第1章 专题提升一 运动学图像 追及相遇问题(课件PPT)-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义(广东专版)
2025-11-07
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 运动图像,追及与相遇问题 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 8.83 MB |
| 发布时间 | 2025-11-07 |
| 更新时间 | 2025-11-07 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高考大一轮复习讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54739748.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“运动学图像”和“追及相遇问题”核心考点,依据高考评价体系明确运动观念考查要求,通过表格对比x-t与v-t图像特征、分类4个考向(含非常规图像转化),结合广东专版真题分析考点权重,归纳图像辨析、追及距离计算等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题情境+方法建模+素养提升”,如以2025年惠州调研x-t图像题为例,运用“三步法”培养科学思维中的模型建构能力,通过追及问题的函数分析法强化科学推理。设“易错警示”和“针对练”,帮助学生掌握图像斜率、面积物理意义及临界条件分析技巧,教师可据此精准突破高频考点,提升复习效率。
内容正文:
专题提升一 运动学图像 追及相遇问题
高三一轮复习讲义 广东专版
第一章 运动的描述 匀变速直线运动
1.理解运动学图像的特点,学会处理运动学图像问题。
2.理解追及相遇问题的特点及规律,学会处理追及相遇问题。
学习目标
提升点一 运动学图像问题
提升点二 追及相遇问题
课时测评
内容索引
运动学图像问题
提升点一
返回
x-t图像与v-t图像的对比
类型 x-t图像 v-t图像
坐标轴 纵轴表示位置x,横轴表示时间t 纵轴表示速度v,横轴表示时间t
图线 倾斜直线表示匀速直线运动 倾斜直线表示匀变速直线运动
斜率 表示速度 表示加速度
纵截距 纵轴截距表示初位置 纵轴截距表示初速度
面积 无实际意义 图线和时间轴围成的面积表示位移
交点 表示物体相遇 表示速度相等
拐点 表示速度方向改变 表示加速度方向改变
考向1 x-t图像
(2025·广东省惠州市高三上学期第二次调研考试)甲、乙两车在同一平直公路的并排车道上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是
A.在t2时刻两车速度相等
B.从0到t2时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,甲、乙两车的距离先变大后变小
D.从t1到t2时间内,甲、乙两车速度不可能相等
√
例1
x-t图像的斜率表示物体的速度,t2时刻两图像的斜率不
相等,故在t2时刻两车速度不相等,故A错误;从0到t2
时间内,两车均做单向直线运动,由于出发点不同而终
点相同,所以路程不同,故B错误;从t1到t2时间内,由
题图可知,甲、乙两车的距离先变大后变小,故C正确;从t1到t2时间内,存在两图像斜率相等的时刻,该时刻两车速度相等,故D错误。故选C。
“ 三步”巧解运动学图像问题
总结提升
针对练.(2025·广东省佛山市高三上联考)图中甲、乙、丙和丁是以时间为横轴的描述匀变速直线运动的图像,下面关于四个图像说法错误的是
A.图甲是加速度—时间图像
B.图乙是加速度—时间图像
C.图丙是位移—时间图像
D.图丁是速度—时间图像
√
若题图甲是加速度—时间图像,则题图甲描述的是加速度不变的直线运动,是描述匀变速直线运动的图像,故A正确;若题图乙是加速度—时间图像,则题图乙描述的是加速度逐渐减小的直线运动,不是描述匀变速直线运动的图像,故B错误;若题图丙是位移—时间图像,图线是抛物线,则题图丙是描述匀变速直线运动的图像,故C正确;若题图丁是速度—时间图像,图像的斜率表示加速度,斜率不变,故题图丁描述的是匀变速直线运动,故D正确。故选B。
考向2 v-t图像
在跳水女子十米台比赛中,从运动员离开跳台开始计时,其速度随时间变化情况可简化如图,不计空气阻力,下列结论错误的是
A.0~t1时间内,运动员不做自由落体运动
B.0~t1时间内,运动员的平均速度等于
C.t2时刻运动员下潜到最低点
D.t2~t3时间内,运动员的加速度逐渐减小
例2
√
根据题图可知,0~t1时间内,运动员的初速度为
-v1,则运动员开始做的不是自由落体运动,而是
竖直上抛运动,故A正确;速度—时间图像斜率的
绝对值表示加速度大小,由题图可知,在0~t1时间
内运动员的加速度一直不变,做匀变速直线运动,则运动员的平均速度==,故B正确;t3时刻,运动员速度减为0,可知t3时刻运动员下潜到最低点,故C错误;速度—时间图像斜率的绝对值表示加速度大小,由题图可知,t2~t3时间内,运动员的加速度逐渐减小,故D正确。故选C。
针对练. (2025·广东省江门市棠下中学高三上月考)一弹性小球从某高度处由静止释放,与地面碰撞(碰撞时间极短)后等速率反弹,再竖直向上运动,直至运动到最高点,不计空气阻力。则此过程小球运动的速度随时间变化图像可能是
√
依题意,小球下落过程,只受重力,做自由落体运动,速度增大,到达地面瞬间速度等大反向,向上运动过程,只受重力,做竖直上抛运动,速度减小。故选D。
考向3 非常规运动学图像
对于非常规运动学图像,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。常见以下几种图像:
图像种类 示例 分析思路
a-t图像 由Δv=aΔt可知图线与t轴所围面积表示速度的变化量
纵轴截距b表示初始加速度a0
-t图像 由x=v0t+at2得
=v0+at
图像的斜率k=a,
截距为初速度v0
图像种类 示例 分析思路
v2-x图像 由v2-=2ax得v2=2ax+
图像的斜率k=2a,
截距为
-图像 由x=v0t+at2得=v0·+a
图像的斜率k=v0,
截距为a
图像种类 示例 分析思路
a-x图像
由v2-=2ax得ax=
图线与x轴所围面积表示速度平方变化量的一半
-x图像
由x=vt得t=
面积表示运动时间t
(多选)某磁悬浮列车进站过程中的-t图像如图所示,进站过程的运动可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是
A.列车进站的初速度大小为2b
B.列车进站过程中的加速度大小为
C.列车从开始进站到停止所用的时间为
D.列车进站过程通过的距离为
例3
√
√
根据题意,由运动学公式x=v0t+at2整理可得=v0+
at,结合题图可得v0=b,a=,解得a=-,即
加速度大小为,故A错误,B正确;根据题意,由v=
v0+at可得,列车从开始进站到停止所用的时间t停===,故C正确;根据题意,由运动学公式可得,列车进站过程通过的距离为x=t停=,故D错误。故选BC。
解答非常规运动学图像问题的技巧
1.图像反映了两个物理量之间的函数关系,因此首先要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系式,再分析图像的斜率、截距、面积等几何元素的物理意义。
2.注意把处理常规图像问题的思想方法加以迁移应用,必要时可将该图像所反映的物理过程转换为常见的x-t或v-t 图像进行有关分析。
总结提升
针对练1. (多选)(2023·湖北卷·T8)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
√
√
在a-t图像中图线与时间轴围成图形的面积表示速度大小,故利用a-t图像画出v-t图像如图所示,可知B、D正确;在v-t图像中图线与时间轴围成的图形的面积表示位移,可知t=2t0时质点P不在原点,t=3t0时离原点最远,A、C错误。
针对练2. (2024·广东深圳二模)急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量,即j=,它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度,交通工具的急动度越小时乘客感觉越舒适。如图所示为某新能源汽车从静止开始启动的一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。则
A.0~5.0 s时间内,乘客感觉越来越舒适
B.5.0~10.0 s时间内,乘客感觉最舒适
C.5.0~10.0 s时间内,汽车的加速度不变
D.10.0~12.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为0.8 m/s2
√
由题意可知,交通工具的急动度越小时乘客感觉越舒
适,由题图可知,0~5.0 s时间内汽车的急动度增加,
乘客感觉越来越不舒适;5.0~10.0 s时间内,急动度
为最大值,乘客感觉最不舒适,故A、B错误。根据急动度定义,由题图可知,5.0~10.0 s时间内汽车的急动度不变,则汽车的加速度均匀增大,故C错误。根据题意可知,j-t图像与横轴围成的面积表示加速度的变化量,由题图可得,10.0~12.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为Δa=××0.8 m/s2=0.8 m/s2,故D正确。故选D。
考向4 运动图像的转化
某同学单手拍篮球:球从地面弹起到某一高度,手掌触球先一起向上减速,再一起向下加速,运动到手掌刚触球的位置时,手掌与球分离。从触球到分离记为一次拍球,以竖直向下为正方向,下列图像能大致反映一次拍球过程,篮球速度随时间变化关系的是
例4
√
以竖直向下为正方向,则手掌触球先一起向上减速时,速度方向向上,速度为负值,加速度方向向下;当手掌触球一起向下加速时,速度方向向下,速度为正值,加速度方向向下。又由于v-t图像中,图像与时间轴所围面积表示位移大小,根据题意篮球向上运动的位移与向下运动的位移大小相等,即前后两过程图像与时间轴所围面积相等。故选B。
1.解决运动图像转化类问题的一般流程
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。
总结提升
针对练. (多选)(23-24·高三上广东广州阶段练习)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N,他将体重计移至电梯内称量,t0~t3时间内,体重计的示数如图所示。若取竖直向上为正方向,则电梯运行的v-t和a-t图像可能正确的是
√
√
由题图可知,在t0~t1时间内,人的视重小于重力,处
于失重状态,则加速度方向向下,大小不变,可知电
梯向上做匀减速运动,或向下做匀加速运动;在t1~t2
时间内,视重等于重力,处于平衡状态,加速度是零,电梯向上或向下做匀速运动;在t2~t3时间内,视重大于重力,处于超重状态,加速度方向向上,大小不变,电梯向上做匀加速运动,或向下做匀减速运动。取竖直向上为正方向,可知电梯运行的v-t图像可能正确的是A,a-t图像可能正确的是C。故选AC。
返回
追及相遇问题
提升点二
返回
1.追及相遇问题的实质:分析两物体能否在同一时刻到达同一位置。
2.追及相遇问题的“一个临界条件”和“两个关系”
(1)一个临界条件:“速度相等”往往是两个物体间能否追上、两者间距离最大或者最小的临界条件,也是分析、判断问题的切入点。
(2)两个关系:两个物体的运动时间关系(是否同时出发)和位移关系(是否有初始距离),通过画运动草图找出两物体的位移关系往往是解题的突
破口。
3.分析追及相遇问题的常用方法
情境分析法 初始时刻,物体A在物体B后x0处,物体A向前做速度为vA的匀速直线运动追赶物体B,物体B向前做初速度为vB0的匀加速直线运动,物体B能达到的最大速度为vBm,且vBm>vA>vB0。
追及情境判断:当vB=vA时
(1)若xA>xB+x0,则一定能追上
(2)若xA=xB+x0,则恰好追上
(3)若xA<xB+x0,则一定追不上
函数分析法 设运动时间为t,列出两个物体的位移方程,得到二者之间的距离Δx与时间t的函数关系式Δx=at2+bt+c,其中a、b、c均为常数,当Δx=0时,表示两者相遇。设Δ=b2-4ac:
(1)若Δ>0,即t有两个解,说明可以相遇两次
(2)若Δ=0,即t有一个解,说明刚好追上或相遇一次
(3)若Δ<0,即t无解,说明追不上或不能相遇
当t=-(t>0)时,函数有极值,说明两者之间的距离有最大值或最小值
特别提醒:若为避免车辆相撞类问题,则Δ>0时相撞,Δ=0时恰好不相撞,Δ<0时不相撞。
图像分析法 将两个物体运动的v-t图像或x-t图像画在同一坐标系中,然后利用图像分析求解相关问题。注意x-t图像的交点表示相遇,在v-t图像中应抓住速度相等时对应的“面积”关系寻找位移关系
考向1 初速度小者追初速度大者
常见情境 图像 说明
匀加速追匀速
(1)t=t0以前,后面物体与前面物体间距离增大
(2)t=t0时,两物体相距最远,最远距离为x0+Δx(x0为两物体初始距离)
(3)t=t0以后,后面物体与前面物体间距离减小
(4)一定能追上且只能相遇一次
匀速追匀减速
匀加速追匀减速
特别提醒:若被追赶的物体做匀减速直线运动,一定要注意判断被追上前该物体是否已经停止运动
某一长直的赛道上,一辆赛车前方200 m处有一辆服务车正以10 m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2 m/s2的加速度追赶。求:
(1)赛车追上服务车所需的时间及追上时的速度大小;
答案:20 s 40 m/s
例5
设经t1时间追上服务车,由位移关系得
v0t1+200 m=a1,解得t1=20 s
此时赛车的速度v=a1t1=2×20 m/s=40 m/s。
(2)追上之前两车的最大距离。
答案:225 m
方法一:情境分析法
当两车速度相等时,两车相距最远
由v0=a1t2得两车速度相等时,经过的时间
t2== s=5 s
追上之前两车最远相距Δx=v0t2+200 m-a1= m=225 m。
方法二:函数分析法
Δx=v0t+200 m-a1t2=10t+200-t2(m)
当t== s=5 s时,Δx有极值,相距最远,将t=5 s代入解得Δxmax=225 m。
方法三:图像分析法
在同一坐标系中画出两车的v-t图像,如图由图像可知,
当赛车速度等于服务车速度时两车相距最远,由v0=
a1t=10 m/s得t=5 s时两车相距最远,则追上之前两车
的最大距离Δxmax=v0t-t+200 m=225 m。
迁移拓展.若当赛车刚追上服务车时,赛车手立即刹车,使赛车以4 m/s2的加速度做匀减速直线运动,则两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从服务车旁经过而不相碰,用情境分析法和图像分析法两种方法
解题)
答案:20 s
方法一:情境分析法
假设再经t4时间两车第二次相遇(两车一直在运动),由位移关系得vt4-a2=v0t4
解得t4=15 s
赛车停下来的时间t'== s=10 s
所以t4=15 s不符合实际,两车第二次相遇时赛车已停止运动
设再经时间t5两车第二次相遇,应满足=v0t5
解得t5=20 s。
方法二:图像分析法
赛车和安全车的v-t图像如图。由图知t=10 s时,赛车停下,安全车的位移小于赛车的位移,则有v0t5=,解得t5=20 s。
考向2 初速度大者追初速度小者
常见情境 图像 说明
匀减速追匀速 开始追赶时,两物体间距离为x0,之后两物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻:
(1)若Δx=x0,则恰能追上,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件
(2)若Δx<x0,则不能追上,此时两物体最小距离为x0-Δx
(3)若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx=x0,两物体第一次相遇,则t2(t2-t0=t0-t1)时刻两物体第二次相遇
匀速追匀加速
匀减速追匀加速
(2025·高三上广东肇庆开学考试)在平直公路上,有甲、乙两辆汽车同方向运动,甲汽车的速度是72 km/h,乙汽车的速度是108 km/h。
(1)若在t=0时刻同时经过某一个路标A,乙汽车立即以大小为2 m/s2的加速度刹车,甲汽车始终以72 km/h的速度匀速运动,经过一段时间,甲、乙两汽车又在路标B处相遇,求在路标A、B路段,甲、乙两汽车之间的最大距离。
答案:25 m
例6
根据题意,甲汽车的速度为v1=72 km/h=20 m/s,乙汽车的速度为v2=108 km/h=30 m/s
设经过时间t,两车的速度相等,此时甲、乙两汽车之间的距离最大,则v2-at=v1,
xm=v2t-at2-v1t
解得xm=25 m。
(2)若当乙汽车距离前方的甲汽车50 m时,乙汽车驾驶员发现了甲汽车,设甲、乙两汽车驾驶员的反应时间均为Δt=0.5 s。若乙汽车驾驶员发现甲汽车经反应时间Δt后,由于乙汽车刹车失灵只能采取鸣笛警告措施,甲汽车驾驶员听到鸣笛后经反应时间Δt后立即做匀加速运动,为了防止两车相撞,求甲汽车加速运动的最小加速度大小。(保留三位有效数字,声音的传播时间忽略不计)
答案:1.25 m/s2
设甲汽车的加速度最小为a',且加速时间t'后两车速度相等,则v2=v1+a't'
当甲汽车开始加速时两车之间的距离为
x0=x-(v2-v1)·2Δt=40 m
两车速度相等时,恰好到达同一位置(两车不相撞),根据位移关系有v2t'=x0+t'
解得甲汽车加速运动的最小加速度大小为
a'=1.25 m/s2。
考向3 图像中的追及相遇问题
两玩具车在两条平行的车道上行驶,t=0时两车都在同一计时线处,它们在四次比赛中的v-t图像如下图所示。在0~3 s内对应的比赛中两车可能再次相遇的是
例7
√
A项中,在0~2.5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,两车的距离增大,t=2.5 s时,两车速度相等,两者相距最远,此后,两车的距离在缩小,t=5 s时,两车相遇,故0~3 s内两车没有再次相遇,故A错误;B项中,在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,t=5 s时,两者相距最远,0~3 s内两车不可能再次相遇,故B错误;C项中,根据v-t图像与横轴围成的面积等于位移可知,t=2.5 s时,两车再次相遇,故两车在0~3 s内相遇,C正确;D项中,在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,t=5 s时,速度相等,两者相距最远,0~3 s内两车不可能再次相遇,故D错误。
针对练. (2024·山东德州月考)物理兴趣小组的同学用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛,两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中,A小车安装加速度传感器,B小车安装速度传感器,两车初始时刻速度大小均为v0=30 m/s,A车在前、B车在后,两车相距100 m,其传感器读数与时间的函数关系图像分别如图甲、乙所示,规定初始运动方向为正方向。下列说法正确的是
A.t=3 s时两车间距离为25 m
B.3~9 s内,A车的加速度大于B车的加速度
C.两车最近距离为10 m
D.0~9 s内两车相遇一次
√
在0~3 s内A车做匀减速运动,A车减速到零所需时间tA==3 s,故
在t=3 s时A车减速到零,A车前进的位移为xA=tA=45 m,B车前进的位移为xB=v0tA=90 m,t=3 s时两车间距离为Δx=d+xA-xB=55 m,故A错误;由题图可知在3~9 s内A车的加速度为aA2=5 m/s2,v-t图像的斜率表示加速度,则aB==-5 m/s2,则A、B两车的加速度大小相等,故B错误;t=3 s后,A车开始由静止做匀加速运动,B车开始
做匀减速运动,3~9 s的过程中,设经历时间t两者速度相同,则v共=aA2t=v0+aBt,解得t=3 s,v共=15 m/s,A车在3~6 s内前进的位移为x1=t=22.5 m,B车前进的位移为x2=t=67.5 m,故两车相距的最小距离,则Δxmin=Δx+x1-x2=10 m,此后A车的速度大于B车的速度,两者间的距离开始增大,不可能再相遇,故C正确,D错误。
考向4 交叉运动的相遇问题
据统计,城市交通事故大多数因违章引起。如图所示,甲、乙两车分别在相互垂直的道路上沿各自道路的中心线向前匀速行驶,当甲、乙两车的车头到十字路口(道路中心线)的距离分别为30 m、40 m时,路口恰处于红、绿灯转换,甲、乙两车均未采取任何减速或制动等措施,仍匀速行驶,以致两车相碰。已知两车型号相同,车的车长为3.2 m,车宽为1.76 m,并已知甲车的速度为40 km/h,则在穿过路口过程中,乙车速度的范围约为
A.45.9 km/h≤v≤60.5 km/h
B.40 km/h≤v≤60 km/h
C.24.3 km/h≤v≤33.3 km/h
D.v≤63.3 km/h
例8
√
设车长为L,车宽为d,乙车速度最大时,乙车车尾与甲车的车头相碰,
如图1,则=,解得≈60.5 km/h;
当乙车速度最小时,乙车车头与甲车的车尾相碰,如图2,则=,解得≈45.9 km/h,即乙车的速度范围为45.9 km/h≤v
≤60.5 km/h,故选A。
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课 时 测 评
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1.(2025·陕西省渭南市高三上学期9月联考)如图甲所示,小李驾驶汽车按导航提示右转通过某个路口后,突然看到前方禁止通行警示牌,如图乙所示,他反应过来后刹车制动,并倒车回到路口绕道行驶。以路口为位移原点,汽车开始减速时为计时起点,并将汽车看成质点,忽略换挡时间(把刹车和倒车过程看成连续的匀变速直线运动),绘制了如图丙所示的x-t图像,由图中数据可得
A.t=4 s时,汽车离路口最远为8 m
B.0~6 s内,汽车的平均速度大小为1 m/s
C.t=0时刻,汽车的瞬时速度大小为2 m/s
D.t=3 s时,汽车的加速度大小为2 m/s2
√
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
11
12
以路口为位移原点,由x-t图像可知,
t=4 s时,汽车离路口最远为13 m,故
A错误。由x-t图像可知,0~6 s内,汽
车的平均速度大小为== m/s=1 m/s,故B正确。根据x-t图像的切线斜率表示速度可知,t=4 s时,汽车的速度为0;在0~4 s内有Δx4=t4,可得t=0时刻,汽车的瞬时速度大小为v0= m/s=4 m/s,故C错误。汽车在0~4 s内做匀减速直线运动,则t=3 s时,汽车的加速度大小为a== m/s2=1 m/s2,故D错误。故选B。
2
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9
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1
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12
2.(2025·山东10月联考)有经验的司机远远看见红灯并不紧急刹车而是调整油门缓慢减速,使汽车赶到路口时正好绿灯亮起,当绿灯亮起时,司机控制油门使汽车做匀加速直线运动,以开始加速时作为计时起点,0~5 s内汽车的x-t图像如图所示,6 s后汽车以6 s末的速度做匀速直线运动。下列说法正确的是
A.汽车在0~4 s内通过的位移大小为30 m
B.汽车做匀加速直线运动的加速度大小为4 m/s2
C.汽车做匀速直线运动的速度大小为16 m/s
D.0~6 s内汽车的平均速度大小为16 m/s
√
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1
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12
设t=0时刻汽车的速度大小为v0,汽车做匀加速直线运
动的加速度大小为a,根据位移与时间关系x=v0t+at2,
结合题图可知,汽车5 s内的位移为45 m,2 s内的位移为
12 m,解得v0=4 m/s,a=2 m/s2,所以4 s内物体的位移为x=4×4 m+×2×42 m=32 m,故A、B错误;6 s后汽车做匀速直线运动,速度为v=v0+at=4 m/s+2×6 m/s=16 m/s,故C正确;0~6 s内汽车平均速度大小为==10 m/s,故D错误。
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3.(多选)甲、乙两质点同时沿同一直线运动,v-t图像如图所示。关于两质点的运动情况,下列说法正确的是
A.在t=0时,甲、乙的运动方向相同
B.在0~t0时间内,乙的加速度一直减小
C.在0~2t0时间内,乙的平均速度等于甲的平均速度
D.若甲、乙从同一位置出发,则t0时刻相距最远
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√
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在t=0时,甲的速度为正,乙的速度为负,说明
甲、乙的运动方向相反,故A错误;根据v-t图像
的斜率表示加速度,可知在0~t0时间内,乙的加
速度一直减小,故B正确;根据v-t图像与时间轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的面积表示位移为正,下方的面积表示位移为负,则知在0~2t0时间内,乙的位移小于甲的位移,则乙的平均速度小于甲的平均速度,故C错误;若甲、乙从同一位置出发,甲一直沿正向运动,乙先沿负向运动,两者距离增大,后沿正向运动,在t0时刻前甲的速度大于乙的速度,两者间距离增大,t0时刻后乙的速度大于甲的速度,两者间距离减小,所以t0时刻相距最远,故D正确。故选BD。
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4.(2025·高三上广东东莞阶段练习)图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法不正确的是
A.图甲为A、B、C三物体做直线运动的x-t图像,0~t1时间内三物体的平均速度相等
B.图乙中,x1~2x1物体的加速度大小为
C.图丙中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度改变量的大小
D.图丁中所描述的物体正在做匀加速直线运动,该物体的加速度大小为4 m/s2
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题图甲为A、B、C三物体做直线运动的x-t图像,0~t1时间内,位移相同,时间相同,三物体的平均速度相等,故A正确;根据速度与位移关系,结合题图乙可得2a=,所以a=,即x1~2x1物体的加速度大小为,故B错误;题图丙中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度
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改变量的大小,故C正确;根据x=v0t+at2,可得=v0+at,结合题图丁可得v0=2 m/s,a=2 m/s2,所以a=4 m/s2,则物体正在做匀加速直线运动,物体的加速度大小为4 m/s2,故D正确。故选B。
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5.(2025·广东省深圳一模)根据机动车的运动情况,绘制图像,如图所示,已知一质量为1 000 kg的机动车在水平路面沿直线减速行驶,规定初速度v0的方向为正方向。以下说法正确的是
A.机动车的初速度v0=10 m/s
B.机动车的加速度大小为2 m/s2
C.机动车在前3 s的位移是12 m
D.机动车前3 s的动量变化量为1.2×104 kg·m/s
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由x=v0t+at2变形可得=v0·+a,与题图的图线
对比,由纵截距可知a=-2 m/s2,解得a=-4 m/s2,
由斜率可知v0= m/s=10 m/s,故A正确,B错误;
机动车速度变为0所需时间为t==2.5 s,故机动车在前3 s的位移是x== m=12.5 m,故C错误;机动车前3 s的动量变化量为Δp=p2-p1=0-1 000×10 kg·m/s=-104 kg·m/s,故D错误。
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6.如图所示,在某次比赛中,可看成质点的甲、乙两汽车模型在同一直线上运动,相距x=8 m,甲以v甲=5 m/s的速度向右匀速运动,已知关闭电源的乙此时的速度v乙=12 m/s,向右做匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,那么甲追上乙所用的时间为
A. s
B.8 s
C.8.8 s
D. s
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乙速度减为0的时间t1== s=6 s,此时乙的位移x乙== m=36 m,甲的位移x甲=v甲t1=5×6 m=30 m,由于
x甲<x乙+x,可知乙速度为0时,甲还未追上乙,则继续追赶的时间t2== s=2.8 s,甲追上乙的时间t=t1+t2=8.8 s。故
选C。
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7.甲、乙两物体在两地同时同向出发做匀加速直线运动,出发时甲的初速度为2 m/s,乙的初速度为1 m/s,运动时甲的加速度为2 m/s2,乙的加速度为4 m/s2,已知甲、乙在2 s时恰好相遇,下列说法正确的是
A.从出发到相遇,甲的位移为6 m
B.在2 s后,若甲、乙保持加速度不变,则会再次相遇
C.甲与乙出发地之间的距离为4 m
D.相遇之前,甲与乙在t=0.5 s时相距最远
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由v=v0+at可得,2 s时甲的速度v甲=6 m/s,同理可得v乙=9 m/s,又乙的加速度大于甲的加速度,可知2 s后乙的速度始终大于甲的速度,不会再次相遇,B错误;由x=v0t+at2可得从出发到相遇甲、乙的位移分别为x甲=8 m,x乙=10 m,则甲与乙出发地之间的距离为x乙-x甲=2 m,A、C错误;分析可知甲、乙速度相等时相距最远,由v甲0+a甲t=
v乙0+a乙t,可得t=0.5 s时甲、乙相距最远,D正确。
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8.假设一辆无人驾驶的测试车辆正在平直公路上行驶,距路口停车线40 m时,绿灯还有3 s将变为红灯,此时测试车辆的速度为10 m/s。测试车辆可看作质点,在不违反交通规则的前提下
A.测试车辆可以以 m/s2的加速度匀加速通过该路口
B.测试车辆匀加速通过该路口时的速度可以为15 m/s
C.测试车辆匀减速停在停车线处,其加速度大小为 m/s2
D.测试车辆匀减速停在停车线处,其加速度大小为1.25 m/s2
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测试车辆若以 m/s2的加速度匀加速,经3 s时间经过的位移x1=v0t+at2=40 m,刚好到路口,不能通过路口,故A错误;测试车辆匀加速通过该路口时的速度为15 m/s时,经过的位移x2=t=37.5 m<40 m,故不可能到路口,故B错误;测试车辆匀减速停在停车线处,若加速度大小为 m/s2,则x3==15 m<40 m,故其加速度不可能为 m/s2,故C错误;测试车辆匀减速停在停车线处,其加速度大小为1.25 m/s2时,有40 m=v0t0-a3,解得t0=8 s>3 s,是可以的,故D正确。故选D。
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9.(2024·广东肇庆一模)港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道,也是我国第一条外海沉管隧道,全长6.7 km ,隧道限速90 km/h,将沉管隧道简化为直线,t=0时刻,甲、乙两车同时由同一入口进入隧道,之后在隧道中运动的速度随时间变化的关系如图所示。则乙车在隧道中追上甲车的时间为
A.5 s
B.10 s
C.12 s
D.20 s
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由题图可知a甲= m/s2=1 m/s2,a乙= m/s2=2 m/s2,则0~10 s内有x甲=v0甲t+a甲t2,x乙=v0乙t+a乙t2,当乙车追上甲车时有x甲=x乙,解得t=10 s,故B正确。
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10.甲、乙两辆小车(视为质点)在一条平直公路上做直线运动,两车运动的x-t图像如图所示。已知两图像均为抛物线的一部分,t1=4 s时,甲图像的切线与时间轴平行,t2=6 s时甲、乙图像相切,下列说法正确的是
A.0~4 s内,甲做正向匀减速直线运动
B.甲的加速度为-2 m/s2
C.甲、乙相遇时,乙的速度为2 m/s
D.5 s时乙的速度为12 m/s
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x-t图像的切线斜率表示物体的速度,由题图可知,t=0时
甲图像的切线斜率为负,则甲的初速度为负,t1=4 s时甲
图像的切线斜率为0,则速度为0,即0~4 s内,甲的速度
沿负方向减小,又x-t图像为抛物线,则可知甲做负向匀减
速直线运动,A错误;0~4 s内,甲的位移为x甲1=4 m-20 m=-16 m,由逆向思维可得-x甲1=a甲,解得a甲=2 m/s2,B错误;t2=6 s时甲、乙的图像相切即相遇,此时速度相等,设为v,4~6 s内,甲的位移为x甲2=8 m-4 m=4 m,由平均速度的定义可得x甲2=(t2-t1),解得v=4 m/s,C错误;
设t=5 s时乙的速度为v0,同理可得x乙=,由题图可得x乙=8
m,解得v0=12 m/s,D正确。
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11.(14分)(2025·高三上广东中山阶段练习)一辆以v0=90 km/h的速度做匀速运动的汽车,司机发现前方的障碍物后立即刹车,刹车过程可看成匀减速运动,加速度大小为2.5 m/s2,从刹车开始计时,求:
(1)前4 s内汽车的位移大小;
答案:80 m
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由题意可得v0=90 km/h=25 m/s
设初速度方向为正方向,由于汽车做匀减速运动,所以a=-2.5 m/s2,则刹车时间
t0==10 s。
由于t0=10 s>4 s,则前4 s内汽车的位移大小x4=v0t4+a= m=80 m。
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(2)前15 s内汽车的位移大小。
答案:125 m
由题意可得v0=90 km/h=25 m/s
设初速度方向为正方向,由于汽车做匀减速运动,所以a=-2.5 m/s2,则刹车时间
t0==10 s。
由于t0=10 s<15 s,则15 s时车已停下,故前15 s内的位移大小为前10 s内的位移大小x'=v0t0+a= m=125 m。
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12.(14分)(2025·高三上广东广州阶段练习)根据新的交通规则,遇行人过斑马线,汽车要停车礼让。如图所示,一辆小汽车在平直马路上以v=8 m/s的速度匀速行驶,当小汽车的车头距停车线d=8.4 m时,司机发现一行人正在通过斑马线,司机紧急刹车,待停稳时,恰有一半车身通过停车线。已知车长L=4.0 m,司机反应时间0.50 s。求:
(1)小汽车刹车的加速度大小。
答案:5 m/s2
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小汽车在司机反应时间内的位移
x1=vt0=4 m
小汽车刹车过程匀减速的位移
x2=d+-x1=6.4 m
设小汽车刹车的加速度大小为a,则
0-v2=-2ax2
解得a=5 m/s2。
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(2)此后小汽车以0.5 m/s2的加速度由静止匀加速出发,追赶前方x0= m处以15 m/s匀速行驶的同伴车辆。同伴车辆此时距下个路口900 m,若此路段限速60 km/h,试求出小汽车经过多长时间追上同伴车辆,并判断是在通过下个路口之前还是通过下个路口之后追上同伴车辆。
答案: s 通过下个路口之后才追上同伴车辆
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设小汽车匀加速至最大速度vm=60 km/h= m/s,
用时t1== s
该段时间内小汽车前进的位移为x1'== m
该段时间内同伴车辆前进位移为x2'=v2t1=500 m
此时小汽车还未追上同伴车辆,之后两车均做匀速运动,设再经过时间t2小汽车追上同伴车辆,即x2'+x0-x1'=(vm-v2)t2
解得t2=180 s
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故小汽车追上同伴车辆经历时间t=t1+t2= s
同伴车辆在这段时间内前进距离
x=v2t=3 200 m>900 m
可知小汽车在通过下个路口之后才追上同伴车辆。
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谢 谢 观 看
运动学图像 追及相遇问题
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