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高三一轮复习之专题一:直线运动的描述与研究( 2)

考点二:描述直线运动的图像及其应用

题型一 vt图像

例题 12011海南. 8).一物体自 t= 0时开始做直线运动,其速度图线如图所示.下列选项正确的是()

A.06 s内,物体离出发点最远为 30 m

B.06 s内,物体经过的路程为 40 m

C.04 s内,物体的平均速率为 7.5 m/ s

D. 56 s内,物体所受的合外力做负功

【答案】 BC

【解析】 A05 s,物体向正向运动, 56 s向负向运动,故 5 s末离出发点最远, A错;

B:由面积法求出 05 s的位移 s 1= 35 m, 56 s的位移 s 2= -5 m,总路程为: 40 mB对;

C:由面积法求出 04 s的位移 s= 30 m,平度速度为: v= s/ t= 7.5 m/ sC对;

D:由图像知 56 s过程物体加速,合力和位移同向,合力做正功, D错.

【题型点评】结合图像多点考查,高考热点.

针对训练 109广东物理. 3)某物体运动的速度图像如图,根据图像可知()

A. 0-2 s内的加速度为 1 m/ s 2

B. 0-5 s内的位移为 10 m

C.1 s末与第 3 s末的速度方向相同

D.1 s末与第 5 s末加速度方向相同

【答案】 AC

【解析】 v-t图像反映的是速度 v随时 t的变化规律,其斜率表示的是加速度, A正确;图中图像与坐标轴所围成的梯形面积表示的是 0-5 s内的位移为 7 m,在前 5 s内物体的速度都大于零,即运动方向相同, C正确; 0-2 s加速度为正, 4-5 s加速度为负,方向不同.

题型二 at图像

例题 22010全国卷Ⅰ. 24)汽车由静止开始在平直的公路上行驶, 0~ 60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如下图所示.

⑴画出汽车在 0~ 60 s内的 v-t图线;

⑵求在这 60 s内汽车行驶的路程.

【答案】⑴速度图像为下图

900 m

【解析】⑴由加速度图像可知前 10 s汽车匀加速,后 20 s汽车匀减速恰好停止,因为图像的面积表示速度的变化,此两段的面积相等.最大速度为 20 m/ s.所以速度图像为右图.然后利用速度图像的面积求出位移.

⑵汽车运动的面积为匀加速、匀速、匀减速三段的位移之和.

m

【题型点评】图像转换试题是近年高考新题型,体现思维能力的考查和培养.

针对训练 22012山东实验中学)物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示,取开始运动方向为正方向,则物体运动的 vt图象中正确的是()

A.

B.

C.

D.

【答案】 C

【解析】物体由静止开始一定是正方向的匀加速, D错;第二段做正方向的匀减速, B错;第三段是正方向的匀加速,故 A错;正确答案选 C.

题型三 xt图像

例题 32012上海. 23).质点做直线运动,其 s-t关系如图所示,质点在 0-20 s内的平均速度大小为_________ m/ s质点在_________时的瞬时速度等于它在 6-20 s内的平均速度.

【答案】 0.810 s14 s

【解析】由 st图像可知,质点在 0-20 s内,位移大小为 16 m,故平均速度为 0.8 m/ s. 6-20 s内的位移大小为 14 m,故这一段时间平均速度大小为 1 m/ s,由图可知 10 s14 s的瞬时速度也等于 1 m/ s.

针对训练 32011沈阳模拟) ABC三物体同时、同地、同向出发做直线运动,如图所示是它们的 xt图像,由图可知它们在 t0 时间内( )

A.平均速度

B.平均速率υ A>υ C>υ B

CA一直在 BC的后面

DA的速度一直比 BC的速度大

【解析】从 xt图像知,在 t0时刻 ABC离起点 O的位移相同,故 A正确.由 A在时刻 t0开始返回到终点,故路程关系是 s As Cs B,故平均速率υ A>υ C=υ BB不正确.

【答案】A

【题型点评】典型易错,引以为戒.

考点三:两个运动物体的追及、相遇问题

例题( 09海南物理. 8)甲乙两车在一平直道路上同向运动,其图像如图所示,图中的面积分别为初始时,甲车在乙车前方处.则( )

A.若,两车不会相遇

B.若,两车相遇 2

C.若,两车相遇 1

D.若,两车相遇 1

【答案】 ABC

【解析】由图可知甲的加速度 a 1比乙 a 2大,在达到速度相等的时间 T内两车相对位移为.若,速度相等时甲比乙位移多S0,乙车还没有追上,此后甲车比乙车快,不可能追上, A对;若,乙车追上甲车时乙车比甲车快,因为甲车加速度大,甲车会再追上乙车,之后乙车不能再追上甲车, B对;若,恰好在速度相等时追上、之后不会再相遇, C对;若,两车速度相等时还没有追上,并且甲车快、更追不上, D错.

【题型点评】运用图像解运动中相遇问题,必然要用到数学知识,这是高考的较高要求.体现了分析问题解决问题的能力.

针对训练( 2011河北模拟)经检测汽车 A的制动性能:以标准速度 20 m/ s在平直公路上行驶时,制动后 40 s停下来.现 A在平直公路上以 20 m/ s的速度行驶发现前方 180 m处有一货车 B6 m/ s的速度同向匀速行驶,司机立即制动,能否发生撞车事故?

【解析】如图 15汽车 Av0= 20 m/ s的初速做匀减速直线运动经 40 s停下来.据加速度公式可求出 a= -0.5 m/ s 2A车减为与 B车同速时是 A车逼近 B车距离最多的时刻,这时若能超过 B车则相撞,反之则不能相撞.

可求出 A车减为与 B车同速时的位移

此时间 tB车的位移为 x 2,则

x364-168196180m

所以两车相撞.

【答案】见解析

【题型点评】关键信息“不相撞”的提取和理解,是解题关键.