高三物理高考题专题分析专题一 运动图像.docx
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高三物理高考题专题分析专题一运动图像
专题一运动图像
【原题来源一】2017年江苏卷
【原题原题】
一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为
，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，
物块的动能
与位移的关系图线是
【答案】C
【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出Ek–x图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义．
【原题来源二】2017年全国新课标Ⅲ卷
【原题原题】
一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。
F随时间t变化的图线如图所示，则
A．t=1s时物块的速率为1m/s
B．t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s
C．t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s
D．t=4s时物块的速度为零
【答案】AB
【名师点睛】求变力的冲量是动量定理应用的重点，也是难点。
F–t图线与时间轴所围面积表示冲量。
【命题意图】本类题通常主要考查对位移、路程、速度、速率、平均速度、时间、时刻、加速度等基本运动概念的理解，以及对牛顿第二定律、直线运动规律、功、功率等物理概念与规律的理解与简单的应用。
【考试方向】这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中以考查识图、读图的能力，难度一般不大；在考查内容上一般以x-t图象、v-t图象的形式出现，少数情况下会出现a-t图象、x-v图象等不常见的运动图象，着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用，以及读图、识图、画图、用图的能力。
【得分要点】在中学教材中出现了x-t图象、v-t图象两种运动图象，因此要对这两种运动图象有深刻的理解：
（1）x-t图象和v-t图象都是对物体运动的一种描述，分别反映了做直线运动时的物体的位移（位置）x和速度v随时间t变化的关系，并不表示物体的运动轨迹；
（2）通过x-t图象可以知道某时刻运动物体的位置，以及在这一位置的运动情况，通过v-t图象可以知道某时刻运动物体的速度，以及在这一时刻的运动情况；
（3）在x-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动速度，若图线为曲线，则表示物体做变速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻的运动速度；
（4）在v-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体做匀速直线运动，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动的加速度，若图线为曲线，则表示物体做变加速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。
（5）几种特殊、相同形状的x-t图象与v-t图象的比较。
x-t图象
v-t图象
①表示从参考点开始的匀速直线运动（斜率表示速度v）
①表示初速为零的匀加速直线运动（斜率表示加速度a）
②表示物体处于静止状态
②表示物体做匀速直线运动
③表示物体向与规定的正方向相反的方向做匀速直线运动
③表示物体做匀减速直线运动
④交点横坐标表示三个运动质点相遇的时刻，纵坐标表示三个运动质点相遇时相对参考点的位移
④交点表示三个运动质点速度相同的时刻
⑤t1时刻物体相对参考点的位移为x1
⑤t1时刻物体的速度为v1，图线下方的面积表示物体在0～t1时间内的位移
纵截距表示初始位置
横截距表示回到参考点的时刻
纵截距表示初速度
横截距表示速度为零的时刻
（6）常见直线运动的运动图象的比较。
x-t图象
v-t图象
a-t图象
匀速直线运动
v＝常数
a＝0
匀加速直线运动（v0＞0，a＞0）
a＝常数
匀减速直线运动（v0＞0，a＜0）
a＝常数
备注
图线（或点的切线）的斜率表示速度。
①图线（或点的切线）的斜率表示加速度；
②图线与时间轴所围的面积表示位移，图线分布在时间轴的上方，面积为正值，图线分布在时间轴的下方，面积为负值。
图线与时间轴所围的面积表示速度变化量。
需要强调的是：
在分析物理图象时，图象中的斜率、截距、图线与轴所围面积等，往往都是描述和解决物理问题的重要手段。
（一）读图六点关注
1．坐标轴
弄清两个坐标轴表示的物理量。
注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负。
2．图线形状
注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像反映的物理意义。
3．斜率的意义
图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。
（1）xt图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。
vt图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。
（2）Wl图像的斜率表示外力的大小。
（3）φx图像的斜率表示电场强度的大小。
（4）Φt图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。
4．面积的意义
图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。
（1）vt图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。
（2）at图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。
（3）Fx图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。
（4）Ex图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。
（5）it图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。
5．交点、拐点的意义
（1）图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如xt图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，而vt图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。
（2）拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。
（3）同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如xt图线交点表示此刻相遇（在同一位置），vt图线的交点表示此刻物体速度相同。
6．坐标单位和数量级
在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、×10－3m等。
（二）突破三类题型
1．图像选择类
（1）依据某一物理过程，设计某一物理量随时间（或位移、高度、速度等）变化的几个图像或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图像，从中判断其正误。
（2）解决该类问题一般依据物理过程，运用对应规律，确定某物理量的变化情况，从而判断选项的正确与否。
2．图像规律类
（1）该类问题一般由某一图像提出几个结论，通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。
（2）解决该类问题应对图像描述的物理过程，运用该过程遵循的规律做出判断。
特别对非常规图像，一般由遵循的规律推导出相应的函数表达式，进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义，从而对结论做出判断。
3．图像信息类
（1）一般在解答题中，对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像，由图像提取相关信息从而对问题做出分析解答。
（2）解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律，由图像提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。
【原题1】甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t图象如图所示。
t=0时，两车间距为s0；t0时刻，甲、乙两车相遇。
0—to时间内甲车发生的位移为s，下列说法正确的是：
（）
A.0～t0时间内甲车在前，t0～2t0时间内乙车在前
B.0～2t0时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍
C.2t0时刻甲、乙两车相距
s0
D.s0=
s
【答案】D
【解析】由图知在0～t0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以A错误；0～2t0时间内甲车平均速度的大小
，乙车平均速度
，所以B错误；由题意知，图中阴影部分面积即为位移S0，根据几何关系知，三角形ABC的面积对应位移S0∕3，所以可求三角形OCD的面积对应位移S0∕6，所以0—to时间内甲车发生的位移为s=S0+S0∕6，得s0=
s，故D正确；2t0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC的面积即S0∕3，所以C错误。
【原题2】图甲所示为索契冬奥会上为我国夺得首枚速滑金牌的张虹在1000m决赛中的精彩瞬间．现假设某速滑运动员某段时间内在直道上做直线运动的速度－时间图象可简化为图乙，已知运动员（包括装备）总质量为60kg，在该段时间内受到的阻力恒为总重力的0．1倍，g=10m/s2．则下列说法正确的是：
（）
A.在1～3s内，运动员的加速度为0．2m/s2
B.在1～3s内，运动员获得的动力是30N
C.在0～5s内，运动员的平均速度是12．5m/s
D.在0～5s内，运动员克服阻力做的功是3780J
【答案】D
【名师点睛】此题是速度图象问题，关键抓住图线的数学意义来理解其物理意义：
斜率等于加速度，“面积”等于位移。
【原题3】（多选）如图所示，是A、B两质点运动的
图像，则下列说法正确的是：
（）
A．A质点以
的速度匀速运动
B．B质点最初
做加速运动，后
做减速运动
C．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动
D．A、B两质点在
末相遇
【答案】ACD
【名师点睛】本题是位移-时间图象问题，抓住图象的数学意义：
斜率等于物体的速度，来分析物体的运动情况。
【原题4】如图甲所示，质量为M＝2kg的木板静止在水平面上，可视为质点的物块（质量设为m）从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板．物块和木板的速度—时间图象如图乙所示，g＝10m/s2，结合图象，下列说法错误的是：
（）
A.可求解物块在t＝2s时的位移
B.可求解物块与木板间的动摩擦因数
C.可求解物块的质量m
D.可求解木板的长度
【答案】D
【原题5】（多选）某物体运动的v—t图象如图所示，下列说法正确的是：
（）
A.物体在第1s末运动方向发生变化
B.物体在第2s内和第3s内的加速度是相同的
C.物体在4s末返回出发点
D.物体在2s末离出发点最远，且最大位移为3m
【答案】BC
【解析】试题分析：
由图象可知：
物体在前2s内速度都为正，运动方向没有发生改变，故A错误；物体在第2s内、第3s内图象的斜率相同，所以加速度是相同的，故B正确；物体在4s末图象与时间轴围成的面积为零，此时回到出发点，故C正确；物体在2s末和6s末位移最大，最大位移为0．5m，故D错误．故选BC。
【原题6】（多选）某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v－t图象，如图所示（除2s～10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）．已知在小车运动的过程中，2s～14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1．0kg，可认为在整个运动过程中小车所受的阻力大小不变．则下列说法正确的是：
（）
A.小车受到的阻力大小为1．5N
B.小车匀加速阶段的牵引力为4N
C.小车匀速行驶阶段的功率为9W
D.小车加速过程中位移大小为42m
【答案】ACD
【原题7】甲、乙两物体同时从同一位置出发沿同一直线运动，它们的v-t图像如图所示，则下列判断正确的是：
（）
A.甲做匀速直线运动，乙先做匀加速运动然后做匀减速直线运动
B.两物体两次相遇的时刻分别是1s末和4s末
C.乙在6s末重新回到出发点
D.第2s末乙物体的运动方向改变
【答案】A
【解析】试题分析：
速度时间图像的斜率表示加速度，故甲做匀速直线运动，乙物体前2s做匀加速直线运动，加速度为正方向，后4s做匀减速直线运动，故A正确；甲、乙两物体由同一位置出发；在速度-时间图象中图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负；所以前2s内乙的三角形面积等于甲的正方形面积，即位移相同，此时两车相遇，前6s内甲车的矩形面积等于乙车三角形的面积，此时又相遇，故B错误；乙在6s速度为零，但位移不为零，C错误；由于在速度-时间图象中速度的正负表示运动方向，从图中可知乙在前6s速度为正，运动方向没有发生改变，故D错误．
【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移
【原题8】（多选）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带，以地面为参考系，v2＞v1．从小物块滑上传送带开始计时，其v﹣t图象可能的是：
（）
A.
B.
C.
D.
【答案】ABC
D、物块做匀减速运动速度达到零后不能一直匀加速下去，反向加速后，速度等于传送带速度v1后匀速运动，故D错误．故选ABC
【点评】本题关键是对于物体运动过程分析，物体可能一直减速，也有可能先减速后匀速运动，也可能先减速后加速再匀速运动，难度适中．
【原题9】（多选）一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反．该过程的v－t图象如图所示，g取10m/s2．下列说法中正确的是：
（）
A.小球所受重力和阻力之比为5∶1
B.小球上升过程与下落过程所用时间之比为2∶3
C.小球落回到抛出点时的速度大小为8
m/s
D.小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态
【答案】AC
【原题10】固定光滑细杆与水平地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环从杆底开始在沿杆方向向上的推力F作用下向上运动.0～2s内推力的大小为5.0N，2～4s内推力的大小变为5.5N，小环运动的速度随时间变化规律如图所示，g取10m/s2.求：
（1）小环在加速运动时的加速度a的大小；
（2）小环的质量m;
（3）第4秒末撤去F，求小环到达最高点离开地面的高度．
【答案】
（1）
（2）m＝1kg（3）h＝7m
（3）因为
（3分）
故
（2分）
由v–t知0~4s内小环上滑的距离为s1=1×2m+
（1+2）×2m=5m
第4s末撤去F，小环将做减速上滑
加速度为gsin
第4s末的速度为v=2m/s+2×0.5m/s=3m/s
上滑的距离为s2=
小环到达最高点离开地面的高度为（s1+s2）sin30°=7m
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