高中物理 問(wèn)題原型與延伸 專題2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像學(xué)案 新人教版必修1

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1、專題2.3 勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像知識(shí)點(diǎn)撥 【原型】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像的單一對(duì)象問(wèn)題如圖所示，甲、乙兩物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng)，折線是物體甲運(yùn)動(dòng)的圖象，直線是物體乙運(yùn)動(dòng)的圖象，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A.甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)方向相反 B.甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為7.5m/s C乙做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是-5m/s 2 D甲、乙兩物體在距甲的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇 點(diǎn)評(píng)：注意理解位移時(shí)間圖像上的點(diǎn)和斜率的物理意義。 變型1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像的多個(gè)對(duì)象問(wèn)題【延伸1】設(shè)想在百米賽跑游戲中，甲、乙、丙、丁四個(gè)運(yùn)動(dòng)員從一開始就做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲按時(shí)起跑，乙0.5s后才開始起跑，丙搶跑的距離為

2、1m，丁則從終點(diǎn)100m處往回跑試說(shuō)明圖中的A、B、C、D四條圖線分別表示的是哪個(gè)運(yùn)動(dòng)員的位移一時(shí)間圖象（ ）AA代表甲 BB代表乙 CC代表丙 DD代表丁解析：由題意知，甲按時(shí)起跑，說(shuō)明從起始點(diǎn)出發(fā)，開始位移時(shí)間均為零，即甲從原點(diǎn)出發(fā)，故B代表甲；乙0.5s后才開始起跑，則D代表乙；丙搶跑的距離為l m，位移初始點(diǎn)在1m處，故C代表丙；丁則從終點(diǎn)100m處往回跑，為圖象中的A故ABD錯(cuò)誤，C正確故選：C點(diǎn)評(píng)：要確定圖象與運(yùn)動(dòng)員的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一定要看每條圖線在縱軸上的截距表示開始計(jì)時(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)員所處的位置，圖線在橫軸上的截距則表示運(yùn)動(dòng)員開始起跑的時(shí)刻。 變型2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的單一對(duì)象的

3、問(wèn)題【延伸2】如圖為一物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，根據(jù)圖象做出的以下判斷中，正確的是（ ） A物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng) B物體先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，在t=2s后開始沿正方向運(yùn)動(dòng) C在t=2s前物體位于出發(fā)點(diǎn)負(fù)方向上，在t=2s后位于出發(fā)點(diǎn)正方向上 D在t=4s時(shí)，物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn) D、在t=2s時(shí)，物體離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，在t=4s時(shí)，物體離出發(fā)點(diǎn)的位移最小，為零故D錯(cuò)誤。故選：B。點(diǎn)評(píng)：注意v-t圖像中的方向變化、圖像上的點(diǎn)的物理意義、面積的物理意義。 變型3、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的單一對(duì)象的多過(guò)程問(wèn)題【延伸3】一個(gè)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的vt圖象如圖所示，則下列分析錯(cuò)誤的是 ( ) A圖象OA段表示物體做

4、非勻變速運(yùn)動(dòng)，AB段表示物體靜止B圖象AB段表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C在09 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向相同D在912 s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)方向與09 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反 點(diǎn)評(píng)：多過(guò)程問(wèn)題要根據(jù)圖像進(jìn)行分段處理，要能根據(jù)圖像讀取有用信息。 變型4、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像的多個(gè)對(duì)象問(wèn)題【延伸4】A、B是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的速度圖象,如圖所示。 (1)A、B各做什么運(yùn)動(dòng)?求其加速度。(2)兩圖象交點(diǎn)的意義是什么?(3)求1 s末A、B的速度。(4)求6 s末A、B的速度。 點(diǎn)評(píng)：利用圖象解題時(shí)，首先要弄清該圖象究竟是哪一種圖象，這可以通過(guò)觀察圖象的坐標(biāo)軸來(lái)區(qū)分，這是解題最關(guān)鍵的一步，其次要理解圖象的物

5、理意義，為了加深對(duì)圖象物理意義的理解，可用逐點(diǎn)描圖法認(rèn)認(rèn)真真畫幾張st和vt圖象，要從數(shù)與形的關(guān)系以及函數(shù)圖象與物理量的關(guān)系，去理解和領(lǐng)會(huì)圖象的物理意義及其應(yīng)用。要注意物體的st圖象并不表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。 變型5、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像與x-t圖像的綜合問(wèn)題【延伸5】一質(zhì)點(diǎn)的xt圖象如圖所示，能正確表示該質(zhì)點(diǎn)的 vt的圖象的是( ) 解析： 在第一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移在減小，所以物體朝著負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù)值，沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在中間一段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移沒(méi)有發(fā)生變化，所以質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，即速度為零，在后一段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)又開始朝著正方向運(yùn)動(dòng)，即速度為正，且做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后質(zhì)

6、點(diǎn)的位移保持不變，即速度為零，所以A正確，點(diǎn)評(píng)：質(zhì)點(diǎn)的位移s與時(shí)間t圖象的斜率表示速度傾斜的直線表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，平行于t軸的直線表示質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài) 跟蹤練習(xí)：1一物體從地面豎直向上拋出，在運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力大小不變，下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中，可能正確的是( ) 圖12一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v t關(guān)系圖像如圖2，則該質(zhì)點(diǎn)的x t關(guān)系圖像可大致表示為下圖中的( ) 圖2 圖3 3甲、乙兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的v t圖像如圖4所示，由圖可知( ) A乙物體的加速度為1 m/s2B4 s內(nèi)兩物體的位移相等C4 s末甲物體在乙物體前面D條件不足，無(wú)法判斷兩物體何時(shí)相遇 4如圖5所示

7、是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v t圖像，由圖可知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) 圖5A前5 s做勻速運(yùn)動(dòng)B515 s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為1 m/s2C1520 s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為3.2 m/s2D質(zhì)點(diǎn)15 s末離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，20 s末回到出發(fā)點(diǎn)5甲、乙兩車某時(shí)刻由同一地點(diǎn)沿同一方向開始做直線運(yùn)動(dòng)，若以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，得到兩車的x t圖像如圖6所示，則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖6At1時(shí)刻乙車從后面追上甲車Bt1時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn)Ct1時(shí)刻兩車的速度剛好相等D0到t1時(shí)間內(nèi)，乙車的平均速度小于甲車的平均速度6一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。其位移時(shí)間圖像如圖7所示，則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖

8、7A該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為2 m/s2 B該質(zhì)點(diǎn)在t1 s時(shí)的速度大小為2 m/sC該質(zhì)點(diǎn)在t0到t2 s時(shí)間內(nèi)的位移大小為6 mD該質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)速度為零7a、b兩物體從同一點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，v t圖像如圖8所示，下列說(shuō)法正確的是( ) 圖8A當(dāng)t5 s時(shí)，a、b兩物體第一次相遇B當(dāng)t10 s時(shí)，a、b兩物體間距最大C當(dāng)t15 s時(shí)，b物體在a物體的前面D當(dāng)t20 s時(shí)，a、b兩物體第二次相遇8一物體從某一行星表面豎直向上拋出(不計(jì)空氣阻力)。設(shè)拋出時(shí)t0，得到物體上升高度隨時(shí)間變化的h t圖像如圖9所示，則該行星表面重力加速度大小與物體被拋出時(shí)的初速度大小分別為( ) 圖9A8 m/s2

9、,20 m/s B10 m/s2,25 m/sC8 m/s2,25 m/s D10 m/s2,20 m/s92012年6月9日晚，受沿線焚燒秸稈產(chǎn)生煙霧的影響，寧洛高速公路安徽省蒙城段發(fā)生多起多輛車輛追尾事故。假設(shè)高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛，甲車在前，乙車在后，速度均為v030 m/s，距離s0100 m。t0時(shí)刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時(shí)間變化分別如圖10(a)、(b)所示，取運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) 圖10At6 s時(shí)兩車等速Bt6 s時(shí)兩車距離最近C06 s內(nèi)兩車位移之差為90 mD兩車在09 s內(nèi)會(huì)相撞10如圖11所示是做直線運(yùn)動(dòng)某物體的位移

10、時(shí)間圖像，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以求出P點(diǎn)的瞬時(shí)速度。下面四個(gè)選項(xiàng)中哪一項(xiàng)更接近P點(diǎn)瞬時(shí)速度的真實(shí)值( ) 圖11A2 m/s B2.2 m/sC2.21 m/s D2.211 m/s11(多選)某高速列車沿直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖12所示，則該列車( ) 圖12A030 s時(shí)間內(nèi)的位移小于9102 mB30 s時(shí)刻的速度等于30 m/sC060 s時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)D90120 s時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)12(多選)如圖13所示，實(shí)線記錄了一次實(shí)驗(yàn)中得到的運(yùn)動(dòng)小車的v t圖像，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，用虛線作近似處理，下列表述正確的是( ) 圖13A小車做曲線運(yùn)動(dòng)B小車先做加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，最后做減速運(yùn)動(dòng)C在t1時(shí)

11、刻虛線反映的加速度比實(shí)際小D在0t1的時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì)算出的平均速度比實(shí)際的小13(多選)一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的物體沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，如圖14所示，圖線a表示物體受水平拉力時(shí)的v t圖像，圖線b表示撤去水平拉力后物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的v t圖像，g10 m/s2，下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖14A撤去拉力后物體還能滑行7.5 mB物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1C水平拉力的大小為0.1 N，方向與摩擦力方向相同D水平拉力對(duì)物體做功為1.2 J14(多選)某物理興趣小組用加速度傳感器探究一質(zhì)量為m的物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的情況，得到加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖15所示，則由圖像可知( ) 圖15A

12、物體先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)B物體在t14 s時(shí)速度為4.2 m/sC物體在1014 s內(nèi)的平均速度為3.8 m/sD物體在t2 s與t8 s時(shí)所受合外力大小相等，方向相反15(多選)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，v t圖像如圖16所示。以下判斷正確的是( ) 圖16A前3 s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B最后2 s內(nèi)貨物只受重力作用C前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)貨物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能守恒 答案與解析：1 【答案】選C 【解析】解答：從地面豎直向上拋出，在運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力大小不變，物體運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的

13、圖像中，可能正確的是C。 2【答案】選B t(v)155(168) m/s20.8 m/s2，B錯(cuò)誤；1520 s內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為a2t(v)2015(016) m/s23.2 m/s2，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在020 s內(nèi)一直沿著正方向運(yùn)動(dòng)，20 s末質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，D錯(cuò)誤。5【答案】選A 【解析】解答：t1時(shí)刻前x甲x乙，t1時(shí)刻x甲x乙，即乙車從后面追上甲，故A正確B錯(cuò)誤；在x t圖像中斜率表示速度，由題圖知，在t1時(shí)刻，v乙v甲，故C錯(cuò)誤；0t1時(shí)間內(nèi)兩車位移相等，由t(x)知甲乙，故D錯(cuò)誤。6【答案】選D 【解析】解答：質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)t0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為v0，加速度為a，由圖

14、像知t11 s時(shí)，x12 m；t22 s時(shí)，x28 m，利用公式xv0t2(1)at2得：x1v0t12(1)at1( 2)，x2v0t22(1)at2( 2)，代入數(shù)據(jù)解得a4 m/s2，v00，t1 s時(shí)的速度大小為4 m/s，故只有D正確。7【答案】選D 【解析】解答：根據(jù)v t圖線與t軸所圍的面積可知：t5 s時(shí)b在a前面，A錯(cuò)誤。t10 s時(shí)，a、b兩物體第一次相遇，B錯(cuò)誤。t15 s時(shí)，a在b前面，C錯(cuò)誤。t20 s時(shí)，a、b兩物體第二次相遇，D正確。8【答案】選A 10【答案】選C 【解析】解答：根據(jù)公式vt(x)，時(shí)間t取得越短，平均速度越接近瞬時(shí)速度，A項(xiàng)的時(shí)間段是1 s，B

15、項(xiàng)時(shí)間段是0.1 s，C項(xiàng)時(shí)間段是0.01 s，因此C正確。D項(xiàng)沒(méi)有依據(jù)是臆造的，D錯(cuò)誤。 11【答案】選AD 【解析】解答：v t圖像與時(shí)間軸所圍成的面積表示物體的位移，由圖可知030 s時(shí)間內(nèi)的位移小于3030 m9102 m，選項(xiàng)A正確；由圖像可知，30 s時(shí)刻的速度大約為40 m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；060 s時(shí)間內(nèi)v t圖像的斜率在變化，表示a變化，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；90120 s時(shí)間內(nèi)速度不變，故物體做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。12【答案】選BD 根據(jù)虛線近似，小車應(yīng)先勻加速，再勻速，最后勻減速，B正確；由v t圖線斜率表示小車的加速度可知，在t1時(shí)刻虛線反映的加速度比實(shí)際的大，C錯(cuò)誤；因在0t1時(shí)間內(nèi)，虛線與t軸所圍面積小，故此段時(shí)間內(nèi)虛線所對(duì)應(yīng)的平均速度也較小，D正確；v t圖線只能描述直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤。13【答案】選CD 【解析】解答：由圖可知，aa3(2) m/s2，ab3(1) m/s2。由牛頓第二定律得：Fmgmaa，mgmab，可解得：F0.1 N，方向與摩擦力方向相同，30(1)，C正確，B錯(cuò)誤；撤去拉力后物體還能滑行的距離x2ab(v2)13.5 m，A錯(cuò)誤；拉力對(duì)物體做負(fù)功，WFxa0.12(53)3) J1.2 J，D正確。14【答案】選BC 17