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高考总复习 物理 人教版
专题提升1 运动图像问题
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
课程标准 1.知道几种运动学图像的物理意义。2.会用图像分析物体的运动情况。3.能根据图像判断或求解图像以外的物理量。4.掌握运动学图像间的相互转化。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
01
提升点1 对运动学图像的理解
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
1.对x-t图像与v-t图像及a-t图像的理解
图像 x-t图像 v-t图像 a-t图像
意义 图像表示位移随时间的变化规律,不是物体运动的轨迹 图像表示速度随时间的变化规律,不是物体运动的轨迹 图像表示加速度随时间的变化规律
斜率 各点切线斜率表示对应时刻的速度 各点切线斜率表示对应时刻的加速度 加速度的变化率
纵截距 初位置 初速度 起始时刻的加速度
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
图像 x-t图像 v-t图像 a-t图像
面积 无实际意义 图像与时间轴所围面积表示位移 图像与时间轴所围面积表示速度变化量Δv
交点 表示相遇 表示速度相同 表示加速度相同
拐点 表示速度方向改变 表示加速度方向改变 —
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
2.三点说明
(1)x-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。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
位移—时间(x-t)图像
如图所示为甲、乙两质点同时沿同一直线运动的位移—时间图像。关于两质点的运动情况,下列说法正确的是( )
A.在0~t0时间内,乙的速度一直增大
B.在0~2t0时间内,甲的速度一直在减小
C.在0~t0时间内,甲、乙的运动方向相反
D.在0~2t0时间内,甲、乙发生的位移相同
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
[解析] 位移—时间图像的斜率表示速度。在0~t0时间内,乙图线的切线斜率不断减小,则乙的速度一直减小,故A错误;在0~2t0时间内,甲的速度不变,故B错误;在0~t0时间内,甲的速度为负,乙的速度为正,说明甲、乙的运动方向相反,故C正确;在0~2t0时间内,甲的位移为x1=0-2x0=-2x0,乙的位移为x2=x0-(-x0)=2x0,所以甲、乙发生的位移大小相等、方向相反,故D错误。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
速度—时间(v-t)图像
某运动员在游泳过程中做直线运动,某次入水后的v-t图像如图所示,各阶段图像均为直线。求:
(1)0~2 s内的平均速度大小;
(2)44~46 s内的加速度大小;
(3)44~46 s内的位移大小。
[答案] (1)2.4 m/s (2)0.1 m/s2 (3)4.2 m
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
[解析] (1)由图像可知,运动员在0~2 s内做匀减速直线运动,平均速度大小为=×(2.0+2.8) m/s=2.4 m/s。
(2)由图像可知,运动员在44~46 s内做匀加速直线运动,加速度大小为a= m/s2=0.1 m/s2。
(3)运动员在44~46 s内的位移大小为
x=×(2.0+2.2)×(46-44) m=4.2 m。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
加速度—时间(a-t)图像
(2026·四川遂宁开学考试)一物体由静止开始,在粗糙的水平面上沿直线运动,其加速度a随时间t变化的图像如图所示。若选物体开始运动的方向为正方向,则下列说法正确的是( )
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
A.在0~2 s的时间内,物体先做匀速直线运动后做匀减速运动
B.在2 s时物体的位移最大
C.在1~3 s的时间内,物体速度的变化量为0
D.在0~4 s的时间内,物体的位移为0
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
[解析] 由题图可知,0~1 s内物体的加速度不变,物体做匀加速直线运动,1~2 s内物体的加速度数值减小,物体做加速度减小的变加速运动,故A错误;2 s时,物体的加速度为零,速度最大,所以物体仍在运动,则位移不是最大,故B错误;根据a-t图线围成的面积表示速度的变化量,可知在1~3 s的时间内,物体速度的变化量为Δv=×2×1 m/s+×(-2)×1 m/s=0 m/s,故C正确;根据a-t图线围成的面积表示速度的变化量,可知在0~4 s内,物体的速度变化量为Δv=2×1 m/s+×2×1 m/s+×(-2)×1 m/s+(-2)×1 m/s=0 m/s,说明物体在4 s时停止运动,这段时间内一直向前运动,故D错误。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
02
提升点2 “数学思维”分析非常规图像问题
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
图像种类 示例 分析思路
-t图像 由x=v0t+at2
得=v0+at
图像的斜率k为a,截距为初速度v0
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。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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为2a,截距为
-图像 由x=v0t+at2
得=v0·+a
图像的斜率k为v0,截距为a
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
示例 分析思路
a-x图像
由v2-=2ax
得ax=
面积表示速度平方变化量的一半
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
图像种类 示例 分析思路
-x图像
由x=vt
得t=
面积表示运动时间t
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
(2026·广西钦州期中)如图所示,四幅图均为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
A.甲图中,物体在0~10 s这段时间内的平均速度小于9 m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为3.5 m/s2
C.丙图中,阴影面积表示4~6 s时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,物体从t=0时刻开始运动,t=3 s时物体的速度大小为50 m/s
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
[解析] 题图甲中,若v-t图像为直线,则0~10 s时间内的平均速度大小为v=
m/s=9 m/s,由图中曲线可知物体在0~10 s这段时间内平均速度大于
9 m/s,A错误;题图乙中,根据运动学公式,则有v2=2ax,可知a== m/s2=
3.75 m/s2,即物体的加速度大小为3.75 m/s2,B错误;题图丙中,根据Δv=aΔt可知,阴影面积表示4~6 s时间内物体的速度变化量,C错误;题图丁中,根据运动学公式x=v0t+at2,可得=v0+at,由图像可解得a=20 m/s2, v0=-10 m/s,则t=
3 s时物体的速度大小为v3=v0+at3=50 m/s,D正确。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
(多选)(2026·陕西宝鸡期中)根据机动车的运动情况,绘制如图所示的-图像,已知其在水平路面沿直线行驶,规定初速度v0的方向为正方向,运动过程中所受阻力恒定。以下说法正确的是( )
A.机动车做匀加速运动
B.机动车的初速度大小为20 m/s
C.机动车的加速度大小为20 m/s2
D.机动车在前3 s内的位移是25 m
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
[解析] 由图像可知=k·+b,代入图像中数据,可得
-4=b,0=k×0.2+b
解得b=-4,k=20,即=20·-4,整理可得x=20t-4t2
结合匀变速直线运动位移与时间的关系式x=v0t+at2
可知机动车做匀减速运动,且v0=20 m/s,a=-8 m/s2,故A、C错误,B正确;
机动车匀减速运动的总时间为t==2.5 s
则机动车在前3 s的位移等于机动车在前2.5 s的位移,为x=t=25 m,故D正确。
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
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