2025屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試模塊五物理圖像問題專題十三力學(xué)圖像問題課件

模塊五物理圖像問題專題十三力學(xué)圖像問題[專題復(fù)習(xí)定位]該專題主要復(fù)習(xí)高中物理中涉及的運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像、動(dòng)力學(xué)圖像和功能關(guān)系圖像，掌握圖像的物理意義及圖像問題的分析技巧和方法，圖像信息的提取等。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分√命題點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像1．(2024·河北卷，T3)籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球的彈性。某同學(xué)拍攝了該過程，并得出了籃球運(yùn)動(dòng)的v－t圖像，如圖所示。圖像中a、b、c、d四點(diǎn)中對應(yīng)籃球位置最高的是(

)A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)解析：籃球從靜止開始下落，由圖像可知，籃球剛開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為負(fù)，故以豎直向上為正方向，對v－t圖像進(jìn)行分析，結(jié)合圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移知四個(gè)點(diǎn)中籃球位置最高的是a點(diǎn)。2．(2024·新課標(biāo)卷，T14)一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，下列描述其位移x或速度v隨時(shí)間t變化的圖像中，可能正確的是(

)√解析：物體做直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系，A、B選項(xiàng)中一個(gè)時(shí)間對應(yīng)兩個(gè)以上的位移，故不可能，故A、B錯(cuò)誤；同理D選項(xiàng)中一個(gè)時(shí)間對應(yīng)兩個(gè)速度，只有C選項(xiàng)速度與時(shí)間成函數(shù)關(guān)系，故C正確，D錯(cuò)誤。3．(2023·廣東卷，T3)銫原子噴泉鐘是定標(biāo)“秒”的裝置。在噴泉鐘的真空系統(tǒng)中，可視為質(zhì)點(diǎn)的銫原子團(tuán)在激光的推動(dòng)下，獲得一定的初速度。隨后激光關(guān)閉，銫原子團(tuán)僅在重力的作用下做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后再做一段自由落體運(yùn)動(dòng)。取豎直向上為正方向，下列可能表示激光關(guān)閉后銫原子團(tuán)速度v或加速度a隨時(shí)間t變化的圖像是(

)√解析：因銫原子團(tuán)僅受重力的作用，則加速度g豎直向下，大小恒定，在v－t圖像中，斜率為加速度，故斜率不變，所以圖像應(yīng)該是一條傾斜的直線，故A、B錯(cuò)誤；因?yàn)榧铀俣群愣?，且方向豎直向下，故為負(fù)值，故C錯(cuò)誤，D正確。4．(2023·全國甲卷，T16)一小車沿直線運(yùn)動(dòng)，從t＝0開始由靜止勻加速至t＝t1時(shí)刻，此后做勻減速運(yùn)動(dòng)，到t＝t2時(shí)刻速度降為零。在下列小車位移x與時(shí)間t的關(guān)系曲線中，可能正確的是(

)√解析：x－t圖線的斜率表示速度，小車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此速度變大，即0到t1圖線斜率變大，t1到t2小車做勻減速運(yùn)動(dòng)，則圖線的斜率變小，在t2時(shí)刻小車停止，圖線的斜率變?yōu)榱?。命題點(diǎn)2動(dòng)力學(xué)圖像5.(2024·安徽卷，T4)傾角為θ的傳送帶以恒定速率v0順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。t＝0時(shí)在傳送帶底端無初速度輕放一小物塊，如圖所示。t0時(shí)刻物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶中間某位置，速度達(dá)到v0。不計(jì)空氣阻力，則物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到頂端的過程中，加速度a、速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是(

)√解析：0到t0時(shí)間內(nèi)，物塊輕放在傳送帶上，做加速運(yùn)動(dòng)，受力分析可知，物塊受重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力大于重力的下滑分力，合力不變，故物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)；t0之后，當(dāng)物塊速度與傳送帶相同時(shí)，靜摩擦力與重力的下滑分力相等，加速度突變?yōu)榱?，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。√6.(多選)(2023·全國甲卷，T19)用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)，兩物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知(

)A．m甲<m乙

B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙解析：根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，則可知F－a圖線的斜率為m，縱截距為μmg，則由題圖可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，則μ甲<μ乙?！?．(2022·廣東卷，T3)圖是滑雪道的示意圖?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員從斜坡上的M點(diǎn)由靜止自由滑下，經(jīng)過水平NP段后飛入空中，在Q點(diǎn)落地。不計(jì)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過N點(diǎn)的機(jī)械能損失，不計(jì)摩擦力和空氣阻力。下列能表示該過程運(yùn)動(dòng)員速度大小v或加速度大小a隨時(shí)間t變化的圖像是(

)√解析：根據(jù)題述可知，運(yùn)動(dòng)員在斜坡上由靜止滑下做加速度小于g的勻加速運(yùn)動(dòng)，在NP段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從P飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g，速度方向時(shí)刻改變、大小不均勻增大，所以只有圖像C正確。題型分類講練PART02第二部分題型一運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像考向1

v－t圖像1．圖像意義：在v－t圖像中，圖像上某點(diǎn)的斜率表示對應(yīng)時(shí)刻的加速度，斜率的正負(fù)表示加速度的方向。2．注意：加速度沿正方向不表示物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度和速度同向時(shí)物體做加速運(yùn)動(dòng)。

(2023·江蘇卷，T1)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30.0s

B．從30.0s到40.0sC．從40.0s到50.0sD．從50.0s到60.0s[解析]

因電梯上升，由速度—時(shí)間圖像可知，電梯加速上升的時(shí)間段為20.0s到30.0s?！獭讨袊皦糁?duì)”在東京奧運(yùn)會上榮獲7金5銀12枚獎(jiǎng)牌。某同學(xué)將一小球(可看成質(zhì)點(diǎn))從平臺邊緣豎直向上拋出來模擬運(yùn)動(dòng)員的跳水運(yùn)動(dòng)，從小球拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，若小球的速度與時(shí)間關(guān)系的圖像如圖所示，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是(

)A．小球在1.2s時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)B．小球在水中最深處時(shí)加速度最大C．平臺與水面的高度差是2.4mD．小球潛入水中的深度為3.2m考向2

x－t

圖像1．圖像意義：在x－t圖像中，圖線上某點(diǎn)的斜率表示對應(yīng)時(shí)刻的速度，斜率的正負(fù)表示速度的方向。2．注意：在x－t圖像中，圖線斜率絕對值的變化反映加速度的方向。斜率的絕對值逐漸增大則物體加速度與速度同向，物體做加速運(yùn)動(dòng)；反之，物體做減速運(yùn)動(dòng)?！蘙解析]

位移—時(shí)間圖像中圖線的交點(diǎn)表示兩車在某一時(shí)刻相遇，由題可知，兩車由同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，由題圖可知兩車在t1時(shí)刻相遇，故A錯(cuò)誤；位移—時(shí)間圖線的斜率表示物體的速度，甲、乙兩車在t1時(shí)刻相遇后，乙車的速度始終大于甲車的速度，因此出發(fā)后甲、乙兩車只能相遇一次，故B錯(cuò)誤；考向3非常規(guī)圖像解題關(guān)鍵是找到圖像的兩個(gè)變量所涉及的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，通過對表達(dá)式的變形，利用截距和斜率的關(guān)系求解?！獭獭炭枷?追及相遇問題國產(chǎn)新型磁懸浮列車甲、乙(都可視為質(zhì)點(diǎn))分別處于兩條平行軌道上，開始時(shí)(t＝0)，乙車在前，甲車在后，兩車間距為x0，t＝0時(shí)甲車先啟動(dòng)，t＝3s時(shí)乙車再啟動(dòng)，兩車啟動(dòng)后都是先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，兩車運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)A．兩車加速過程中，甲車的加速度比乙車大B．由運(yùn)動(dòng)的v－t圖像可知，無論x0取何值，甲、乙兩車7s末一定相遇C．若x0＝130m，則兩車間的距離最小為30mD．從甲車運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)到7s末，甲車的平均速度小于乙車的平均速度題型二動(dòng)力學(xué)圖像1．基本思路(1)解讀圖像的坐標(biāo)軸，厘清橫軸和縱軸代表的物理量和坐標(biāo)點(diǎn)的意義。(2)解讀圖像的形狀、斜率、截距和面積信息。2．解題技巧(1)可以采用解析法和排除法分析a－t

圖像和F－t圖像。

(2)要樹立圖像的函數(shù)思想，即圖像反映的是兩個(gè)變量間的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)用物理規(guī)律找到兩個(gè)變量之間的關(guān)系是解題關(guān)鍵。蹦床運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員利用彈性蹦床的反彈在空中表演雜技的競技運(yùn)動(dòng)，如圖所示。若t＝0時(shí)刻，一運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)自由下落，直至運(yùn)動(dòng)到彈性蹦床最低點(diǎn)的過程中，忽略空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)員的速度v、加速度a隨時(shí)間t及動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨位移x變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)√[解析]

一運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)自由下落，直至運(yùn)動(dòng)到彈性蹦床最低點(diǎn)的過程中，運(yùn)動(dòng)員開始一段時(shí)間只受到重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)；之后受到重力和彈性蹦床的彈力作用，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－kx＝ma1，彈性蹦床對運(yùn)動(dòng)員的彈力逐漸變大，運(yùn)動(dòng)員的加速度逐漸減小，所以運(yùn)動(dòng)員做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)彈性床的彈力大于運(yùn)動(dòng)員所受的重力之后，合力向上，根據(jù)牛頓第二定律可知kx－mg＝ma2，運(yùn)動(dòng)員做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗俣龋瓡r(shí)間圖像的斜率表示加速度，A正確。運(yùn)動(dòng)員在彈性蹦床上運(yùn)動(dòng)屬于簡諧運(yùn)動(dòng)的一部分，所以運(yùn)動(dòng)具有對稱性，可知運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)的加速度大于自由落體加速度，B錯(cuò)誤。自由下落階段對運(yùn)動(dòng)員有Ek＝mgx，即接觸彈性蹦床之前，動(dòng)能增加量與下落距離成正比，動(dòng)能—位移圖像為傾斜直線；接觸彈性蹦床之后到彈力等于所受重力之前，運(yùn)動(dòng)員依然做加速運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)能繼續(xù)增大，圖像為向上斜率變小的曲線，之后，當(dāng)彈力大于所受重力后動(dòng)能減小，C錯(cuò)誤。

運(yùn)動(dòng)員在接觸到彈性蹦床之前，機(jī)械能守恒，接觸彈性床之后，由于彈性蹦床對運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，所以運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤?！?/p>

(多選)水平地面上有一質(zhì)量m1＝3kg的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量m2＝2kg的物塊，如圖(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示，其中F1、F2分別為t1、t2時(shí)刻F的大小。木板的加速度a1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(c)所示。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.2，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.8。假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是(

)A．F1＝10NB．F2＝25NC．木板加速度所能達(dá)到的最大值為2m/s2D．在t1到t2時(shí)間段物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)√[解析]

木板與地面間的最大靜摩擦力f1＝μ1(m1＋m2)g＝10N，木板與物塊間的最大靜摩擦力f2＝μ2m2g＝16N，當(dāng)拉力逐漸增大到F1時(shí)，木板首先相對于地面發(fā)生相對滑動(dòng)，此時(shí)拉力大小F1＝10N，A正確；當(dāng)拉力達(dá)到F2時(shí)，木板相對于物塊發(fā)生相對滑動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對木板f2－f1＝m1a，對物塊F2－f2＝m2a，解得F2＝20N，a＝2m/s2，此時(shí)拉力大小為20N，木板加速度達(dá)到最大值為2m/s2，B錯(cuò)誤，C正確；在t1到t2時(shí)間內(nèi)，物塊所受拉力逐漸增大，加速度變大，D錯(cuò)誤。題型三功能關(guān)系圖像跳臺滑雪中的跳臺由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、停止區(qū)組成。如圖所示，某運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后在空中運(yùn)動(dòng)的速度變化量、重力的瞬時(shí)功率、動(dòng)能、機(jī)械能分別用Δv、P、Ek、E表示，用t表示運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員所受空氣阻力，下列圖像可能正確的是(

)√如圖所示，一輕彈簧左端固定，右端連接一物塊，置于粗糙的水平面上。開始時(shí)彈簧處于原長，現(xiàn)用一恒力F將物塊由靜止向右拉動(dòng)直至速度達(dá)到最大。在此過程中，關(guān)于物塊的速度v、物塊的動(dòng)能Ek、彈簧的彈性勢能Ep、物塊和彈簧的機(jī)械能E隨時(shí)間t或位移x變化的圖像，其中可能正確的是(

)√√題型四動(dòng)量中的圖像問題考向1與動(dòng)量相關(guān)的F－t圖像

(多選)一木箱靜止于水平地面上，小明用水平拉力F拉木箱，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示，4s后木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圖中F1、F2、F3已知，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。下列說法正確的有(

)A．前2s內(nèi)，木箱保持靜止B．可求出木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C．可求出前6s內(nèi)合力的沖量大小D．可求出前6s內(nèi)木箱克服摩擦力做的功√考向2與動(dòng)量相關(guān)的v－t圖像如