人教版高中物理第1课时　力学图像问题.docx

专题六　物理图像问题
第1课时　力学图像问题
专题
复****定位
解决问题
本专题主要复****高中物理中涉及到的力学图像问题，掌握图像的物理意义及图像问题的分析技巧和方法。
高考重点
运动学图像问题；动力学图像问题；其他力学图像问题；图像信息提取问题。
题型难度
本专题选择题和计算题都可涉及，选择题一般为运动学图像和动力学图像，有时也考查图像信息提取问题，难度中等。计算题主要考查图像信息的提取问题，题目难度较大。
高考题型1　运动学图像问题
1.v－t图像
(1)图像意义：在v－t图像中，图像上某点的斜率表示对应时刻的加速度，斜率的正负表示加速度的方向。
(2)注意：加速度沿正方向不表示物体做加速运动，加速度和速度同向时做加速运动。
2.x－t图像
(1)图像意义：在x－t图像上，图像上某点的斜率表示对应时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向。
(2)注意：在x－t图像中，斜率绝对值的变化反映加速度的方向。斜率的绝对值逐渐增大则物体加速度与速度同向，物体做加速运动；反之，做减速运动。
【例1】 (多选)(2021·广东省普通高中学业水平选择性考试，8)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v－t和s－t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有(　　)
答案　BD
解析　从v－t图像上看，由于所有龙舟出发点相同，故只要存在甲龙舟与其他龙舟从出发到某时刻图线与t轴所围图形面积相等，就存在船头并齐的情况，故A错误，B正确；从s－t图像上看，图像的交点即代表两龙舟船头并齐，故D正确，C错误。
【例2】 (2021·广东肇庆市高三下第三次统一测试)随着科技的进步，2020年，农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递，如图1甲所示。无人机在0～5 s内的飞行过程中，其水平、竖直方向速度vx、vy，与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是(　　)
图1
A.0～2 s内，无人机做匀加速直线运动
B.2～4 s内，无人机做匀减速直线运动
C.t＝4 s时，无人机运动到最高点
D.0～5 s内，无人机的位移大小为9 m
答案　C
解析　0～t1时间内，无人机在水平方向做匀加速运动，在竖直方向也做匀加速运动，但初速度沿水平方向，合力与速度方向有夹角，因此，无人机做匀加速曲线运动，故选项A错误；2～4 s时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，则合运动为匀变速曲线运动，故选项B错误；0～4 s时间内，竖直方向速度一直为正，即一直向上运动，则t＝4 s时刻，竖直方向速度为0，所以，无人机运动到最高点，故选项C正确；0～5 s内，无人机的水平位移为9 m，竖直位移为1.75 m，则合位移为，不等于9 m，选项D错误。
【拓展训练1】 (2021·广东梅州市第一次质检)如图2所示，两条图线是驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧急刹车时的v－t图像。驾驶员的反应时间为0.5 s(从发现问题到制动的时间)，下列说法正确的是(　　)
图2
A.从t＝0到停下，汽车在干燥路面的平均速度较小
B.从t＝0到停下，汽车在湿滑路面的位移是干燥路面的2倍
C.从t＝0.5 s到停下，汽车在湿滑路面和干燥路面的平均速度大小相等
D.从t＝0.5 s到停下，汽车在湿滑路面和干燥路面的加速度之比为1∶2
答案　C
解析　根据v－t图像与时间轴所围的面积表示位移，知从t＝0到停下，汽车在干燥路面通过的位移为x1＝×40 m＝60 m，平均速度为1＝＝ m/s＝24 m/s，汽车在湿滑路面通过的位移为x2＝×40 m＝110 m，平均速度为2＝＝ m/s＝22 m/s，则＝＝1.8，故A、B错误；从t＝0.5 s到停下，汽车做匀减速直线运动，根据平均速度公式＝，可知汽车在湿滑路面和干燥路面的平均速度相等，故C正确；根据v－t图像的斜率大小表示加速度大小，知汽车在湿滑路面减速的加速度大小为a1＝ m/s2＝ m/s2，汽车在干燥路面减速的加速度大小为a2＝ m/s2＝20 m/s2，则a1∶a2＝4∶9，故D错误。
【拓展训练2】 (2021·广西梧州市3月联考)甲、乙两物体在同一水平直线上运动，其位置坐标x随时间t变化的图像如图3所示，甲为抛物线，乙为直线，下列说法正确的是(　　)
图3
A.前3 s内甲物体先做加速运动，后做减速运动
B.前3 s内甲的平均速率大于乙的平均速率
C.前3 s内甲、乙两物体的距离越来越大
D.前3 s内甲、乙两物体始终做同向运动
答案　B
解析　根据位移—时间图像的斜率等于速度，知前3 s内