第4講專題提升:運(yùn)動(dòng)圖像問題高考總復(fù)習(xí)2025專題概述:本專題主要探究運(yùn)動(dòng)圖像問題,運(yùn)動(dòng)圖像主要包括x-t圖像、v-t圖像,以及非常規(guī)圖像中的a-t圖像、-t圖像、v2-x圖像等,解答圖像問題要結(jié)合圖像對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,明確斜率、截距、交點(diǎn)的含義,正確讀圖和識圖。題型一運(yùn)動(dòng)圖像的理解及應(yīng)用1.對運(yùn)動(dòng)圖像的三點(diǎn)理解(1)x-t圖像、v-t圖像能反映的空間關(guān)系只有一維,因此兩種圖像只能描述直線運(yùn)動(dòng),且圖線都不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。(2)x-t圖像和v-t圖像的形狀分別由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定。(3)兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況如果用x-t圖像來描述,從圖像可知兩物體起始時(shí)刻的位置;如果用v-t圖像來描述,則從圖像中無法得到兩物體起始時(shí)刻的位置關(guān)系。2.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)圖像解題“六看”圖像x-t圖像v-t圖像看軸橫軸為時(shí)間t,縱軸為位移x橫軸為時(shí)間t,縱軸為速度v看線傾斜直線表示勻速直線運(yùn)動(dòng)傾斜直線表示勻變速直線運(yùn)動(dòng)看斜率表示速度表示加速度看面積無實(shí)際意義圖線和時(shí)間軸圍成的面積表示位移看縱截距表示初位置表示初速度看特殊點(diǎn)拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),交點(diǎn)表示相遇拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),交點(diǎn)表示速度相等3.圖像信息分析類問題的解題思路

4.圖像類選擇題的處理方法可用“排除法”,即排除與題目要求相違背的圖像,留下正確圖像;也可用“對照法”,即按照題目要求畫出正確草圖,再與選項(xiàng)對照。考向一

位移—時(shí)間圖像典題1(多選)(2024七省適應(yīng)性測試貴州物理)圖(a)是貴州特有的“獨(dú)竹漂”表演,此項(xiàng)目已被列入第五批國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表性項(xiàng)目名錄。某次表演過程中,表演者甲在河中心位置完成表演后沿直線劃向岸邊,同時(shí)表演者乙從另一岸邊沿同一直線劃向河中心并準(zhǔn)備表演,該過程甲、乙運(yùn)動(dòng)的位置x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖(b)所示,則(

)圖(a)圖(b)A.0~t0時(shí)間內(nèi)甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相反B.0~t0時(shí)間內(nèi)甲、乙的位移大小相等C.0~2t0時(shí)間內(nèi)乙的平均速度等于甲的平均速度D.0~2t0時(shí)間內(nèi)乙的速度最大值大于甲的速度最大值CD解析

0~t0時(shí)間內(nèi)甲、乙的斜率均為負(fù),所以運(yùn)動(dòng)方向相同,A錯(cuò)誤;0~t0時(shí)間內(nèi),乙的位移為-x0,甲的位移大小小于x0,所以0~t0時(shí)間內(nèi)甲、乙的位移大小不相等,B錯(cuò)誤;0~2t0時(shí)間內(nèi)乙的位移等于甲的位移,時(shí)間也相同,所以0~2t0時(shí)間內(nèi)乙的平均速度等于甲的平均速度,C正確;在x-t圖像中,圖線斜率的大小表示速度的大小,明顯乙圖線的最大斜率的絕對值大于甲圖線的最大斜率的絕對值,所以0~2t0時(shí)間內(nèi)乙的速度最大值大于甲的速度最大值,D正確。易錯(cuò)警示

x-t圖像、v-t圖像無論是直線還是曲線,所描述的運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng),圖像的形狀反映了x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系,而不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。考向二

速度—時(shí)間圖像典題2(2023江蘇卷)電梯上升過程中,某同學(xué)用智能手機(jī)記錄了電梯速度隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖所示。電梯加速上升的時(shí)段是(

)A.從20.0s到30.0sB.從30.0s到40.0sC.從40.0s到50.0sD.從50.0s到60.0sA解析

由題圖可知,從20.0

s到30.0

s,電梯速度方向向上,且在增加,電梯加速上升,選項(xiàng)A正確。題型二三類非常規(guī)圖像1.三類圖像(1)a-t圖像:由v=v0+at可知圖像與橫軸所圍面積表示速度變化量Δv,如圖甲所示。甲乙丙2.解題技巧(1)圖像反映了兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,因此首先要由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出兩個(gè)物理量間的關(guān)系式,再分析圖像的斜率、截距、面積的物理意義。(2)注意把處理常規(guī)圖像問題的思想方法加以遷移應(yīng)用,必要時(shí)可將圖像所反映的物理過程轉(zhuǎn)換為常見的x-t圖像或v-t圖像。考向一

a-t圖像典題3(多選)(2023湖北卷)t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P從原點(diǎn)由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),其加速度a隨時(shí)間t按圖示的正弦曲線變化,周期為2t0。在0~3t0時(shí)間內(nèi),下列說法正確的是(

)A.t=2t0時(shí),P回到原點(diǎn)B.t=2t0時(shí),P的運(yùn)動(dòng)速度最小C.t=t0時(shí),P到原點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)BD解析

Δv=aΔt,圖像的面積表示速度變化量,P在0~t0內(nèi),Δv為正值,表示P沿正方向做加速度先增加后減小的加速運(yùn)動(dòng),t0~2t0內(nèi),加速度和速度反向,0~2t0內(nèi)圖像面積為0,表示Δv=0,在2t0時(shí)刻速度為0,在此之前,速度方向一直沿正方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。由于0~3t0內(nèi),速度方向一直沿正方向,在3t0時(shí)刻P到原點(diǎn)的距離最遠(yuǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

內(nèi),圖像的面積為0,則Δv=0,表明

的速度相同,選項(xiàng)D正確。考向二

其他非常規(guī)圖像典題4(多選)(2023廣東廣州三模)某款仿真軟件可以記錄物體的運(yùn)動(dòng)過程并描繪出運(yùn)動(dòng)圖像。如圖是該軟件導(dǎo)出的-t圖像,t為時(shí)刻,x為0~t時(shí)間內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的位移。已知t0時(shí)刻前圖像為直線,t0時(shí)刻后圖像為反比例曲線。該圖像模擬某物塊在粗糙水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至靜止的滑動(dòng)情境,重力加速度取10m/s2。下列說法正確的有(

)A.物塊在4s后某一時(shí)刻靜止B.0時(shí)刻,物塊的速度大小為20m/sC.物塊運(yùn)動(dòng)的位移大小為60mD.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為BD典題5(2024湖南郴州模擬)人原地起跳方式是先屈腿下蹲,然后突