑行停下,其运动的图像可简化为图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 毛秉强利用滑雪杖共加速了
B. 毛秉强运动过程中的最大速度为
C. 毛秉强做匀减速运动的加速度大小为
D. 毛秉强利用滑雪杖加速时的加速度大小为
【答案】B
【解析】A.毛秉强利用滑雪杖共加速了
故A错误;
B.推了次后速度最大,最大速度设为 ,则有
得
故B正确;
C.毛秉强做匀减速运动的加速度大小为
故C错误;
D.设加速时的加速度大小为 ,则有
解得
故D错误。
故选B。
题组3:图像转化
6. (单选)某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置与时间的关系如图所示,则汽车行驶速度、加速度与时间的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据图像的切线斜率表示速度,可知到时间内,汽车向正方向做加速直线运动,加速度方向与速度方向相同,为正方向;到时间内,汽车向正方向做匀速直线运动,加速度为零;到时间内,汽车向正方向做减速直线运动,加速度方向与速度方向相反,为负方向。图像可能正确的是。
考点二 非常规图像
题组1:a-t图像
1. (单选)一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规率如图所示,取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在内,,物体从静止开始正向匀加速运动,速度图象是一条直线,末速度,
在内,,物体将仍沿正方向运动,但要减速,末时速度,
内重复内运动情况,内重复内运动情况。
故选:。
2. (单选)一辆小车视为质点在平直公路上从静止开始做直线运动,其加速度与时间的关系图像如图所示,已知三段倾斜直线斜率的绝对值均相等,结合图像下列说法正确的是( )
A. 之后汽车的速度均匀增大
B. 至汽车速度的变化率均匀减小,汽车的速度也均匀减小
C. 时刻汽车的速度大小为
D. 至时间内,汽车的平均加速度大小为
【答案】C
【解析】A. 之后汽车的加速度为,做匀速运动,速度不再均匀增大,故A错误;
B. 至 汽车的加速度均匀减小,速度的变化率均匀减小,但速度仍增大,且增大得越来越慢,故B错误;
C.由 可得
则 图像与时间轴所围成的面积表示速度的变化量,三条图像斜率的大小为
设 时刻、 时刻的加速度分别为 、 ,则有 、
综合解得 、
至 时间内, 图像与时间轴所围成的面积为
由于汽车的初速度为,则 时刻汽车的速度大小为 ,故C正确;
D.与选项同理可得 时刻汽车的速度为
则至 时间内,汽车的平均加速度大小为 ,故D错误。
故选C。
3. (单选)甲、乙两物体同时同地从静止出发做直线运动,物体的加速度与时间关系如图所示关于两个物体的运动,下列判断正确的是( )
A. 物体甲做加速度减小的变加速直线运动,物体乙做初速度为的匀加速直线运动
B. 末,两物体速度相同,均为
C. 末,两物体的位移相同
D. 若物体甲在时速度为,其加速度与速度同方向,则末的速度大小为
【答案】D
【解析】A.由图像可知,甲、乙的加速度均在变化,不可能做匀变速运动,A错误
B.由知,图像与两坐标轴所围的“面积”表示对应时间内速度的变化,末,甲的速度变化,乙的速度变化,甲、乙两物体初速度均为,故末,甲、乙两物体的速度大小分别为,,B错误
C.物体甲做加速度减小的变加速直线运动,物体乙做加速度增加的变加速直线运动,画出两者的图像可知,末,甲的位移大于乙,C错误.
D.若物体甲在时速度为,末速度增加量,则末的速度大小,D正确.
题组2:图像
4. (单选)一辆汽车刹车过程中可看成匀减速直线运动,刹车时间内的位移为,其刹车过程的图像如图所示图中横轴截距和纵轴截距均已知,则整个刹车过程的
A. 平均速度大小为 B. 平均速度大小为 C. 加速度大小为 D. 加速度大小为
【答案】A
【解析】.汽车做匀减速直线运动,由得到,则初速度大小,则整个刹车过程的平均速度,故A正确,B错误;
结合关系式,由图像的斜率可知,得加速度大小,故CD错误。
5.(多选)、两质点沿直线轴正方向运动,时,两质点同时到达坐标原点,测得两质点在之后的运动中,其位置坐标与时间的比值平均速度随时间变化的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A. 质点由静止开始做匀加速运动,质点做匀加速直线运动
B. 质点做匀加速运动的加速度为
C. 时,、第次相遇
D. 质点、有可能第次相遇
【答案】BC
【解析】对质点,根据数学知识得,则,与匀变速直线运动的位移公式对比得,,所以质点做匀加速运动,加速度为,对质点,有,故做速度为的匀速直线运动,故A错误,B正确;
C.时,相等,则相等,所以时,、相遇,故C正确;
D.在时,的速度,大于的速度,所以之后两个质点不再相遇,故D错误。
故选BC。
题组3:图像
6. (单选)某质点做直线运动,现以出发点为坐标原点,以运动方向为轴正方向,质点运动的图像如图所示,则( )
A. 质点的初速度为
B. 质点做变加速直线运动
C. 质点做匀加速直线运动,且加速度为
D. 质点从坐标处运动到坐标处所用时间
【答案】D
【解析】【解答】
根据匀变速直线运动的速度位移关系可得,与图像相符,可知质点做匀加速直线运动,由于图线纵截距不为零,则初速度不为零,故AB错误;
C.图线的斜率为,所以,故C错误;
D.质点从坐标处运动到坐标处所用时间,故D正确。
故选D。
7. (多选)近年来,我国的高速铁路网建设取得巨大成就,高铁技术正走出国门。在一次高铁技术测试中,机车由静止开始做直线运动。测试段内机车速度的二次方与对应位移的关系图像如图所示。在该测试段内,下列说法正确的是( )
A. 机车的加速度越来越大 B. 机车的加速度越来越小
C. 机车的平均速度大于 D. 机车的平均速度小于
【答案】BC
【解答】、如图所示,
,
在该测试段内,随着机车位移的增大,在相等位移上,速度的二次方的差值逐渐减小,由运动学公式分析可知,机车的加速度逐渐减小,故A错误,B正确;
、由于机车做加速度减小的变加速直线运动,故在该测试段内,机车的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度,故C正确,D错误。
故选:。
题组4:图像
8. (单选)甲、乙两物体沿轴正方向做直线运动,某一时刻两物体以速度同时经过点,之后它们运动的图像如图所示,则甲、乙两物体速度从增加到的过程,下列说法中正确的是( )
A. 速度均随位移均匀变化 B. 速度均随时间均匀变化
C. 经历的时间之比为 D. 经历的时间之比为
【答案】C
【解析】A.若速度均随位移均匀变化,则速度与位移为线性关系,即,解得,显然图像为曲线,故 A错误;
B.若速度均随时间均匀变化,则物体做匀变速直线运动,则,解得,
显然图像为曲线,故 B错误;
对于图像,由结合微元法可知,图像上某点与两坐标轴围成的图形面积表示物体的运动时间,则甲、乙两物体速度从增加到的过程,经历的时间之比为,故C正确,D错误。
故选C。
9. (多选)某同学跑步过程中的图像如图所示,为一条不过坐标原点的直线,假定该同学沿水平直线道路前进,下列说法正确的是
A. 运动到的时间为 B. 运动到的时间为
C. 运动的加速度在逐渐变小 D. 运动的速度与位移成线性规律变化
【答案】AC
【解答】根据位移公式可知,则有:,则可知,图象的面积可以表示运动的时间;因此时间,故A正确,B错误;
C.图象的面积可以表示运动的时间,由图象可知,相同位移内,速度的倒数越来越大,则速度变小,时间变长,加速度越来越小,故C正确;
D.由图可知,位移随速度的减小而增大,二者不是线性关系,故C错误。
题组5:图像
10. (单选)某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车,新车沿平直公路行驶的一段时间内的⁃图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该车做匀加速运动
B.该车行驶的初速度大小为2 m/s
C.该车行驶的加速度大小为4 m/s2
D.该车在前3秒的位移是60 m
【答案】C
[解析] 根据匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0t+at2,变形可得=v0·+a,可知⁃图像的斜率k=v0= m/s=20 m/s,纵轴截距为b=-2 m/s2=a,可得a=-4 m/s2,所以该车处于匀减速状态,加速度大小为4 m/s2,初速度为20 m/s,故A、B错误,C正确;匀减速运动的总时间为t==5 s,t=3 s时车速大小为vt=v0+at=8 m/s,则该车在前3秒的位移为x=t=42 m,故D错误.
11. (单选)国产新能源汽车近年来取得了显著进步。在某次安全测试中,某款新能源汽车在平直公路上行驶,突然发现前方有障碍物,智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时,该汽车的位移和时间平方的比值与之间的关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 末汽车的速度为 B. 内汽车的平均速度为
C. 第内汽车的位移为 D. 经过汽车的位移为
【答案】D
【解析】根据可得,故,,故末汽车的速度为,末汽车的速度为,内汽车的平均速度为,第内汽车的位移为,选项ABC错误
汽车停下来的时间,经过汽车的位移为,选项D正确。
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