2019-2020年高考物理復習 專題21 運動學圖像專題知識點.doc
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2019-2020年高考物理復習 專題21 運動學圖像專題知識點 主標題：運動學圖像專題 副標題：剖析考點規(guī)律，明確高考考查重點，為學生備考提供簡潔有效的備考策略。 關鍵詞：勻變速直線運動，圖像 難度：3 重要程度：3 內(nèi)容： 1、考點剖析：運動圖像是高考中的熱點，多以選擇題出現(xiàn)（在計算題中也有應用），難度中等。高考較注重學生對圖像的理解，有些題目利用圖像分析求解能使問題簡化，深刻理解運動圖像的物理意義，能從圖像中獲得有效信息，靈活運用運動學規(guī)律公式是解決此類問題的關鍵。 2、知識點：利用圖像法可直觀地反映物理規(guī)律，分析物理問題。圖像法是物理研究中常用的一種重要方法，運動學中常用的圖像為v－t圖像。在理解圖像物理意義的基礎上，用圖像法分析解決有關問題（如往返運動、定性分析等）會顯示出獨特的優(yōu)越性，解題既直觀又方便。 3、題型分類：（主要討論v-t圖像和s-t圖像，其他圖像的意義在例題中說明） 點：即圖像的各種交點；v-t圖像中表示該時刻兩物體的速度相同；s-t圖像中表示該時刻兩物體的位移相同 線：即圖像的斜率；v-t圖像中表示該時刻物體的加速度；s-t圖像中表示該時刻物體的速度 面：即圖像的面積；v-t圖像中表示一段時間內(nèi)的位移；s-t圖像中無意義； 例1、如圖所示是某質(zhì)點做直線運動的v－t圖像，由圖可知這個質(zhì)點的運動情況是( ) A、前5s做的是勻速運動 B、5s～15s內(nèi)做勻加速運動，加速度為1m/s2 C、15s～20s內(nèi)做勻減速運動，加速度為3.2m/s2 D、質(zhì)點15s末離出發(fā)點最遠，20秒末回到出發(fā)點 【解析】由圖像可知前5s做的是勻速運動，選項A正確；5～15s內(nèi)做勻加速度運動，加速度為0.8m/s2，選項B錯誤；15s～20s做勻減速運動，加速度為－3.2m/s2，選項C錯，質(zhì)點一直做單方向的直線運動，在20s末離出發(fā)點最遠，選項D錯誤。 【答案】A 例2、如圖所示是甲、乙兩物體從同一點出發(fā)的位移－時間(x－t)圖像，由圖像可以看出在0～4s這段時間內(nèi)( ) A、甲、乙兩物體始終同向運動 B、4s時甲、乙兩物體之間的距離最大 C、甲的平均速度大于乙的平均速度 D、甲、乙兩物體之間的最大距離為3m 【解析】x－t圖像的斜率表示速度的大小和方向，甲在2s時速度反向，乙一直沿著正方向運動，故A錯； 2s時，甲、乙位移之差最大，最大距離為3m，故B錯、D對； 甲、乙在前4s內(nèi)的位移均為2m，平均速度均為0.5m/s，C錯。 【答案】D 例3、汽車從甲地由靜止出發(fā)，沿平直公路駛向乙地。汽車先以加速度a1做勻加速直線運動，然后做勻速運動，最后以大小為a2的加速度做勻減速直線運動，到乙地恰好停止。已知甲、乙兩地的距離為x，求汽車從甲地到乙地的最短時間t和運行過程中的最大速度vm。 【解析】由題意作出汽車做勻速運動時間長短不同的v－t圖像，如圖所示。不同的圖線與橫軸所圍成的“面積”都等于甲、乙兩地的距離x。由圖像可知汽車做勻速運動的時間越長，從甲地到乙地所用的時間就越長，所以當汽車先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動，中間無勻速運動時，行駛的時間最短。設汽車做勻加速直線運動的時間為t1，則勻減速直線運動的時間為(t－t1)。則有 vm＝a1t1＝a2(t－t1)， 解得t1＝，則vm＝， 由圖像中三角形面積的物理意義有x＝vmt＝， 解得t＝，故vm＝。 例4、甲、乙、丙是三個在同一直線上運動的物體，它們運動的v－t圖像如圖所示，下列說法正確的是( ) A、丙與甲的運動方向相反 B、丙與乙的運動方向相同 C、乙的加速度大于甲的加速度 D、丙的加速度小于乙的加速度 【解析】由速度－時間圖像可知，甲、乙、丙是三個在同一直線上運動的物體，速度均為正值，故三者的運動方向相同，B項正確，A項錯誤；速度—時間圖像的斜率表示物體的加速度，由圖像可知，丙的加速度最大，甲的加速度最小，故C項正確，D項錯誤。 【答案】BC 例5、光滑水平面上靜置一質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)用一水平力拉物體，使物體從靜止開始運動，物體的加速度隨時間變化的關系如圖所示，則此物體( ) A、在0～2s內(nèi)做勻加速直線運動 B、在2s末的速度為2m/s C、在2～4s內(nèi)的位移為8m D、在t＝4s時速度最大 【解析】物體在0～2s內(nèi)的加速度隨時間線性增加。物體做加速度增大的加速直線運動，A錯；因a－t圖中圖線與坐標軸所圍的面積表示速度的增量，所以0～2s內(nèi)物體的速度增加22m/s＝2m/s，即物體在2s末的速度為2m/s，B對；物體在2～4s內(nèi)加速度恒定，物體做勻加速直線運動，位移為x＝vt＋at2＝22m＋222m＝8m，C對；物體在4～5s內(nèi)加速度逐漸減小，物體做加速度減小的加速運動，在t＝5s時速度最大，D錯。 【答案】BC 例6、由于高速公路維修只允許單車道通行，某段時間有甲、乙兩輛車正在通行，甲車在前，乙車在后，如果t＝0時兩車速度均為v0＝30m/s，兩車相距s0＝100m，且從此時開始兩車按圖所示規(guī)律運動，兩車能避免相撞嗎？ 【解析】由圖知乙車剎車的加速度大小a3＝m/s2＝5m/s2 t1＝3s時，甲車速度v1＝v0＋a1t1＝0 3s后設經(jīng)過時間t2甲、乙兩車速度相等，此時距離最近a2t2＝v0－a3t2 解得t2＝3s 等速時，甲車位移x甲＝t1＋a2t 乙車位移x乙＝v0t1＋v0t2－a3t 解得x乙－x甲＝90m
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