高考培优讲座(一) 运动图象类问题
[命题规律] 由近几年高考全国卷试题可看出,利用运动图象考查变速直线运动是高考的热点,主要以选择题的形式出现,试题难度较小.主要考查考生从图象获取、处理和应用有效信息的能力,考查的图象有x-t图象、v-t图象、a-t图象等,解决图象问题的关键:(1)明确图象反映的是物体哪两个物理量间的变化规律,即涉及的函数表达式;(2)理解并应用图象的“点”“截距”“斜率”“面积”等的物理意义.
【重难解读】
高考命题主要通过以下两个方面进行考查
1.考查了高考命题的热点图象——速度图象
在v-t图象中,与时间轴平行的直线表示物体做匀速直线运动,倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,图线的斜率表示加速度,图线与坐标轴围成的面积表示位移.考查内容不局限于运动学内容,还纵向扩展了物理知识,考查了超重与失重、受力分析、机械能守恒等知识.
2.另一个变化趋向是使用教材上没有、但函数关系可以确定的图象,如在x-v2图象中,以物理知识——匀变速直线运动为基础、数学知识——二次函数关系为依据,考查考生利用数学处理物理问题的能力,除此之外,还可以拓展为x-v图象、x-a图象等.
【典题例证】
(2020·福建漳州一模)两玩具车在两条平行的车道上行驶,t=0时两车都在同一计时线处,它们在四次比赛中的v-t图象如图所示.在0~5 s内哪幅图对应的比赛中两车可再次相遇的是( )
[解析] 在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,两车间距增大,5 s时,两车速度相等,两者相距最远,故A错误;根据v-t图象的面积等于位移可知,2.5 s 时,两车相遇,故B正确;在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,5 s时,两者相距最远,故C错误;在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,5 s时,速度相等,两者相距最远,故D错误.
[答案] B
x-t图象、v-t图象、a-t图象
描述物体的运动性质
x-t图象
|
若图线平行于横轴,表示物体静止,若图线是一条倾斜的直线,则表示物体做匀速直线运动,图线的斜率表示速度
|
v-t图象
|
若图线平行于横轴,表示物体做匀速直线运动,若图线是一条倾斜的直线,则表示物体做匀变速直线运动,图线的斜率表示加速度
|
a-t图象
|
若图线平行于横轴,表示物体做匀变速直线运动,若图线与横轴重合,则表示物体做匀速直线运动
|
【突破训练】
1.(2020·辽宁葫芦岛一模)
如图所示,直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点同时出发,沿同一方向做直线运动的v-t图象,当B的速度变为0时,A恰好追上B,则当A、B速度相同时,B的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2
C. m/s2 D. m/s2
解析:选C.设A的加速度为a.两质点A、B从同一地点出发,A追上B时两者的位移相等,即xa=xb;根据v-t图象的“面积”表示位移,得at2=×π×22;由题知t=2 s,解得a= m/s2;所以B的加速度大小为a′= m/s2.
2.(2020·安徽六安高三模拟)一个物体沿直线运动,t=0时刻物体的速度为2 m/s、加速度为1 m/s2,物体的加速度随时间变化规律如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体做匀加速直线运动
B.物体的加速度与时间成正比增大
C.t=5 s时刻物体的速度为6.25 m/s
D.t=8 s时刻物体的速度为13.2 m/s