【物理】2018届一轮复习人教版专题01运动图象学案

【物理】2018届一轮复习人教版专题01运动图象学案

专题01 运动图像 机械运动：‎ 物体相对于其他物体的位置变化，也就是物体的位置的移动随时间的变化，叫做机械运动。机械运动简称为运动，它包括平动，转动和振动等运动形式。机械运动按轨迹分为直线运动和曲线运动。‎ ‎①一个物体相对于另一个物体的位置只要是发生了变化，这个物体就在运动。‎ ‎②宇宙中没有不动的物体，一切物体都在不停的运动，运动是绝对的，静止是相对的。‎ ‎③机械运动是我们见到的各种运动中最简单的、最普遍的一种运动形式。车、船的运动，天体的运动，都是机械运动。‎ 机械运动：是指一个物体相对于其他物体的位置发生改变,是自然界中最简单，最基本的运动形态。为了更好地研究运动，人们根据物质运动的特点，将其分为机械运动、热运动、电磁运动等各种类型。‎ 运动和静止的相对性：‎ ‎①自然界中一切物体都在运动，因为地球本身在自转，所以绝对静止的物体是不存在的。通常所描述的物体的运动或静止都是相对于某一个参照物而言的。同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。
②相对静止的条件：两个物体向同一方向，以同样的快慢前进。
③运动时绝对的，而静止则是相对的。‎ 机械运动的形式：‎ 机械运动的形式有多种多样，有沿直线运动的，有沿曲线运动的；有在同一平面上运动的，也有不在同一平面上运动的；有运动得快的，有运动得慢的······在各种不同形式的运动中，匀速直线运动是最简单的机械运动。‎ ‎2017年江苏卷 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则 A．t=1 s时物块的速率为1 m/s B．t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s C．t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D．t=4 s时物块的速度为零 ‎【答案】AB 答题思路 ‎【命题意图】 本类题通常主要考查对位移、路程、速度、速率、平均速度、时间、时刻、加速度等基本运动概念的理解，以及对牛顿第二定律、直线运动规律、功、功率等物理概念与规律的理解与简单的应用。‎ ‎【命题方向】 这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中以考查识图、读图的能力，难度一般不大；在考查内容上一般以x-t图象、v-t图象的形式出现，少数情况下会出现a-t图象、x-v图象等不常见的运动图象，着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用，以及读图、识图、画图、用图的能力。‎ ‎【得分要点】在中学教材中出现了x-t图象、v-t图象两种运动图象，因此要对这两种运动图象有深刻的理解：‎ ‎（1）x-t图象和v-t 图象都是对物体运动的一种描述，分别反映了做直线运动时的物体的位移（位置）x和速度v随时间t变化的关系，并不表示物体的运动轨迹；‎ ‎（2）通过x-t图象可以知道某时刻运动物体的位置，以及在这一位置的运动情况，通过v-t图象可以知道某时刻运动物体的速度，以及在这一时刻的运动情况；‎ ‎（3）在x-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动速度，若图线为曲线，则表示物体做变速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻的运动速度；‎ ‎（4）在v-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体做匀速直线运动，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动的加速度，若图线为曲线，则表示物体做变加速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。‎ ‎（5）几种特殊、相同形状的x-t图象与v-t图象的比较。‎ x-t图象 ‎②‎ ‎①‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ v-t图象 ‎②‎ ‎①‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎①表示从参考点开始的匀速直线运动（斜率表示速度v）‎ ‎①表示初速为零的匀加速直线运动（斜率表示加速度a）‎ ‎②表示物体处于静止状态 ‎②表示物体做匀速直线运动 ‎③表示物体向与规定的正方向相反的方向做匀速直线运动 ‎③表示物体做匀减速直线运动 ‎④交点横坐标表示三个运动质点相遇的时刻，纵坐标表示三个运动质点相遇时相对参考点的位移 ‎④交点表示三个运动质点速度相同的时刻 ‎⑤t1时刻物体相对参考点的位移为x1‎ ‎⑤t1时刻物体的速度为v1，图线下方的面积表示物体在0～t1时间内的位移 纵截距表示初始位置 横截距表示回到参考点的时刻 纵截距表示初速度 横截距表示速度为零的时刻 ‎（6）常见直线运动的运动图象的比较。‎ x-t图象 v-t图象 a-t图象 匀速直线运动 v＝常数 a＝0‎ 匀加速直线运动（v0＞0，a＞0）‎ 抛物线 a＝常数 匀减速直线运动（v0＞0，a＜0）‎ 抛物线 a＝常数 备注 图线（或点的切线）的斜率表示速度。‎ ‎①图线（或点的切线）的斜率表示加速度；‎ ‎②图线与时间轴所围的面积表示位移，图线分布在时间轴的上方，面积为正值，图线分布在时间轴的下方，面积为负值。‎ 图线与时间轴所围的面积表示速度变化量。‎ 需要强调的是：在分析物理图象时，图象中的斜率、截距、图线与轴所围面积等，往往都是描述和解决物理问题的重要手段。‎ ‎1. 【2017·全国新课标Ⅲ卷】一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间变化的图线如图所示，则（ ）‎ A．时物块的速率为1m/s B．时物块的动量大小为4m/s C．时物块的动量大小为m/s D．时物块的速度为零 ‎【答案】AB ‎【解析】由题目可知，，动量定理，可知 时，，代入数据可得，故A正确；‎ 时，，代入数据可得，故B正确；‎ 时，，代入数据可得，故错误；‎ 时，由，代入数据可得 ‎，故D错误。‎ ‎2．【2017·北京卷】某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是 A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值 B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 ‎【答案】A ‎ ‎ ‎【点拨】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动。‎ ‎3.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由图①：⑴‎ 由图②：⑵‎ 联立⑴⑵得：‎ ‎4．【2016·上海卷】物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是：（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】B ‎【点拨】本题先通过物体做匀加速直线运动，t时间内的平均速度等于时刻的瞬时速度，求出两段时间中间时刻的瞬时速度，再根据加速度公式计算出物体的加速度。‎ ‎5． 【2016·全国新课标Ⅲ卷】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为：（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】设初速度为，末速度为，根据题意可得，解得，根据，可得，解得，代入可得，故A正确。‎ ‎【点拨】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰明了，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题。‎ ‎6． 【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，下列速度和位置的关系图象中，能描述该过程的是： （ ）‎ ‎【答案】A ‎【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。‎ ‎【点拨】本题重在考查匀变速运动的规律及图像，细节在运动的方向上，可由此排除CD选项；结合速度与位移的二次函数关系，可排除B选项。排除法是做选择题一个常用的、重要的方法之一。‎ ‎7． 【2016·全国新课标Ⅰ卷】（多选）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v–t图像如图所示。已知两车在t=3 s时并排行驶，则： （ ）‎ A．在t=1 s时，甲车在乙车后 B．在t=0时，甲车在乙车前7.5 m C．两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s D．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m ‎【答案】BD ‎【考点】本题主要考查了v–t图象、追及问题。v–t图象中，与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大，图象与坐标轴围成的面积表示位移；在时间轴上方的面积表示位移为正，下方的面积表示位移为负；相遇要求在同一时刻到达同一位置。‎ ‎8. 【2017·全国Ⅰ卷】（5分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每内共滴下46个小水滴）‎ ‎（1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为__________，加速度大小为________。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】（1）从右向左；（2），（水滴间隔时间按算）/（水滴间隔时间按算）。‎ ‎【解析】（1）滴水计时器类似于打点计时器，从图可以判断从右向左，单位时间内小车的位移越来越小。由于小车在水平桌面受阻力而做减速运动，故小车应从右向左运动。‎ ‎（2）由题意得， ‎ ‎9.【2015·山东·14】距地面高5m的水平直轨道A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图。小车始终以的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小。可求得h等于： （ ）‎ A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m ‎【答案】A ‎【点拨】此题考查自由落体运动规律的应用，只要抓住时间相等的关系即可解题.‎ ‎10.【2017·黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】a、b、c三个物体在同一条直线上运动，三个物体的x t图象如图所示，图象c是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法中正确的是： （ ）‎ A．a、b两物体都做匀速直线运动，两个物体的速度相同 B．a、b两物体都做匀变速直线运动，两个物体的速度大小相等，方向相反 C．在0～5 s内，当t＝5 s时，a、b两个物体相距最近 D．物体c一定做变速直线运动 ‎【答案】D ‎【点拨】本题是为位移--时间图象的应用，要明确斜率的含义，并能根据图象的信息解出物体运动的速度大小和方向。‎ ‎11. 【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】甲、乙两个物体在同一时刻沿同一直线运动，他们的速度－时间图象如图所示，下列有关说法正确的是： （ ）‎ A．在4 s～6 s内，甲、乙两物体的加速度大小相等；方向相反 B．前6 s内甲通过的路程更大 C．前4 s内甲、乙两物体的平均速度相等 D．甲、乙两物体一定在2 s末相遇 ‎【答案】B ‎【解析】图像的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，故在4s～6s内，两者的加速度相等，方向也相同，A错误；图像与坐标围成的面积表示位移，前6s内甲图线与坐标轴围成图形的面积之和较大，所以甲通过的路程更大，B正确；由图线所围图形的面积知前4s内甲的位移大于乙的位移，故甲的平均速度大于乙的平均速度，C错误；由图线所围图形的面积知前2s内两物体的位移相等，但不确定是从同一地点出发的，故不能判定二者是否相遇，D错误；‎ ‎【点拨】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移