高三物理二轮专题复习第1课时 力学图象问题.docx

1、高三物理二轮专题复习第1课时 力学图象问题年份试卷题号考点情境图2014卷18电磁感应的图象问题18题22题23题22实验：验证牛顿第二定律23实验：测量电源电动势和内阻卷14运动学图象问题14题23探究弹簧的劲度系数23题24题24图象信息提取问题2015卷20图象信息提取问题20题25题25图象信息提取问题卷17Pt图象和vt图象问题2016卷21vt图象与追及相遇问题卷23实验：探究加速度与合外力和质量的关系2017卷20电场中的图象问题20题23题23实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线卷20电磁感应中的图象问题20题22题22实验：研究物体的平均速度卷20动力学图象问题2018卷15动力学

2、图象问题卷18电磁感应中的图象问题18题19题19vt图象的理解和应用卷16交变电流的图象问题16题18题19题20题18xt图象的理解19vt图象的理解和应用20交变电流图象的理解第1课时力学图象问题高考题型1运动学图象问题1vt图象的应用技巧(1)图象意义：在vt图象中，图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度，斜率的正负表示加速度的方向(2)注意：加速度沿正方向不表示物体做加速运动，加速度和速度同向时做加速运动2xt图象的应用技巧(1)图象意义：在xt图象上，图象上某点的斜率表示对应时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向(2)注意：在xt图象中，斜率绝对值的变化反映加速度的方向斜率的绝对值逐渐

3、增大则物体加速度与速度同向，物体做加速运动；反之，做减速运动例1(多选)(2018全国卷19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度时间图象分别如图1中甲、乙两条曲线所示已知两车在t2时刻并排行驶下列说法正确的是()图1A两车在t1时刻也并排行驶B在t1时刻甲车在后，乙车在前C甲车的加速度大小先增大后减小D乙车的加速度大小先减小后增大答案BD解析t1t2时间内，甲车位移大于乙车位移，且t2时刻两车并排行驶，则t1时刻甲在乙的后面，A项错误，B项正确；由题图图象的斜率知，甲、乙两车的加速度均先减小后增大，C项错误，D项正确拓展训练1(2018河南省驻马店市第二次质检)甲、乙两辆汽车沿同一

4、平直路面行驶，其vt图象如图2所示，下列对汽车运动状态的描述正确的是()图2A在第20 s末，甲、乙两车相遇B若乙车在前，则可能相遇两次C在第10 s末，乙车改变运动方向D在第10 s末，甲、乙两车相距150 m答案B解析在020 s末，甲通过的位移比乙的位移大，但由于它们初始位置关系未知，所以不能判断是否相遇，故A错误若t0时刻乙车在前，则两车在第20 s末前，两车可能相遇一次，若甲车的速度比乙车的速度大，此后，由于乙做匀加速运动，甲做匀速运动，乙可能追上甲，再相遇一次，故B正确由题图知，乙车的速度一直为正，说明乙一直沿正方向运动，运动方向没有改变，故C错误由于出发点的位置关系未知，所以不能

5、确定甲、乙两车在10 s末的距离，故D错误例2(多选)(2018全国卷18)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，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3所示下列说法正确的是()图3A在t1时刻两车速度相等B从0到t1时间内，两车走过的路程相等C从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等答案CD解析xt图象斜率表示两车速度，则可知t1时刻乙车速度大于甲车速度，A错误；由两图线的纵截距知，出发时甲在乙前面，t1时刻图线相交表示两车相遇，可得0到t1时间内乙车比甲车多走了一段距离，B项错误；t1和t2时刻两图线相交，表明两车均在

6、同一位置，从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，在t1到t2时间内，两图线有斜率相等的一个时刻，该时刻两车速度相等，C、D项正确拓展训练2(2018河北省石家庄市模拟)甲、乙两物体在同一水平地面上做直线运动，其运动的xt图象如图4所示，已知乙物体从静止开始做匀加速直线运动下列说法正确的是()图4A甲物体先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动B在0120 s内，乙物体的平均速度大小大于0.5 m/sC在0120 s内，甲物体运动的位移大小小于乙物体运动的位移大小D乙物体在M点所对应的瞬时速度大小一定大于0.5 m/s答案D解析根据位移时间图象的斜率表示速度，知甲物体先做匀速直线运动，后静止，A错

7、误；在0120 s内，乙物体的位移大小为x60 m，平均速度大小为 m/s0.5 m/s，B错误；在0120 s内，甲物体运动的位移大小为x80 m，大于乙物体运动的位移大小，C错误；根据匀变速直线运动的推论知，乙物体在t60 s时的瞬时速度大小等于在0120 s内的平均速度大小0.5 m/s，而乙物体做匀加速直线运动，所以乙物体在M点所对应的瞬时速度大小一定大于0.5 m/s，D正确高考题型2动力学图象问题1基本思路(1)解读图象的坐标轴，理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义(2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息2解题技巧可以采用解析法和排除法分析at图象和Fx图象例3(2018全国

8、卷15)如图5，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()图5答案A解析设物块P静止时，弹簧的长度为x0，原长为l，则k(lx0)mg，物块P匀加速直线运动时受重力mg、弹簧弹力k(lx0x)及力F，根据牛顿第二定律，得Fk(lx0x)mgma故Fkxma.根据数学知识知Fx图象是截距为ma的一次函数图象拓展训练3(2018山东省临沂市一模)如图6所示，滑雪者从山上M点以水平速度v0飞出，经t0时间落在山坡上N点，此时速度方向刚

9、好沿斜坡向下，接着从N点沿直线NP自由滑下，又经t0时间到达坡底的P点斜坡NP与水平面夹角为30，不计摩擦阻力和空气阻力则从M到P的过程中，滑雪者的加速度大小、速度大小随时间变化的图象正确的是()图6答案A解析M到N的过程中，滑雪者做平抛运动，加速度为g，保持不变，进入斜坡后，做匀加速直线运动，加速度agsin 30g，保持不变，故A正确，B错误平抛运动过程中的速度v，可知v与t不成线性关系，进入斜坡后，做匀加速直线运动，速度随时间均匀增加，故C、D错误高考题型3其他图象问题1xv图象的应用技巧2解题技巧对于图象问题要注意应用解析法和排除法，两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度例4(

10、多选)(2018内蒙古赤峰二中月考)如图7甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，取g10 m/s2.下列选项中正确的是()图7A2 s末3 s末内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C物块与水平面间的动摩擦因数为0.3D恒力F大小为10 N答案BC解析物块匀减速直线运动的加速度大小为：a110 m/s2，物块匀减速直线运动的时间为：t1 s1 s ，即在t1 s末恒力F反向，物块做匀加速运动，故A错，B对物块匀加速运动的加速度大小：a

11、24 m/s2,根据牛顿第二定律得：FFfma1，FFfma2，联立两式解得：F7 N，Ff3 N，由Ffmg，得0.3，故C对，D错拓展训练4(多选)(2018河北省邢台市上学期期末)一质点以一定的初速度从A点开始向相距8 m的B点做直线运动，运动过程中其速度的二次方v2与位移x之间的关系图线如图8所示，下列说法正确的是()图8A质点做加速度增大的变加速运动B质点做匀加速运动，其加速度大小为2 m/s2C质点运动的初速度大小为2 m/sD质点从A点运动到B点所用的时间为8 s答案BC解析根据v2v022ax可知，2a m/s24 m/s2，则a2 m/s2；v024 m2/s2，v02 m/

12、s，则质点做匀加速直线运动，选项B、C正确，A错误；v6 m/s，质点从A点运动到B点所用的时间为t s2 s，选项D错误拓展训练5(多选)滑块以初速度v0滑上表面粗糙程度相同的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点则能大致反映整个运动过程中，滑块的加速度a、速度v随时间t，重力对滑块所做的功W、动能Ek与位移x关系的是(取初始位置为坐标原点、初速度方向为正方向)()答案BD解析取初速度方向为正，则上滑时的加速度a1(gsin gcos )，下滑时的加速度a2gsin gcos .知|a1|a2.根据位移公式xat2，由于下滑与上滑过程位移大小相等，则知下滑的时间t2大于上滑的时间t1.由于机械

13、能有损失，返回到出发点时速度小于出发时的初速度，速度时间图线的斜率表示加速度，故A错误，B正确上滑时重力做负功，下滑时重力做正功，故C错误由动能定理可知，上滑时EkEk0mgxsin Ffx；下滑时：Ekmgxsin Ffx，且回到出发点时的动能小于初始状态的动能，故D正确高考题型4图象信息提取问题1题型特点此类题目的解题信息或者重要的条件往往在图象中呈现，因此根据图象的变化分析物体的运动和受力特点是解题的突破口2解读题目信息的两种方法(1)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和该点前后两段图线(2)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等例5(2018山东省济宁市上学期期末)甲、乙两

14、物体同时从同一位置沿同一直线运动，它们的vt图象如图9所示，下列说法正确的是()图9At1时刻，两者相距最远Bt2时刻，乙物体追上甲物体C乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动D0t2时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大答案D解析在0t2时间内，乙的速度比甲的小，甲在乙的前方，两者间距逐渐增大t2时刻后，乙的速度比甲的大，两者间距减小，所以t2时刻，两者相距最远，故A错误；甲、乙两物体由同一位置出发，在vt图象中图象与t轴围成的面积代表位移，则0t2时间内，甲的位移比乙的大，t2时刻，乙物体还没有追上甲物体，故B错误；在vt图象中速度的正负表示运动方向，由题图可知乙的速度一直为

15、正，运动方向没有发生改变，故C错误；因速度时间图象的斜率表示加速度，则0t2时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大，故D正确拓展训练6(2018陕西省榆林市第三次模拟)二十一世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试，某次新能源汽车性能测试中，图10甲显示的是牵引力传感器传回的实时数据随时间变化的关系图象，但由于机械故障，速度传感器只传回了第20 s以后的数据，如图乙所示，已知汽车质量为1 500 kg，若测试平台是水平的，且汽车由静止开始直线运动，设汽车所受阻力恒定，由分析可得()图10A由图甲可得汽车所受阻力为1 000 NB20 s末的汽车的速度为26 m/sC由图乙可得20

16、s后汽车才开始匀速运动D前20 s内汽车的位移为426 m答案B解析由题图乙可知，在20 s后汽车做匀速运动，则由题图甲可知：Ff1 500 N，故选项A错误；在06 s内由牛顿第二定律得：F1Ffma1，则：a15 m/s26 s末车速：v1a1t156 m/s30 m/s，在618 s内，由牛顿第二定律得：F2Ffma2，则：a2 m/s2，第18 s末车速：v2v1a2t230 m/s12 m/s26 m/s由题图知18 s后牵引力等于阻力，即汽车做匀速直线运动，故20 s末的车速：v26 m/s，故选项B正确，C错误；汽车在06 s内的位移：x1t190 m汽车在618 s内的位移：x

17、2t2336 m汽车在1820 s内的位移：x3vt352 m故汽车在前20 s内的位移：xx1x2x3478 m，故选项D错误拓展训练7(2018安徽省池州市上学期期末)如图11甲所示，一个质量为m1 kg的小物体在平行于斜面向下的推力F3.5 N的作用下沿足够长的斜面向下运动已知斜面倾角30.选取沿斜面向下为x轴正方向，物体通过坐标原点时开始计时，其t图象如图乙所示，g取10 m/s2.求：图11(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)第2 s内物体的平均速度大小答案(1)(2)2 m/s解析(1)由于t图象是一条倾斜直线，令ktb，可得xkt2bt，与匀变速直线运动规律xv0tat2相比较

18、，知t图象的斜率为a则根据题图乙可以得：a1 m/s2由牛顿第二定律得：Fmgsin mgcos ma代入数据解得：(2)由题图乙知物体的初速度为：v0 0.5 m/s，第1 s末速度为：v1v0at11.5 m/s第2 s末速度为：v2v0 at2 2.5 m/s由于物体做匀加速直线运动，故第2 s内的物体的平均速度大小：2 m/s专题强化练1(2018安徽省芜湖市上学期期末)一质点在竖直平面内斜向右下运动，它在竖直方向的速度时间图象和水平方向的位移时间图象分别如图1甲、乙所示关于质点的运动，下列说法正确的是()图1A轨迹是一条直线B前2 s内质点处于失重状态Ct0时刻的速度大小为2 m/s

19、D质点斜向右下运动的过程中机械能守恒答案B2(多选)(2018山西省长治、运城、大同、朔州、阳泉五地市联考)如图2所示为甲、乙两球同向运动的vt图象，甲球从静止出发，乙球以某一初速度运动，在t3 s时两球恰好相遇，则()图2A甲、乙两球从同一地点出发，且在t2 s时两球相距最近B在t1 s时乙球在前，甲球在后C在t2 s时乙球在前，甲球在后D在t0时，甲、乙两球相距2.25 m答案CD3(2018广东省七校联合体第三次联考)如图3所示是做匀变速直线运动的质点在06 s内的位移时间图线若t1 s时，图线所对应点的切线斜率为4(单位：m/s)则()图3At1 s时，质点在x5 m的位置Bt1 s和

20、t5 s时，质点的速度相同Ct1 s和t5 s时，质点加速度的方向相反D前5 s内，合外力对质点做正功答案A4(2018海南省海口市一中月考)如图4甲所示，在光滑的水平面上，物体A在水平方向的外力F作用下做直线运动，其vt图象如图乙所示，规定向右为正方向下列判断正确的是()图4A在3 s末，物体处于出发点右方B在12 s内，物体正向左运动，且速度大小在减小C在13 s内，物体的加速度方向先向右后向左D在01 s内，外力F不断增大答案A解析根据vt图象与t轴所围的“面积”大小等于位移，t轴上方位移为正，下方位移为负，则前3 s内物体的位移为正，说明物体处于出发点右方，故A正确；在12 s内，速度

21、为正值，说明物体向右运动，速度不断减小，故B错误；在13 s内，图象的斜率不变，则加速度不变，故C错误；在01 s内，图象切线斜率不断减小，则加速度不断减小，由牛顿第二定律得外力F不断减小，故D错误5(多选)(2018湖北省黄冈市模拟)水平地面上质量为1 kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的变化如图5所示，已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动，取g10 m/s2，则()图5A物块与地面间的动摩擦因数为0.2B3 s末物块受到的摩擦力大小为3 NC4 s末物块受到的摩擦力大小为1 ND5 s末物块的加速度大小为3 m/s2答案BC解析在02 s内物块匀速运动

22、，则摩擦力Ff3 N，则0.3，选项A错误；2 s后物块做减速运动，加速度a m/s22 m/s2，则经过t2 s，即4 s末速度减为零，则3 s末物块受到的摩擦力大小为3 N，物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物块不再运动，则5 s末物块的加速度为零，4 s末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6 N5 N1 N，选项B、C正确，选项D错误6(2018福建省龙岩市3月模拟)A、B、C、D四个质量均为2 kg的物体，在光滑的水平面上做直线运动，它们运动的xt、vt、at、Ft图象如图所示，已知物体在t0时的速度均为零，其中04 s内物体运动位移最大的是()答案A解析由xt图象可知，4

23、 s末到达位置为1 m，总位移为大小为2 m，由vt图象可知，物体前2 s内沿正方向运动，24 s沿负方向运动，方向改变，4 s内总位移为零；由at图象可知：物体在第1 s内向正方向做匀加速运动，第2 s内向正方向做匀减速运动，2 s末速度减为0，然后在23 s向负方向做匀加速运动，在34 s向负方向做匀减速直线运动，4 s末速度为零，并回到出发点，总位移为零，其vt图象如图甲所示；Ft转化成at图象，如图乙所示由图象可知：物体在第1 s内做匀加速运动，第2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，前2 s内的位移为x20.512 m0.5 m，后2 s内位移xx0.5 m，总位移为1 m，综上

24、可知，A正确7(2018山东省济南市期中)如图6甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即Fkt，其中k为已知常数若物体之间的滑动摩擦力Ff的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板B运动的vt图象的是()图6答案B解析选A、B整体为研究对象，开始运动后，随F的增大，A、B整体加速度增大，A、B即将分离时，A、B整体具有共同的最大加速度，由牛顿第二定律得：a对B应用牛顿第二定律：a对A应用牛顿第二定律：a经历时间：t由以上解得：t此后，B将受恒力作用，做匀加速直线

25、运动，图线为倾斜的直线，所以A、C、D错误，B正确8(2018辽宁省丹东市一模)一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图7所示假定汽车所受阻力的大小Ff恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中，可能正确的是()图7答案A解析在0t1时间内，如果匀速，则vt图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据PFv，牵引力减小，根据FFfma，加速度减小，做加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即F1Ff，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v1，所以在0t1时间内，vt图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在t1t2时间内，功率突然减小，故牵引力突然减小，做减速

26、运动，根据FFfma，加速度减小，做加速度减小的减速运动，当加速度为0时，即F2Ff，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v2，所以在t1t2时间内，vt图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，故A正确，B、C、D错误9(2018广东省深圳市上学期模拟)一小物块沿固定斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是()答案C解析小物块上滑过程，由动能定理得(mgsin mgcos )xEkEk0，整理得EkEk0(mgsin mgcos )x；设小物块上滑的最大位移大小为x1，小物块下滑过程，由动能定理得(mgsin mgc

27、os )(x1x)Ek0，整理得Ek(mgsin mgcos )x1(mgsin mgcos )x，故只有C正确10(多选)(2018陕西省西安一中一模)一赛车在平直赛道上以恒定功率加速，其功率为200 kW，设所受到的阻力不变，加速度a和速度的倒数的关系如图8所示，则赛车()图8A做匀加速直线运动B质量为500 kgC所受阻力大小为2 000 ND速度大小为50 m/s时牵引力大小为3 000 N答案BC解析由题图可知，加速度变化，故赛车做变速直线运动，选项A错误；对赛车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：FFfma，其中：F联立得：a ，结合图象，当赛车的速度最

28、大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a0时，0.01 s/m，v100 m/s，所以最大速度为100 m/s，由图象可知：4，综上可解得：m500 kg，Ff2103 N ，选项B、C正确；由PFv可知，F N4 000 N，选项D错误11(多选)(2018广东省佛山市质检一)如图9甲所示，物体置于某固定的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为.对物体施加水平向右大小变化的外力F，保持物体沿斜面向下做加速运动，加速度a随外力F变化的关系如图乙所示，物体不脱离斜面的条件是F20 N，若重力加速度g10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图乙中所提供的信息经过分析计算可以求出()图9A物体的质量B斜面倾角的正弦值C物体运动6 s的位移D加速度为6 m/s2时物体对斜面的压力答案ABD解析受力分析如图，设斜面倾角为 ，当F0 N时，可知a12 m/s2，则mgsin mgcos ma1；当F20 N时，Fcos m