浙江新高考备战2020年高考物理 考点一遍过 考点03 运动图象（含解析）

运动图象专题知识内容考试要求必考加试运动的描述运动图象dd一、对运动图象的理解及应用1对运动图象物理意义的理解（1）一看“轴”：先要看清两轴所代表的物理量，即图象是描述哪两个物理量之间的关系。（2）二看“线”：图象表示研究对象的变化过程和规律。在vt图象和xt图象中倾斜的直线分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况。（3）三看“斜率”：xt图象中斜率表示运动物体的速度大小和方向。vt图象中斜率表示运动物体的加速度大小和方向。（4）四看“面积”：即图线和坐标轴所围的面积，也往往代表一个物理量，这要看两物理量的乘积有无意义。例如v和t的乘积vt=x有意义，所以vt图线与横轴所围“面积”表示位移，xt图象与横轴所围“面积”无意义。（5）五看“截距”：截距一般表示物理过程的初始情况，例如t=0时的位移或速度。（6）六看“特殊点”：例如交点、拐点（转折点）等。例如xt图象的交点表示两质点相遇，但vt图象的交点只表示速度相等。2运动图象的应用（1）用图象解题可使解题过程简化，思路更清晰，而且比解析法更巧妙、更灵活。在有些情况下运用解析法可能无能为力，但是图象法则会使你豁然开朗。（2）利用图象描述物理过程更直观。物理过程可以用文字表述，也可以用数学式表达，还可以用物理图象描述。如果能够用物理图象描述，一般来说会更直观且容易理解。（3）运用图象解答物理问题的主要步骤与方法认真审题，根据题中所需求解的物理量，结合相应的物理规律确定所需的横、纵坐标表示的物理量。根据题意，找出两物理量的制约关系，结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象。由所作图象结合题意，运用函数图象进行表达、分析和推理，从而找出相应的变化规律，再结合相应的数学工具（即方程）求出相应的物理量。（4）用速度时间图象巧得四个运动量运动速度：从速度轴上直接读出。运动时间：从时间轴上直接读出时刻，取差得到运动时间。运动加速度：从图线的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向。运动的位移：从图线与时间轴围成的面积得到位移，图线与时间轴围成的“面积”表示位移的大小，第一象限的面积表示与规定的正方向相同，第四象限的面积表示与规定的正方向相反。二、追及、相遇问题1分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”。（1）一个临界条件：速度相等。它往往是物体间能否追上或（两者）距离最大、最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点；（2）两个等量关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口。2能否追上的判断方法物体B追赶物体A：开始时，两个物体相距x0。若vA=vB时，xA+x0xB，则不能追上。3若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动。4解题思路和方法及技巧（1）解题思路和方法（2）解题技巧紧抓“一图三式”，即：过程示意图，时间关系式、速度关系式和位移关系式。审题应抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，它们往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件。特别提醒：（1）在分析追及与相遇问题时，可用以下方法：临界条件法：当二者速度相等时，二者相距最远（最近）。图象法：画出xt图象或vt图象，然后利用图象进行分析求解。数学判别式法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若0，即有两个解，说明可以相遇两次；若=0，说明刚好追上或相遇；若vC=vBCA物体做直线运动DC物体做加速直线运动2（2019浙江省温州市新力量联盟期末考试）如图所示是一物体做直线运动的vt图象，由图可知物体A在向负方向做直线运动B前5 s内的位移为25 mC前2 s内的加速度大小为1.5 m/s2D第2 s末的瞬时速度大小为3 m/s3如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图象，由此可知质点在04 s内A先沿x轴正方向运动，后沿x轴负方向运动B一直做匀变速运动Ct=2 s时速度一定最大D速率为5 m/s的时刻有两个4（2019浙江省宁波市期末“十校联考”）利用速度传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图象。某同学在一次实验中得到的运动小车的速度时间图象如图所示，以下说法正确的是 A小车的加速度先增加，后减小B小车运动的最大速度约为0.9 m/sC小车的位移一定大于8 mD小车做曲线运动5a、b、c三个物体在同一条直线上运动，它们的位移时间图象如图所示，其中a是一条顶点坐标为（0，10）的抛物线，下列说法正确的是Ab、c两物体都做匀速直线运动，两个物体的速度相同B在内，a、b两个物体间的距离逐渐变大C物体c的速度越来越大D物体a的加速度为6（2019浙江省杭州市六校联盟20172018学年高一下学期期中联考）如图所示是某物体在20 s内做直线运动的vt图象，下面说法正确的是A物体做匀加速度直线运动的加速度为1 m/s2B物体做匀加速度直线运动通过的位移为250 mC物体在匀加速直线运动通过的位移比匀速阶段的位移大D物体在整个阶段通过的位移为400 m7辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地，汽车先做勻加速直线运动，接着做匀减速运动，开到乙地刚好停止，其速度图象如图所示，那么在0t0和t03t0两段时间内A加速度之比3:1B平均速度大小之比为1:1C位移大小之比为1:1D在t0时刻汽车的运动方向发生改变8（2019浙江七彩阳光联盟第二次联考）图示是某质量为1 kg物体做直线运动的vt图象，下列判断正确的是A物体始终向同一方向运动B第4 s末的速度大于初速度C4 s内位移为0，而通过的路程为4 mD物体所受合外力大小为1 N，方向与初速度方向相同9设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s。现有四个不同物体的运动图象如图所示，假设物体在t=0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是ABCD10（2019浙江选考）一辆汽车沿平直道路行驶，其vt图象如图所示。在t=0到t=40s这段时间内，汽车的位移是A0B30 mC750 mD1 200 m11（2018新课标全国II卷）甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度时间图象分别如图中甲、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A两车在t1时刻也并排行驶Bt1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12（2018新课标全国III卷）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程，A矿车上升所用的时间之比为4:5B电机的最大牵引力之比为2:1C电机输出的最大功率之比为2:1D电机所做的功之比为4:513（2018新课标全国III卷）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的变化如图所示。下列说法正确的是A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从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等14（2016江苏卷）小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是15（2015广东卷）甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移时间图象如图所示，下列表述正确的是A0.20.5小时内，甲的加速度比乙的大B0.20.5小时内，甲的速度比乙的大C0.60.8小时内，甲的位移比乙的小D0.8小时内，甲、乙骑车的路程相等1CD【解析】此图象为位移与时间的关系，A物体先向正方向运动后朝反方向运动，B向正方向做匀速直线运动，C向正方向做加速运动，故A错误；三物体的位移均相同，所用时间相等，所以平均速度相同，故B错误；ABC均为直线运动，故C正确；C的斜率逐渐增大，所以速度逐渐增大，做加速直线运动，故D正确。2D【解析】物体的速度为正，说明物体在向正方向运动，故A错误。根据“面积”表示位移，知前5 s内的位移为x=m=12.5 m，故B错误。前2 s内的加速度大小为a=|= m/s2=1 m/s2，故C错误。由图知，第2 s末的瞬时速度大小为3 m/s。故D正确。故选D。3CD【解析】从图中可知正向位移减小，故质点一直朝着负方向运动，A错误；图象的斜率表示速度大小，故斜率先增大后减小，说明物体速率先增大后减小，做变速运动，但不能判断是不是做匀变速直线运动，t=2 s时，斜率最大，速度最大，B错误C正确；因为斜率先增大后减小，并且平均速度为5 m/s，故增大过程中有一刻速度为5 m/s，减小过程中有一刻速度为5 m/s，共有两个时刻速度大小为5 m/s，D正确。4C【解析】D、小车的速度一直为正值，可知小车一直向前运动，且速度图象只能反映直线运动的规律，可知小车做直线运动，故D错误；AB、在vt图象中，图象斜率表示加速度的大小，根据图象可知图线切线的斜率先减小后为零再增大，则小车的加速度先减小后不变，再增大，而小车加速到最大速度时为图像的最高点,读得0.8 m/s，故A、B均错误；C、在vt图中，图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小，图中每小格的面积表示的位移大小为0.1 m，总格数约为88格（大于半格计为一格，小于半格忽略不计），总位移8.8 m；故C正确；故选C。5B【解析】xt图象的斜率表示速度，b和c为直线，斜率恒定，故b、c做匀速直线运动，但斜率正负不同，即速度正负不同，即方向不同，AC错误；a的斜率为正，即速度为正，b的斜率为负，即速度为负，所以两者反向运动，故两物体间的距离越来越大，B正确；因为a是一条抛物线，即满足，类比从静止开始运动的匀加速直线运动位移时间公式可知物体a做匀加速直线运动，因为抛物线经过（0，10）点和（5，20）点，故，所以，D错误。【点睛】位移图象的基本性质：横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图象是用来描述物体位移随时间变化规律的图象，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量。6C【解析】A项：vt图象的斜率表示加速度，由图可知，物体做匀加速度直线运动的加速度为，故A错误；B项：vt图象与时间轴所围面积表示位移，由图可知，物体做匀加速度直线运动通过的位移为，故B错误；C项：匀速阶段的位移，结合B项可知，物体在匀加速直线运动通过的位移比匀速阶段的位移大，故C正确；D项：物体在整个阶段通过的位移为，故D错误。故应选：C。7B【解析】A、根据速度图象的斜率等于加速度大小，则有在0t0和t03t0两段时间内加速度大小之比为：，故A错误。C、根据“面积”等于位移大小，则有位移之比为，故C错误。B、两段时间内位移之比为1:2，所用时间之比为1:2，故平均速度之比为1:1，故B正确。D、t0时刻图象的斜率由正变为负，代表加速度方向变化，而速度始终为正方向没变，故D错误。故选B。【点睛】本题只要抓住速度图象的两个物理意义就能正解作答：斜率等于加速度，“面积”等于位移大小。8C【解析】速度的正负表示速度的方向，则知物体在前2 s内沿负方向运动，后2 s内沿正方向运动，故A错误；由图可知第4 s末的速度大小等于初速度，故B错误；图象与时间轴围成的面积表示位移，可知02 s内的位移是，24 s的位移为：，所以4 s 内位移为 0，而通过的路程为4 m，故C正确；物体的加速度为：，方向向右，根据牛顿第二定律，方向向右，与初速度方向相反，故D错误。所以C正确，ABD错误。9C【解析】A：物体在02 s速度为正，沿规定的正方向运动；物体在24 s速度为负，沿规定正方向的反方向运动；物体不是做单向直线运动。B：物体在01 s内位移增大，沿规定的正方向运动；物体在12 s位移减小，沿规定正方向的反方向运动；物体不是做单向直线运动。C：物体在在01 s内做匀加速运动，沿规定的正方向运动；物体在12 s做匀减速运动，第2 s速度恰好变成0，在12 s内做速度减小的正方向运动。然后重复上面的过程，物体做单向直线运动。D：物体在01 s内做匀加速运动，沿规定的正方向运动；物体在12 s做匀减速运动，第2 s速度恰好变成0，在12 s内做速度减小的正方向运动；物体在在23 s内做反方向的匀加速运动，沿规定正方向的反方向运动，物体不是做单向直线运动。本题选物体做单向直线运动的图象，故答案为C。10C【解析】在v-t图象中图线与时间轴围成的面积表示位移，故在40内的位移为，C正确。11BD【解析】在vt图象中图象包围的面积代表了运动走过的位移，图象的斜率代表加速度，解本题要利用这个知识点求解。vt图象中图象包围的面积代表运动走过的位移，两车在t2时刻并排行驶，利用逆向思维并借助于面积可知在t1时刻甲车在后，乙车在前，故A错误，B正确；图象的斜率表示加速度，所以甲的加速度先减小后增大，乙的加速度也是先减小后增大，故C错D正确。12AC【解析】设第次所用时间为t，根据速度图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，2t0v0=（t+3t0/2）v0，解得：t=5t0/2，所以第次和第次提升过程所用时间之比为2t05t0/2=45，选项A正确；由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，Fmg=ma，可得提升的最大牵引力之比为11，选项B错误；由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为21，选项C正确；加速上升过程的加速度a1=，加速上升过程的牵引力F1=ma1+mg=m(+g)，减速上升过程的加速度a2=，减速上升过程的牵引力F2=ma2+mg=m(g)，匀速运动过程的牵引力F3=mg。第次提升过程做功W1=F1t0v0+ F2t0v0=mgv0t0；第次提升过程做功W2=F1t0v0+ F3v03t0/2+ F2t0v0 =mgv0t0；两次做功相同，选项D错误。13CD【解析】根据位移图象的物理意义可知，在t1时刻两车的位置相同，速度不相等，乙车的速度大于甲车的速度，选项A错误；从0到t1时间内，乙车走过的路程大于甲车，选项B错误；从t1到t2时间内，两车都是从x1位置走到x2位置，两车走过的路程相等，选项C正确；根据位移图象的斜率等于速度可知，从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等，选项D正确。14A【解析】由题意知小球在下落的过程中速度方向向下，与题中规定的正方向相反，故为负值，所以C、D错误；小球的运动为匀变速运动，根据可知，速度与时间的关系式为二次函数，故A正确，B错误。15B【解析】在st图象中，图线的斜率表示了物体运动的速度，由图可知，在0.20.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，且甲的图线斜率较大，即甲的速度比乙的大，故选项A错误，选项B正确；在0.6时时刻，甲的位置坐标为10 km，乙的位置坐标为8 km，在0.8时时刻，两者到达同一坐标位置，因此根据位移的定义可知，在0.60.8小时内，甲的位移比乙的大，故选项C错误；路程是指物体运动轨迹线的长度，在00.8小时内，甲先从0坐标位置运动至10 km坐标位置，乙先从0坐标位置运动至8 km坐标位置，两者再返回至同一位置，显然两者运动的路程不等，甲运动的路程比乙的大4 km，故选项D错误。18