一、對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的理解及應(yīng)用 1.對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象物理意義的理解 ?。?)一看“軸”:先要看清兩軸所代表的物理量,即圖象是描述哪兩個(gè)物理量之間的關(guān)系。 ?。?)二看“線”:圖象表示研究對(duì)象的變化過(guò)程和規(guī)律。在v–t圖象和x–t圖象中傾斜的直線分別表示物體的速度和位移隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)情況。 ?。?)三看“斜率”:x–t圖象中斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的速度大小和方向。v–t圖象中斜率表示運(yùn)動(dòng)物體的加速度大小和方向。 ?。?)四看“面積”:即圖線和坐標(biāo)軸所圍的面積,也往往代表一個(gè)物理量,這要看兩物理量的乘積有無(wú)意義。例如v和t的乘積vt=x有意義,所以v–t圖線與橫軸所圍“面積”表示位移,x–t圖象與橫軸所圍“面積”無(wú)意義。 (5)五看“截距”:截距一般表示物理過(guò)程的初始情況,例如t=0時(shí)的位移或速度。 (6)六看“特殊點(diǎn)”:例如交點(diǎn)、拐點(diǎn)(轉(zhuǎn)折點(diǎn))等。例如x–t圖象的交點(diǎn)表示兩質(zhì)點(diǎn)相遇,但v–t圖象的交點(diǎn)只表示速度相等。 2.運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用 ?。?)用圖象解題可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化,思路更清晰,而且比解析法更巧妙、更靈活。在有些情況下運(yùn)用解析法可能無(wú)能為力,但是圖象法則會(huì)使你豁然開朗。 ?。?)利用圖象描述物理過(guò)程更直觀。物理過(guò)程可以用文字表述,也可以用數(shù)學(xué)式表達(dá),還可以用物理圖象描述。如果能夠用物理圖象描述,一般來(lái)說(shuō)會(huì)更直觀且容易理解。 (3)運(yùn)用圖象解答物理問(wèn)題的主要步驟與方法 ?、僬J(rèn)真審題,根據(jù)題中所需求解的物理量,結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律確定所需的橫、縱坐標(biāo)表示的物理量。 ?、诟鶕?jù)題意,找出兩物理量的制約關(guān)系,結(jié)合具體的物理過(guò)程和相應(yīng)的物理規(guī)律作出函數(shù)圖象。 ?、塾伤鲌D象結(jié)合題意,運(yùn)用函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)、分析和推理,從而找出相應(yīng)的變化規(guī)律,再結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具(即方程)求出相應(yīng)的物理量。 ?。?)用速度—時(shí)間圖象巧得四個(gè)運(yùn)動(dòng)量 ?、龠\(yùn)動(dòng)速度:從速度軸上直接讀出。 ?、谶\(yùn)動(dòng)時(shí)間:從時(shí)間軸上直接讀出時(shí)刻,取差得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 ③運(yùn)動(dòng)加速度:從圖線的斜率得到加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負(fù)反映了加速度的方向。 ④運(yùn)動(dòng)的位移:從圖線與時(shí)間軸圍成的面積得到位移,圖線與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移的大小,第一象限的面積表示與規(guī)定的正方向相同,第四象限的面積表示與規(guī)定的正方向相反。 二、追及、相遇問(wèn)題 1.分析追及問(wèn)題的方法技巧可概括為“一個(gè)臨界條件”、“兩個(gè)等量關(guān)系”。 (1)一個(gè)臨界條件:速度相等。它往往是物體間能否追上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷問(wèn)題的切入點(diǎn); ?。?)兩個(gè)等量關(guān)系:時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系,通過(guò)畫草圖找出兩物體的時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口。 2.能否追上的判斷方法 物體B追趕物體A:開始時(shí),兩個(gè)物體相距x0。若vA=vB時(shí),xA+x0<xB,則能追上;若vA=vB時(shí),xA+x0=xB,則恰好不相撞;若vA=vB時(shí),xA+x0>xB,則不能追上。 3.若被追趕的物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),一定要注意判斷追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)。 4.解題思路和方法及技巧 ?。?)解題思路和方法 ?。?)解題技巧 ①緊抓“一圖三式”,即:過(guò)程示意圖,時(shí)間關(guān)系式、速度關(guān)系式和位移關(guān)系式。 ?、趯忣}應(yīng)抓住題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件,如“剛好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,它們往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài),滿足相應(yīng)的臨界條件。 特別提醒: ?。?)在分析追及與相遇問(wèn)題時(shí),可用以下方法: ?、倥R界條件法:當(dāng)二者速度相等時(shí),二者相距最遠(yuǎn)(最近)。 ②圖象法:畫出x–t圖象或v–t圖象,然后利用圖象進(jìn)行分析求解。 ?、蹟?shù)學(xué)判別式法:設(shè)相遇時(shí)間為t,根據(jù)條件列方程,得到關(guān)于t的一元二次方程,用判別式進(jìn)行討論,若Δ>0,即有兩個(gè)解,說(shuō)明可以相遇兩次;若Δ=0,說(shuō)明剛好追上或相遇;若Δ<0,說(shuō)明追不上或不能相遇。 ?。?)在追及問(wèn)題中,若后者能追上前者,則追上時(shí),兩者處于同一位置,后者的速度一定大于前者的速度;若后者追不上前者,則當(dāng)后者的速度與前者相等時(shí),兩者相距最近。 ?。?)在相遇問(wèn)題中,同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及即相遇;相向運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時(shí)兩物體之間的距離時(shí)即相遇。 考向一 x-t圖像 【典例引領(lǐng)】 如圖所示是A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的x–t圖象,則( ?。?br> A.A質(zhì)點(diǎn)以20 m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng) B.B質(zhì)點(diǎn)先沿正方向做直線運(yùn)動(dòng),后沿負(fù)方向做直線運(yùn)動(dòng) C.B質(zhì)點(diǎn)最初4 s做加速運(yùn)動(dòng),后4 s做減速運(yùn)動(dòng) D.A、B兩質(zhì)點(diǎn)在4 s末相遇 【查看答案】 【參考答案】ABD 【詳細(xì)解析】 在x–t圖象中圖線的斜率表示速度,所以A質(zhì)點(diǎn)的速度不變,做勻速直線運(yùn)動(dòng),且速度為vA=,故A正確;B質(zhì)點(diǎn)的位移先增大,后減小,說(shuō)明B質(zhì)點(diǎn)先沿正方向做直線運(yùn)動(dòng),后沿負(fù)方向做直線運(yùn)動(dòng),故B正確;B質(zhì)點(diǎn)的x–t圖線切線斜率先減小后增大,說(shuō)明B質(zhì)點(diǎn)前4 s做減速運(yùn)動(dòng),后4 s做加速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)出發(fā),在4 s末位移相同,說(shuō)明兩質(zhì)點(diǎn)在4 s末相遇,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】 關(guān)鍵掌握位移圖象的基本性質(zhì),橫坐標(biāo)代表時(shí)刻,而縱坐標(biāo)代表物體所在的位置,縱坐標(biāo)不變即物體保持靜止?fàn)顟B(tài);位移時(shí)間圖象是用來(lái)描述物體位移隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象,不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,斜率等于物體運(yùn)動(dòng)的速度,斜率的正負(fù)表示速度的方向,質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的位移等于x的變化量?x。 【變式拓展】 1.a(chǎn)、b、c三個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系圖象中,圖線c是一條x=0.4t2 的拋物線。有關(guān)這三個(gè)物體在0~5 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ?。?br> A.a(chǎn)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.c物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C.t=5 s時(shí),a物體速度比c物體速度大 D.a(chǎn)、b兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),且速度相同 【查看答案】 【答案】B 【解析】 a物體做正方向勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為2 m/s,故A錯(cuò)誤;b物體做負(fù)方向的勻速運(yùn)動(dòng),速度為–2 m/s,故D錯(cuò)誤;c物體位移與時(shí)間的平方成正比,所以做勻加速運(yùn)動(dòng),故B正確;c物體加速度為0.8 m/s2,5 s時(shí)速度為4 m/s,故C錯(cuò)誤。 2.如圖為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動(dòng)的位移–時(shí)間圖象。關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( ?。?br> A.在0~t0時(shí)間內(nèi),甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相同 B.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的速度一直在減小 C.在0~t0時(shí)間內(nèi),乙的速度一直增大 D.在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲、乙發(fā)生的位移不相同 【查看答案】 【答案】D 【解析】 由圖知,根據(jù)x–t圖象的斜率表示速度可知,在0~t0時(shí)間內(nèi),甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相反,故A錯(cuò)誤;在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲的速度一直不變,所以B錯(cuò)誤;在0~t0時(shí)間內(nèi),乙的速度一直減小,故C錯(cuò)誤;在0~2t0時(shí)間內(nèi),甲發(fā)生的位移為–2x0,乙的位移是2x0,方向相反,故D正確。 考向二 v-t圖像 【典例引領(lǐng)】 如圖是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度圖象,由圖象得到的正確結(jié)果是( ?。?br> A.0~1 s內(nèi)的平均速度是2 m/s B.0~2 s內(nèi)的位移大小是3 m C.0~1 s內(nèi)的加速度大于2~4 s內(nèi)的加速度 D.0~1 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向與2~4 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反 【查看答案】 【參考答案】BC 【詳細(xì)解析】 0~1 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故,A錯(cuò)誤;0~2 s內(nèi)的位移為:,B正確;在速度時(shí)間圖線中,斜率表示加速度大小,故C正確;在速度時(shí)間圖象中,時(shí)間軸上方的速度都為正,故D錯(cuò)誤。 【變式拓展】 1.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度–時(shí)間圖象如圖所示,該質(zhì)點(diǎn)( ) A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變 B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變 C.在第2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零 D.第3秒末和第5秒末的位置相同 【查看答案】 【答案】D 【解析】 0~2 s內(nèi)速度圖象在時(shí)間軸的上方,都為正,速度方向沒(méi)有改變,故A錯(cuò)誤;速度時(shí)間圖象的斜率表示加速度,由圖可知1~3 s圖象斜率不變,加速度不變,方向沒(méi)有發(fā)生改變,故B錯(cuò)誤;根據(jù)“面積”表示位移可知,第2 s內(nèi)的位移為:,故C錯(cuò)誤;根據(jù)“面積”表示位移可知,0~3 s內(nèi)的位移為x1,0~5 s內(nèi)的位移為x2,所以第3秒末和第5秒末的位置相同,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】 在速度時(shí)間圖象中,需要掌握三點(diǎn),一、速度的正負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向,看運(yùn)動(dòng)方向是否發(fā)生變化,只要考慮速度的正負(fù)是否發(fā)生變化,二、圖象的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度,三、圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,在坐標(biāo)軸上方表示正方向位移,在坐標(biāo)軸下方表示負(fù)方向位移 2.在一水平面上有a、b、c三輛玩具車沿同一方向運(yùn)動(dòng),它們同時(shí)經(jīng)過(guò)同一路標(biāo)時(shí)開始計(jì)時(shí),此后的v–t圖象如圖所示,則下列判斷正確的是( ?。?br> A.在0~40 s內(nèi),a玩具車的平均速度最大,c玩具車的平均速度最小 B.a(chǎn)玩具車的加速度大小大于c玩具車的加速度大小 C.20 s末,三輛玩具車一定再次相遇 D.40 s末,三輛玩具車一定再次相遇 【查看答案】 【答案】D 【解析】 根據(jù)速度圖象的“面積”表示位移知,在0~40 s內(nèi)a、c兩玩具車的位移相等,平均速度相等,故A錯(cuò)誤;根據(jù)斜率大小等于加速度知,a玩具車的加速度大小等于c玩具車的加速度大小,故B錯(cuò)誤;20 s末,三輛玩具車的位移不等,一定沒(méi)有相遇,故C錯(cuò)誤;40 s末,三輛玩具車的位移相等,則三輛玩具車一定再次相遇,故D正確。 考向三 a-t圖像 【典例引領(lǐng)】 一物體做直線運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間變化的a–t圖象如圖所示。下列v–t圖象中,可能正確描述此物體運(yùn)動(dòng)的是( ?。?br> A. B. C. D. 【查看答案】 【參考答案】D 【詳細(xì)解析】 由a–t圖象可知,在內(nèi),物體沿加速度方向做勻加速運(yùn)動(dòng),v–t圖象是傾斜的直線;在內(nèi),加速度為0,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),v–t圖象是平行于t軸的直線;在T~2T內(nèi),加速度反向,物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),到時(shí)刻速度為零,v–t圖象是向下傾斜的直線,所以D圖能正確描述此物體運(yùn)動(dòng),故ABC錯(cuò)誤,D正確。 【名師點(diǎn)睛】 解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)加速度隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象找出對(duì)應(yīng)的加速度大小和方向,結(jié)合物體的初狀態(tài)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。 【變式拓展】 1.一物體由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),其加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,取開始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,則下列物體運(yùn)動(dòng)的v–t圖象中,正確的是( ?。?br> A. B. C. D. 【查看答案】 【答案】C 【解析】 在0~1 s內(nèi),a1=1 m/s2,物體從靜止開始做正向勻加速運(yùn)動(dòng),速度圖象是一條直線,1 s末速度v1=a1t=1 m/s,在1~2 s內(nèi),a2=–1 m/s2,物體將仍沿正方向運(yùn)動(dòng),但要減速,2 s末時(shí)速度v2=v1+a2t=0,2~3 s內(nèi)重復(fù)0~1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況,3~4 s內(nèi)重復(fù)1~2 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況,故選項(xiàng)C正確。 考向四 其他圖像 【典例引領(lǐng)】 質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x和時(shí)間平方t2的關(guān)系圖象如圖所示,則該質(zhì)點(diǎn)( ?。?br> A.加速度大小為1 m/s2 B.任意相鄰1 s內(nèi)的位移差都為2 m C.2 s末的速度是4 m/s D.物體第3 s內(nèi)的平均速度大小為3 m/s 【查看答案】 【參考答案】BC 【詳細(xì)解析】 根據(jù)x和時(shí)間平方t2的關(guān)系圖象得出關(guān)系式為:x=t2,對(duì)照勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式 x=v0t+at2,知物體的初速度為0,加速度為 a=2 m/s2,且加速度恒定不變,故A錯(cuò)誤;根據(jù)?x=aT2=2×1 m=2 m可知,任意相鄰1 s內(nèi)的位移差都為2 m,故B正確;2 s末的速度是v2=at2=4 m/s,選項(xiàng)C正確;物體第3 s內(nèi)的位移為:x3=32 m–22 m=5 m,平均速度為,故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】 解答本題的關(guān)鍵是能根據(jù)圖象寫出函數(shù)表達(dá)式,通過(guò)比對(duì)的方法求出加速度,能根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相關(guān)量。 【變式拓展】 1.小鐵塊在粗糙的水平面上,從A點(diǎn)在外力作用力下開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)以后由于撤去外力,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)C點(diǎn)停下來(lái)。已知BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移x和速度v的關(guān)系圖線如圖所示,A、C兩點(diǎn)之間的距離為400 m,則( ?。?br> A.B、C兩點(diǎn)之間的距離為200 m B.BC 段做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為4 m/s2 C.AB 段勻速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為10 s D.AC 段所經(jīng)歷的時(shí)間為25 s 【查看答案】 【答案】D 【解析】 BC段做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由題可得初速度v0=20 m/s,末速度v=0,位移x=100 m,所以B、C兩點(diǎn)之間的距離為100 m,故A錯(cuò)誤;在BC段,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:v02=2ax,得a=2 m/s2,故B錯(cuò)誤;AB 段位移為x1=300 m,速度為v=v0=20 m/s,所以AB段勻速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為:t1,故C錯(cuò)誤;BC 段做勻變速運(yùn)動(dòng),有v0=at2,所用時(shí)間為:t2,AC 段所經(jīng)歷的時(shí)間為t=t1+t2=25 s,故D正確。 2.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),其–t圖象如圖所示,則( ?。?br> A.質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為1 m/s B.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為0.5 m/s2 C.質(zhì)點(diǎn)在1 s末速度為1.5 m/s D.質(zhì)點(diǎn)在第1 s內(nèi)的位移為2 m 【查看答案】 【答案】C 【解析】 由圖得,當(dāng)t=1 s時(shí),x=1 m,根據(jù),得,對(duì)比可得,則加速度為a=2×0.5m/s2=1m/s2,質(zhì)點(diǎn)的加速度不變,說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故ABD錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)的初速度v0=0.5m/s,在1 s末速度為v=v0+at=1m/s+1m/s=1.5m/s,故C正確。 【練習(xí)精選】 1.A、B、C三個(gè)物體從同一點(diǎn)出發(fā),它們運(yùn)動(dòng)的x–t圖象如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是( ?。?br> A.三個(gè)物體在0~t0時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向始終一致 B.三個(gè)物體在0~t0時(shí)間內(nèi)的平均速度vA>vC=vB C.A物體做直線運(yùn)動(dòng) D.C物體做加速直線運(yùn)動(dòng) 【查看答案】 【答案】CD 【解析】 此圖象為位移與時(shí)間的關(guān)系,A物體先向正方向運(yùn)動(dòng)后朝反方向運(yùn)動(dòng),B向正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),C向正方向做加速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;三物體的位移均相同,所用時(shí)間相等,所以平均速度相同,故B錯(cuò)誤;ABC均為直線運(yùn)動(dòng),故C正確;C的斜率逐漸增大,所以速度逐漸增大,做加速直線運(yùn)動(dòng),故D正確。 2.某質(zhì)點(diǎn)在東西方向上做直線運(yùn)動(dòng),規(guī)定向東為正方向,其位移—時(shí)間圖象如圖所示,則由圖可知( ?。?br> A.質(zhì)點(diǎn)在0~6 s內(nèi)位移大小為8 m,路程也為8 m B.質(zhì)點(diǎn)在0~8 s內(nèi)位移為8 m,此段時(shí)間路程為24 m C.0~4 s質(zhì)點(diǎn)的速度為2 m/s,4~8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度為–4 m/s D.質(zhì)點(diǎn)0~4 s向東勻速運(yùn)動(dòng),4~6 s向西勻速運(yùn)動(dòng),6~8 s向東勻速運(yùn)動(dòng) 【查看答案】 【答案】C 【解析】 根據(jù)圖象可知,0~6 s內(nèi)位移為0,路程為16 m,故A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在0~8 s內(nèi)的位移為(–8 m)–0=–8 m,路程為s=8 m+8 m+8 m=24 m,故B錯(cuò)誤;位移––時(shí)間圖象中直線的斜率表示速度的大小,在0~4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度為2 m/s,在4~8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度為–4 m/s,故C正確;位移-時(shí)間圖象中直線的斜率表示速度的大小,質(zhì)點(diǎn)在0~4 s內(nèi)向東勻速運(yùn)動(dòng),在4 ~8 s內(nèi)向西勻速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。 3.如圖所示是物體在某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v–t圖象,在t1和t2時(shí)刻的瞬時(shí)速度分別為v1和v2,則時(shí)間由t1到t2的過(guò)程中( ?。?br> A.加速度增大 B.平均速度 C.平均速度 D.平均速度 【查看答案】 【答案】D 【解析】 v–t圖象斜率的大小表示加速度的大小,若為曲線,則曲線的切線的斜率值為加速度的大小,t1到t2時(shí)間斜率值變小,故加速度不斷變小,故A錯(cuò)誤;平均速度公式 僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,根據(jù)面積表示位移大小可知,平均速度,故BC錯(cuò)誤,D正確。 4.下列描述自由落體運(yùn)動(dòng)的圖象中,正確的是( ?。?br> A. B. C. D. 【查看答案】 【答案】AC 【解析】 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式v=gt=10t,v–t圖象是直線,故A正確,B錯(cuò)誤;加速度是定值為g,故C正確,D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】 本題難度較小,明確自由落體運(yùn)動(dòng)的初速度為零,加速度為重力加速度保持不變,v–t圖象是傾斜的直線,a–t圖象是水平直線。 5.如圖所示,分別為汽車甲的位移—時(shí)間圖象和汽車乙的速度—時(shí)間圖象,則( ?。?br> A.甲的加速度大小為5 m/s2 B.乙的加速度大小為5 m/s2 C.甲在4 s內(nèi)的位移大小為40 m D.乙在4 s內(nèi)的位移大小為20 m 【查看答案】 【答案】B 【解析】 在x–t圖象中,斜率的大小表示速度的大小,由圖象可知,甲做勻速直線運(yùn)動(dòng),加速度為0,故A錯(cuò)誤;在速度—時(shí)間圖象中,斜率表示加速度,乙的加速度大小為m/s2=5m/s2,故B正確;甲在4 s內(nèi)的位移大小為x=20m-0=20m,故C錯(cuò)誤;v–t圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移,則乙在4 s內(nèi)的位移大小為,故D錯(cuò)誤。 6.A、B兩物體同時(shí)同地同向出發(fā),其運(yùn)動(dòng)的v–t圖象和a–t圖象如圖甲、乙所示,已知在0~t0和t0~2t0兩段時(shí)間內(nèi),A物體在v–t圖象中的兩段曲線形狀相同,則有關(guān)A、B兩物體的說(shuō)法中,正確的是( ) A.A物體先加速后減速 B.a(chǎn)2=2a1 C.t0時(shí)刻,A、B兩物體間距最小 D.2t0時(shí)刻,A、B兩物體第一次相遇 【查看答案】 【答案】BD 【解析】 由甲圖可知,A物體先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),速度一直增加,故A錯(cuò)誤;由甲圖可知,兩物體的速度變化量相同,在乙圖中a–t圖線圍成的面積表示速度的變化量,即0~t0時(shí)間內(nèi)a–t圖線圍成的面積相等,則有a2=2a1,故B正確;由v–t圖線可知,0~t0時(shí)間內(nèi)A的速度一直小于B的速度,B在前,A在后,AB之間的距離不斷增大,t0時(shí)刻以后A的速度大于B的速度,它們之間的距離開始減小,因此t0時(shí)刻兩物體之間的距離最大,故C錯(cuò)誤;由甲圖可知,2t0時(shí)刻A、B兩物體v–t圖線圍成的面積相等,表示位移相等,兩物體第一次相遇,故D正確。 7.在平直公路上行駛的a車和b車,其位移—時(shí)間(x–t)圖象分別為圖中直線a和曲線b,已知b車的加速度恒定且等于–2 m/s2,t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,則( ?。?br> A.a(chǎn)車做勻速運(yùn)動(dòng)且其速度為va=m/s B.t=3 s時(shí),a車和b車相遇,但此時(shí)速度不等 C.t=1 s時(shí),b車的速度為10 m/s D.t=0時(shí),a車和b車的距離x0=9 m 【查看答案】 【答案】D 【解析】 由圖可知,a車的速度:va=m/s=2m/s,故A錯(cuò)誤;t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,即此時(shí)b車的速度vb′=va=2m\s,故BC錯(cuò)誤;設(shè)b車的初速度為vb,對(duì)b車,由vb+at=v′b,解得 vb=8 m/s,a車的位移 sa=vat=6 m,b車的位移sb=,t=3 s時(shí),a車和b車到達(dá)同一位置,得 s0=sb–sa=9 m,故D正確。 8.2017年4月23日,青島快樂(lè)運(yùn)動(dòng)秀之遙控車漂移激情挑戰(zhàn),挑戰(zhàn)賽中若ab兩個(gè)遙控車同時(shí)同地向同一方向做直線運(yùn)動(dòng),它們的v–t圖象如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是( ?。?br> A.b車啟動(dòng)時(shí),a車在其前方2 m處 B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,b車落后a車的最大距離為4 m C.b車啟動(dòng)3 s后正好追上a車 D.b車超過(guò)a車后,兩車不會(huì)再相遇 【查看答案】 【答案】D 【解析】 由圖可知,b在t=2 s時(shí)啟動(dòng),根據(jù)速度圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,此時(shí)a的位移為,即a車在b前方1 m處,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)兩車的速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn),最大距離為smax=,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于兩車從同一地點(diǎn)沿同一方向沿直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)位移相等時(shí)兩車才相遇,由圖可知,b車啟動(dòng)3 s后位移等于a的位移,但是啟動(dòng)時(shí),即a車在b前方1 m處,故3 s后還沒(méi)有追上a,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;b車超過(guò)a車后,由于b的速度大于a的速度,所以不可能再相遇,選項(xiàng)D正確。 9.甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑,假如把他們的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)處理,他們同時(shí)從起跑線起跑,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后他們的位置如圖所示,在下圖中分別作出在這段時(shí)間內(nèi)兩人運(yùn)動(dòng)的位移x、速度v與時(shí)間t的關(guān)系,正確的是( ?。?br> 【查看答案】 【答案】BC 【解析】 由題意知甲、乙兩人都做勻速直線運(yùn)動(dòng),甲與乙的速度保持不變,在相等時(shí)間t內(nèi)x甲<x乙,甲的速度小于乙的速度,符合條件的圖象是BC,所以BC正確。 10.如圖所示,繪出了某輛汽車剎車過(guò)程的剎車痕(即剎車距離)與剎車前車速的關(guān)系。v為剎車前的速度,s為剎車痕長(zhǎng)度。已知該車在某次撞車事故現(xiàn)場(chǎng)中警察已經(jīng)測(cè)量出碰撞前的剎車痕為20 m,則下列說(shuō)法中正確的是( ?。?br> A.若已估算出汽車碰撞時(shí)車子的速度為45 km/h,則車子原來(lái)剎車前的速度至少是60 km/h B.若已估算出汽車碰撞時(shí)車子的速度為45 km/h,則車子原來(lái)剎車前的速度至少是75 km/h C.若已知汽車開始剎車時(shí)車子的速度為108 km/h,則車子發(fā)生碰撞時(shí)的速度約為90 km/h D.若已知汽車開始剎車時(shí)車子的速度為108 km/h,則車子發(fā)生碰撞時(shí)的速度約為78 km/h 【查看答案】 【答案】BC 【解析】 由圖象知,當(dāng)初速度為60 km/h=16.7 m/s,剎車到速度為零的痕跡為20 m。根據(jù)速度位移公式得,v02=2ax,解得剎車的加速度大小m/s2≈7m/s2。根據(jù)速度位移公式得,v22?v12=2as,v2=45 km/h=12.5 m/s,代入數(shù)據(jù)解得v1≈21 m/s=75 km/h,即車子原剎車前的速度至少是75 km/h,故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)v'22?v'12=2as得,v1'=108 km/h=30 m/s,解得v2'=25 m/s=90 km/h,則車子發(fā)生碰撞時(shí)的速度為90 km/h,故C正確,D錯(cuò)誤。 【體驗(yàn)高考】 11.(2016新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ卷)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v–t圖象如圖所示。已知兩車在t=3 s時(shí)并排行駛,則( ?。?br> A.在t=1 s時(shí),甲車在乙車后 B.在t=0時(shí),甲車在乙車前7.5 m C.兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是t=2 s D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m 【查看答案】 【答案】BD 【解析】 根據(jù)v–t圖象,可以判斷在t=1 s時(shí),甲車和乙車并排行駛,故AC錯(cuò)誤;在t=0時(shí),甲車在乙車前的距離,故B正確;甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離也就是從第1 s末到第3 s末兩車運(yùn)動(dòng)的位移△x′=m=40m,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】 本題主要考查了v–t圖象、追及問(wèn)題。v–t圖象中,與時(shí)間軸平行的直線表示做勻速直線運(yùn)動(dòng),傾斜的直線表示勻變速直線運(yùn)動(dòng),斜率表示加速度,傾斜角越大表示加速度越大,圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移;在時(shí)間軸上方的面積表示位移為正,下方的面積表示位移為負(fù);相遇要求在同一時(shí)刻到達(dá)同一位置。 12.(2016江蘇卷)小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),取小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,豎直向上為正方向,下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中,能描述該過(guò)程的是( ?。?br> 【查看答案】 【答案】A 【解析】 由題意知小球在下落的過(guò)程中速度方向向下,與題中規(guī)定的正方向相反,故為負(fù)值,所以C、D錯(cuò)誤;小球的運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng),根據(jù)v2-v02=2ax可知,速度與時(shí)間的關(guān)系式為二次函數(shù),故A正確,B錯(cuò)誤。 13.(2015廣東卷)甲、乙兩人同時(shí)同地出發(fā)騎自行車做直線運(yùn)動(dòng),前1小時(shí)內(nèi)的位移–時(shí)間圖象如圖所示,下列表述正確的是( ?。?br> A.0.2~0.5小時(shí)內(nèi),甲的加速度比乙的大 B.0.2~0.5小時(shí)內(nèi),甲的速度比乙的大 C.0.6~0.8小時(shí)內(nèi),甲的位移比乙的小 D.0.8小時(shí)內(nèi),甲、乙騎車的路程相等 【查看答案】 【答案】B 【解析】 在s–t圖象中,圖線的斜率表示了物體運(yùn)動(dòng)的速度,由圖可知,在0.2~0.5小時(shí)內(nèi),甲、乙均做勻速直線運(yùn)動(dòng),且甲的圖線斜率較大,即甲的速度比乙的大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;在0.6時(shí)時(shí)刻,甲的位置坐標(biāo)為10 km,乙的位置坐標(biāo)為8 km,在0.8時(shí)時(shí)刻,兩者到達(dá)同一坐標(biāo)位置,因此根據(jù)位移的定義可知,在0.6~0.8小時(shí)內(nèi),甲的位移比乙的大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;路程是指物體運(yùn)動(dòng)軌跡線的長(zhǎng)度,在0~0.8小時(shí)內(nèi),甲先從0坐標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)至10 km坐標(biāo)位置,乙先從0坐標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)至8 km坐標(biāo)位置,兩者再返回至同一位置,顯然兩者運(yùn)動(dòng)的路程不等,甲運(yùn)動(dòng)的路程比乙的大4 km,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 14.(2014全國(guó)大綱卷)—質(zhì)點(diǎn)沿x軸做直線運(yùn)動(dòng),其v–t圖象如圖所示。質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)位于x=5 m處,開始沿x軸正向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)t=8 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x軸上的位置為( ?。?br> A.x=3 m B.x=8 m C.x=9 m D.x=14 m 【查看答案】 【答案】B 【解析】 在v–t圖象中圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示了質(zhì)點(diǎn)的位移,由v–t圖象可知,在0~4 s內(nèi)圖線位于時(shí)間軸的上方,表示質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),其位移為正,在4~8 s內(nèi)圖線位于時(shí)間軸的下方,表示質(zhì)點(diǎn)沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),其位移為負(fù),8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為:6 m-3 m=3 m,又由于在t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)位于x=5 m處,因此t=8 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在x軸上的位置為x=8 m,故選項(xiàng)B正確。 15.(2014新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷)甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛。在t=0到t=t1的時(shí)間內(nèi),它們的v–t圖象如圖所示。在這段時(shí)間內(nèi)( ?。?br> A.汽車甲的平均速度比乙大 B.汽車乙的平均速度等于 C.甲、乙兩汽車的位移相同 D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大 【查看答案】 【答案】A 【解析】 因?yàn)閳D線與坐標(biāo)軸所夾的面積是物體的位移,故在0~t1時(shí)間內(nèi),甲車的位移大于乙車,故根據(jù)可知,甲車的平均速度大于乙車,選項(xiàng)A 正確,C錯(cuò)誤;因?yàn)橐臆囎鲎儨p速運(yùn)動(dòng),故平均速度不等于,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)閳D線的切線的斜率等于物體的加速度,故甲乙兩車的加速度均逐漸減小,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。 |
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