2023年物理二輪復(fù)習(xí)運(yùn)動學(xué)圖像和動力學(xué)圖像

專題三運(yùn)動學(xué)圖像和動力學(xué)圖像

命題熱點(diǎn)?？碱}型

(1)X7圖像的理解及應(yīng)用：

選擇題、實驗

(2)07圖像的理解及應(yīng)用；

題(圖像法處理

(3)。7、。2_?。阂话?一尸等圖像的理解及應(yīng)用；實驗數(shù)據(jù)，后

面實驗專題講)

(4)與體育、交通有關(guān)的。-f圖像問題.

高頻考點(diǎn)?能力突破

考點(diǎn)一常規(guī)圖像

1.常規(guī)圖像

斜率上面積兩圖像交點(diǎn)

△

x-t圖像-x=v表示相遇

At

△v表示速度相等，不表示相遇，往

V-1圖像——a位移X

At往是距離最大或最小的臨界點(diǎn)

a-1圖像速度變化量A。表示此時加速度相等

2.圖像問題的解題思路

例U2022?河北卷］科學(xué)訓(xùn)練可以提升運(yùn)動成績，某短跑運(yùn)動員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測

試中，速度。與時間，的關(guān)系圖像如圖所示.由圖像可知()

A.0?。時間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動員的平均加速度大

B.0?介時間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運(yùn)動員跑過的距離相等

C12?時間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動員的平均速度小

D.“時刻后，運(yùn)動員訓(xùn)練前做減速運(yùn)動，訓(xùn)練后做加速運(yùn)動

［解題心得］

預(yù)測1（多選）如圖所示為甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動的位移一時間圖像，由圖像

可知（）

A.甲、乙兩物體開始運(yùn)動時的速度方向相反

B.甲、乙兩物體同時同地開始運(yùn)動

C.甲物體在0?4s內(nèi)的平均速率比乙物體在1?4s內(nèi)的平均速率大

D.兩圖線交點(diǎn)表示兩物體速度相同

預(yù)測2（多選）2020東京奧運(yùn)會田徑男子4X100米接力比賽，由湯星強(qiáng)、謝震業(yè)、蘇

炳添和吳智強(qiáng)組成的中國隊取得優(yōu)異成績.如圖（a）所示，假設(shè)某接力比賽中甲、乙兩運(yùn)動

員在直道交接棒過程的。-r圖像大致如圖（b）所示.設(shè)6時刻為交接棒時刻，下列說法正

確的是（）

A.甲為交棒運(yùn)動員，乙為接棒運(yùn)動員

B.0?”過程中，甲在前，乙在后，二者距離越來越小

C.。?攵過程中，接棒運(yùn)動員的加速度越來越小

D.交接棒時的速度越大，因交接棒而損失的時間越少

預(yù)測312022?北京押題卷］很多智能手機(jī)都有加速度傳感器，能通過圖像顯示加速度情

況.用手掌托著手機(jī)，打開加速度傳感器，手掌從靜止開始迅速上下運(yùn)動，得到如圖所示的

豎直方向上加速度隨時間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向.由此可判斷出（）

A.手機(jī)可能離開過手掌

B.手機(jī)在外時刻運(yùn)動到最高點(diǎn)

C.手機(jī)在念時刻改變運(yùn)動方向

D.手機(jī)在九?f3時間內(nèi)，受到的支持力先減小再增大

考點(diǎn)二非常規(guī)圖像

1.非常規(guī)圖像

舉例函數(shù)表達(dá)式斜率左縱截距b

2

初一》圖像由后—VQ=2ax得v=Vg+2ax2a詔

i

/圖像由x=v（）t+^at2得;=0o+如-a

200

卬'陪..f

p1

由F—^mg=ma得a=——j^g一

--------am"g

a--圖像

2.解決非常規(guī)圖像的方法

對于這類新型圖像問題，關(guān)鍵是認(rèn)清圖像中橫、縱軸所代表的物理量，找出它們的函數(shù)

關(guān)系，并能遷移運(yùn)用物理知識和方法清楚理解圖像中的“點(diǎn)”“線”“斜率”“截距”和“面

積”的物理意義.

例2［2022?河北押題卷］無人駕駛汽車在新冠疫情期間對疫情防控起到了積極作用.某自

主品牌的一款無人駕駛汽車在直線測試時的速度平方與位移關(guān)系。乙x圖像如圖所示.從汽

車經(jīng)過x=0位置時開始計時，則以下說法中正確的是（）

A.汽車做勻加速直線運(yùn)動

B.汽車的加速度大小為lOm/s?

C.該車在2s內(nèi)的位移大小為2.0m

D.該車在2s內(nèi)的位移大小為3.6m

［解題心得］............................................................................

預(yù)測4一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動，如圖所示是從，=0時刻開始的質(zhì)點(diǎn)的;f（式中x為位移）

圖像，可以推知（）

A.質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動

B.加速度的大小是1m/s2

C.r=2s時的速度是1m/s

D.f=2s時位移是3m

預(yù)測5[2022?安徽示范高中皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考]（多選）如圖1所示，足夠長的木板B靜

置于光滑水平面上，其上放置小滑塊4滑塊A受到隨時間r變化的水平拉力F作用時;用

傳感器測出滑塊A的加速度。，得到如圖2所示的如尸圖像，已知g取10m/s2,則（）

圖1

A.滑塊A的質(zhì)量為2kg

B.木板B的質(zhì)量為6kg

C.當(dāng)尸=12N時，木板8的加速度為4m/s2

D.滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為0.4

素養(yǎng)培優(yōu)?情境命題

與體育運(yùn)動、交通有關(guān)的。-/圖像問題

情境1[2022?湖南株洲4月質(zhì)檢]為節(jié)約運(yùn)行時間，設(shè)想一種高鐵進(jìn)站不停車模式.如

圖（a）所示，站臺內(nèi)鐵路正上方有一固定軌道AB,高鐵分為可分離的上下副、主車兩部分,

副車可在主車車頂軌道上滑行，主車保持勻速過站，需下車的乘客提前進(jìn)入副車甲中，需上

車的乘客已在靜止于A端的副車乙中等待.車尾到B端瞬間，甲剛好完全滑上固定軌道A8,

主、副車分離，副車甲立即減速，甲的車頭到A端時剛好停下，乘客下車.當(dāng)主車車頭到A

端時，副車乙立即從固定軌道開始加速滑上車頂軌道，當(dāng)乙的車尾與主車車尾對齊時主、副

車剛好共速，鎖死一起前進(jìn).設(shè)高鐵以40m/s速度勻速駛來，副車長均為20m,副車甲、

乙運(yùn)動的。T圖像如圖（b）所示，則主車長為（）

副車乙固定軌道主車副車甲

------J-B

A.180mB.200m

C.220mD.820m

［斛題心得］

情境2圖(a)為2022年北京冬奧會冰壺比賽中的一個畫面.比賽中，為了使冰壺滑行

得更遠(yuǎn)，運(yùn)動員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小.假

設(shè)某運(yùn)動員以初速度如沿冰面將冰壺推出，冰壺做直線運(yùn)動直到停止的過程中，其速度一

時間T)圖像如圖(b)所示，則下列判定正確的是()

B.力?介時間內(nèi)，冰壺的加速度大小為^

C.八?亥時間內(nèi)，冰壺的位移大小為+。2>?2—九)

D.0~打時間內(nèi)，冰壺的平均速度大小為1(Oo+m+s)

闡題心得］

情境3（多選）2021年7月31日，第二十屆全國大學(xué)生機(jī)器人大賽ROBOCON圓滿閉

幕，本次大賽的主題項目為“投壺行觴”和“機(jī)器馬術(shù)”.如圖甲，在一次比賽中a、b兩

機(jī)器人從同一起跑線沿同一方向做直線運(yùn)動，它們的速度一時間圖像如圖乙所示，則下列說

法正確的是（）

A.20s時，〃、6兩機(jī)器人在運(yùn)動方向上相距約500m

B.40sHj,a、6兩機(jī)器人速度相等，在運(yùn)動方向上相距最遠(yuǎn)，為400m

C.60s時，匕機(jī)器人在。機(jī)器人的前方，在運(yùn)動方向上相距400m

D.a、〃加速時，〃機(jī)器人的加速度大于。機(jī)器人的加速度

［斛題心得］

專題三運(yùn)動學(xué)圖像和動力學(xué)圖像

高頻考點(diǎn)?能力突破

考點(diǎn)一

例I解析：根據(jù)。-f圖像的斜率表示加速度，及題圖可知0?t］時間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動

員的平均加速度比訓(xùn)練前的小，故A錯誤；根據(jù)。圖像圍成的面積表示位移，及題圖可

知0?t2時間內(nèi)，訓(xùn)練前運(yùn)動員跑過的距離比訓(xùn)練后的大，故B錯誤；根據(jù)。T圖像圍成的

面積表示位移，及題圖可知t2?t3時間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動員的位移比訓(xùn)練前的位移大，根據(jù)平

均速度等于位移與時間的比值，可知訓(xùn)練后運(yùn)動員的平均速度大，故C錯誤；由。-r圖像

可直接看出，△時刻后，運(yùn)動員訓(xùn)練前速度減小，做減速運(yùn)動，運(yùn)動員訓(xùn)練后速度增加，做

加速運(yùn)動，故D正確.

答案：D

預(yù)測1解析：甲物體開始運(yùn)動時沿正向運(yùn)動，乙物體開始運(yùn)動時沿負(fù)向運(yùn)動，A正確；

甲物體從0時刻在x=-5m位置開始運(yùn)動，乙物體從1s時開始運(yùn)動，開始運(yùn)動的位置為x

=0m,B錯誤；XT圖線的斜率的絕對值表示速度大小，則甲物體在0?4s內(nèi)平均速率為

0甲=三(5)01/8=2.5m/s,乙物體在1?4s內(nèi)平均速率為°z,=L^m/s=-m/s,則甲物體在

433

0?4s內(nèi)的平均速率比乙物體在1?4s內(nèi)的平均速率大，C正確；尤-f圖線的交點(diǎn)表示該時

刻位置坐標(biāo)相同，即兩物體相遇，速度應(yīng)看圖線斜率，D錯誤.

答案：AC

預(yù)測2解析：由圖(b)可知，交接棒過程中，接棒運(yùn)動員在前，從靜止開始向前加速運(yùn)

動，交棒運(yùn)動員在后，開始時交棒運(yùn)動員速度大于接棒運(yùn)動員速度，二者之間的距離越來越

小，當(dāng)二者速度相等時，二者距離達(dá)到最小，此時要完成交接棒動作.交接棒完成后，接棒

運(yùn)動員繼續(xù)加速直到達(dá)到最大速度，交棒運(yùn)動員繼續(xù)減速直到停下，綜上分析，甲為交棒運(yùn)

動員，乙為接棒運(yùn)動員，A正確.0?A過程中，乙在前，甲在后，二者距離越來越小，B錯

誤.由圖(b)可知，八?殳過程中，接棒運(yùn)動員乙做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，C正確.交

接棒時的速度越大，移動相同位移所需時間越短，因交接棒而損失的時間越少，D正確.

答案：ACD

預(yù)測3解析：根據(jù)△0=4?？芍?，(7—圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度變化量，可

知手機(jī)在fi時刻速度為正，還沒有到最高點(diǎn)，故B錯誤；根據(jù)Ao=a加可知f圖像與坐

標(biāo)軸圍成的面積表示速度變化量，可知手機(jī)在玄時刻前后速度均為正，運(yùn)動方向沒有發(fā)生改

變，故C錯誤；由圖可知小?及時間內(nèi)加速度向上不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律得N-mg=

ma,即可知”~f2時間內(nèi)支持力不斷減小，介?△時間內(nèi)加速度向下，不斷增大，

根據(jù)牛頓第二定律得-N=〃z"得N=/ng-〃"，可得支持力還是不斷減小，故D錯誤；由

圖可知，手機(jī)的加速度某一段時間內(nèi)等于重力加速度，則手機(jī)與手掌沒有力的作用，手機(jī)可

能離開過手掌，故A正確.

答案：A

考點(diǎn)二

例2解析：根據(jù)速度一位移關(guān)系v2-*=2or,

當(dāng)x=0時，車的初速度為。o=6m/s,

將x=2m,/=i6m2/s2代入可得a=-5rn/sz.

可知車做勻減速運(yùn)動，則車的速度減小為零的時間為r=Ws=1.2s<2s.

—5

所以該車在2s內(nèi)的位移大小為x=：X1.2m=3.6m,故D正確，A、B、C錯誤.

答案：D

預(yù)測4解析：由題分析可得圖線的函數(shù)表達(dá)式為：=1+亍，即尸什羊，又因為勻變

速直線運(yùn)動中位移公式為％=。0，+)戶，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系得。o=lm/s,a—1m/s2>0,優(yōu)與“方

向相同，則質(zhì)點(diǎn)做勻加速運(yùn)動，故A項錯誤，B項正確.當(dāng)t=2s時，根據(jù)公式v=vo+at,

求出速度是3m/s,故C項錯誤.當(dāng)，=2s時，代入表達(dá)式x=f+?2,可得位移是4m,故

D項錯誤.

答案：B

預(yù)測5解析：設(shè)滑塊A的質(zhì)量為〃?，木板8的質(zhì)量為滑塊4與木板B間的動摩

擦因數(shù)為〃.由題圖2可知，當(dāng)尸=Fm=10N時，滑塊A與木板B達(dá)到最大共同加速度加=

1g,根據(jù)牛頓第二定律有Pm=(M+〃?)am,解得M+，*=10kg.當(dāng)Q10N時，A與8將發(fā)生

相對滑動，對A單獨(dú)應(yīng)用牛頓第二定律有F-fimg=ma,整理得根據(jù)題圖2解得m

=2kg,"=0.4,則M=8kg,故A、D正確，B錯誤；當(dāng)F=12N時，木板B的加速度為

恁=警=1號故C錯誤.

MS2

答案：AD

素養(yǎng)培優(yōu)?情境命題

情境1解析：根據(jù)題意，對副車乙和主車的運(yùn)動進(jìn)行簡化分析，如圖所示.已知副車

長20m,由o-f圖像可知，副車乙發(fā)生的位移為xi=gx(24.5-15.5)X40m=180m,在這一

段時間內(nèi)，主車做勻速直線運(yùn)動，主車發(fā)生的位移為X2=(24.5-15.5)X40m=360m,故主

車的長度為L=X2-X\+20m=360m-180m+20m=200m,故選B正確.

L__罔，

；20m主車|

二二四二二

答案：B

情境2解析：0-f圖線的斜率表示加速度，由圖知。?f2時間內(nèi)圖線斜率小，說明加

速度小，由牛頓第二定律。=!=史咚=〃g