專題6-力學(xué)部分圖像問題(2019人教版)(原卷版)

【專題6】力學(xué)部分圖像問題【要點(diǎn)歸納】1．x－t圖象用縱軸表示位移，橫軸表示時(shí)間，根據(jù)描點(diǎn)作出的圖線，描述的是做直線運(yùn)動(dòng)的物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律．圖象上某點(diǎn)的切線斜率表示該時(shí)刻物體的速度，斜率的大小，表示速度的大?。恍甭蕿檎当硎疚矬w沿規(guī)定的正方向運(yùn)動(dòng)，斜率為負(fù)值，表示物體沿規(guī)定正方向的反方向運(yùn)動(dòng)．2．v－t圖象描述做直線運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．圖線上某點(diǎn)的切線斜率表示該時(shí)刻物體的加速度；某段時(shí)間圖線與時(shí)間軸圍成圖形的面積值表示該段時(shí)間內(nèi)物體通過的位移的大?。?．x－t圖象與v－t圖象的比較形狀一樣的圖線，在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同，因此在應(yīng)用時(shí)要特別注意看清楚圖象的縱軸、橫軸所表示的是什么物理量．下表是形狀一樣的各圖線在x－t圖象與v－t圖象中的物理意義的比較.x－t圖象v－t圖象圖象

圖形所表運(yùn)動(dòng)性質(zhì)①表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)①表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)②表示物體靜止②表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)③表示物體靜止③表示物體靜止④表示物體向反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)④表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)交點(diǎn)⑤交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體相遇時(shí)的位移⑤交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的共同速度圖上點(diǎn)⑥t1時(shí)間內(nèi)物體通過位移為x1⑥t1時(shí)刻物體速度為v1斜率表示物體的速度表示物體的加速度截距橫表示位移為零的時(shí)刻表示速度為零的時(shí)刻縱④表示開始運(yùn)動(dòng)位移x0④表示初速度v0面積

表示位移【方法歸納】1.解決動(dòng)力學(xué)問題要抓好關(guān)鍵詞語(1)看到“剛好”“恰好”“正好”等字眼，想到“題述的過程存在臨界點(diǎn)”。(2)看到“最大、最小、至多、至少”等字眼，想到“題述的過程存在極值點(diǎn)”。2.“四點(diǎn)”注意(1)x－t圖象、v－t圖象均表示直線運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中的v、a、x均為矢量，一定規(guī)定正方向。(3)剎車問題中不能忽略實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況。(4)x－t、v－t、a－t圖象相關(guān)量間的關(guān)系【考點(diǎn)歸納】【考點(diǎn)一】x－t圖象的理解及應(yīng)用【典型例題1】(2022屆重慶育才中學(xué)一模)甲乙兩車從t=0開始由同一位置出發(fā)，在同一平直公路上同向行駛，它們運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，已知甲的圖像是拋物線的一部分，乙的圖像是一條直線。則下列說法中正確的是()A．乙車運(yùn)動(dòng)的加速度為5m/s2B．甲車運(yùn)動(dòng)的加速度越來越大C．t=2s時(shí)，甲、乙兩車速度相等D．在甲車追上乙車前，兩車相距最遠(yuǎn)為2.5m(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2022屆四川省成都市一模)甲、乙同學(xué)在同一直道上的位移一時(shí)間(x-t)圖像如圖所示。由圖可知()A．甲始終沿同一方向運(yùn)動(dòng) B．t1時(shí)刻，甲的速度最大C．t1時(shí)刻，甲、乙相距最遠(yuǎn) D．t2時(shí)刻，甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相反【考點(diǎn)二】eq\f(x,t)－t圖象的理解及應(yīng)用【典型例題2】(2022屆四川外國語學(xué)校一模)(多選)某物體做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t內(nèi)位移為s，物體的－t圖像如圖所示，則下列說法正確的是()A．物體的加速度大小為-4m/s2B．t＝0時(shí)，物體的初速度為2m/sC．t＝0到t＝1s這段時(shí)間物體的位移為2mD．t＝0到t＝2s這段時(shí)間物體的平均速度為2m/s(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)某質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，位移為x，該質(zhì)點(diǎn)的eq\f(x,t)－t圖象如圖所示，下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為eq\f(2c,b)B.t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為cC.t=0到t=b這段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)的平均速度為0D.t=0到t=b這段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)的路程為eq\f(bc,4)【考點(diǎn)三】v－t圖象的理解及應(yīng)用【典型例題3】(2022屆北京四中高三(上)期中)在同一公路上有a、b、c三輛汽車，t＝0時(shí)三輛車從同一位置出發(fā)，它們的v-t圖像如圖所示。根據(jù)圖像中的信息，以下說法不正確的是()A．在0～2s內(nèi)，a車靜止不動(dòng)B．在0～8s內(nèi)，b車與c車的運(yùn)動(dòng)方向相同C．在3s～4s之間的某個(gè)時(shí)刻，a車與c車相遇D．在2s～6s內(nèi)，三輛車中運(yùn)動(dòng)加速度最小的是b車(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2022屆成都石室中學(xué)一模)甲、乙兩輛汽車同時(shí)同地出發(fā)，其v-t圖象如圖所示，下列對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)狀況的描述，正確的是()A．乙車在0～20s內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng) B．在第10s末，乙車改變運(yùn)動(dòng)方向C．在第20s末，甲、乙兩車相距250m D．在第20s末，甲、乙兩車相遇【考點(diǎn)四】a－t圖象的理解及應(yīng)用【典型例題4】(2022屆上海市閔行區(qū)一模)一物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，下面四張圖表示它做單向直線運(yùn)動(dòng)的是()A．B．C．D．(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2022屆河北省保定市高三(上)期末)拓展訓(xùn)練通常利用崇山峻嶺、瀚海大川等自然環(huán)境，通過精心設(shè)計(jì)的活動(dòng)達(dá)到“磨煉意志、陶冶情操、完善人格、熔煉團(tuán)隊(duì)”的培訓(xùn)目的。某次拓展訓(xùn)練中，小李(視為質(zhì)點(diǎn))做直線運(yùn)動(dòng)的加速度-時(shí)間圖像如圖所示。下列說法正確的是()。A．第1s末，小李的加速度方向發(fā)生了改變B．第2s末，小李的速度方向發(fā)生了改變C．前2s內(nèi)，小李的位移為零D．第3s末和第5s末，小李的速度相同【考點(diǎn)五】x－t與v－t圖象相結(jié)合的理解及應(yīng)用【典型例題5】(2022屆華南師范大學(xué)附中、廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)等四校聯(lián)考)(多選)據(jù)中國海事局網(wǎng)站消息，葫蘆島海事局發(fā)布航行警告，12月19日至20日，每天2時(shí)至18時(shí)，渤海北部海域進(jìn)行軍事演習(xí)，禁止駛?cè)?。如圖所示的位移(x)—時(shí)間(t)圖像和速度(v)—時(shí)間(t)圖像中甲、乙、丙、丁代表四艘船的運(yùn)動(dòng)情況，則下列說法正確的是()A．四艘船都做直線運(yùn)動(dòng)B．0~t1時(shí)間內(nèi)，乙船通過的路程大于甲船通過的路程C．0~t2時(shí)間內(nèi)，丙船的平均速度小于丁船的平均速度D．0~t2時(shí)間內(nèi)，丙、丁兩船在t2時(shí)刻相距最遠(yuǎn)(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2022屆山東省濟(jì)寧市高三(上)期末)質(zhì)點(diǎn)甲、乙沿同一直線同方向運(yùn)動(dòng)，甲的位置-時(shí)間圖像如圖甲所示，乙的速度-時(shí)間圖像如圖乙所示，若2s末兩質(zhì)點(diǎn)相遇，下列說法正確的是()A．甲的加速度為2m/s2B．1s末，甲、乙的間距最大C．1s末，甲在乙的前方D．t=0時(shí)刻，甲、乙的間距為1m【考點(diǎn)六】x－v圖象的理解及應(yīng)用【典型例題6】(2022屆四川省內(nèi)江市一模)在某地客車和貨車在同一時(shí)刻、從同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)?？蛙囎龀跛俣葹榱?，加速度大小為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng);貨車做初速度為v0，加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)至速度減為零后保持靜止客、貨兩車在運(yùn)動(dòng)過程中的x-v(位移-速度)圖像如圖所示.其中,虛線與對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸垂直在兩車從開始運(yùn)動(dòng),至貨車停止運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是()A．貨車運(yùn)動(dòng)的位移為18m B．兩車同時(shí)到達(dá)6m處C．兩車最大間距為18m D．兩車最大間距為6m(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2021·甘肅省甘谷四中)研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時(shí)間)t0=0.4s，但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長．在某次試驗(yàn)中，志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗(yàn)場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離L=39m．減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)．取重力加速度的大小g=10m/s2．求：(1)減速過程汽車加速度的大??；(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少.【考點(diǎn)七】v2－x圖象的理解及應(yīng)用【典型例題7】(2021·四川成都市成都七中)在2021年迎春長跑活動(dòng)中，一長跑愛好者做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從某位置開始通過其攜帶的傳感器收集位移x和速度等數(shù)據(jù)信息，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的x－v2圖像如圖所示。則下列說法正確的是()A．愛好者運(yùn)動(dòng)的初速度為1m/sB．愛好者運(yùn)動(dòng)的加速度為2m/s2C．圖中縱坐標(biāo)括號(hào)處標(biāo)注的數(shù)字為1D．愛好者速度的平方由數(shù)字4增加到8的過程中，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2(eq\r(2)－1)s(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)如圖所示是某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v2－x圖象(其中v為速度，x為位置坐標(biāo))，下列關(guān)于物體從x=0處運(yùn)動(dòng)至x=x0處的過程分析，其中正確的是()A．該物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．該物體的加速度大小為eq\f(v02,x0)C．當(dāng)該物體的速度大小為eq\f(1,2)v0時(shí)，位移大小為eq\f(3,4)x0D．當(dāng)該物體的位移大小為eq\f(1,2)x0時(shí)，速度大小為eq\f(1,2)v0【考點(diǎn)八】胡克定律中的F－x圖像的理解及應(yīng)用【典型例題8】(2022屆北京四中高三(上)期中)(多選)如圖(a)所示，豎直放置的輕彈簧下端固定在地面上，上端與質(zhì)量為m的物塊相連(不拴接)，初始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)對(duì)物塊施加豎直向上的外力F，使物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.4s彈簧恢復(fù)原長，圖(b)是外力F隨物塊位移x變化的圖像，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是()A．物塊加速度大小為2m/s2B．彈簧恢復(fù)原長的瞬間，拉力的功率為25WC．在彈簧恢復(fù)原長的過程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2JD．在彈簧恢復(fù)原長過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了3J(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2021·江蘇泰州市模擬)如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F的關(guān)系圖線，根據(jù)圖線可以確定()A．彈簧的原長為10cmB．彈簧的勁度系數(shù)為200N/mC．彈簧伸長15cm時(shí)彈力大小為10ND．彈簧伸長15cm時(shí)彈力大小為30N【考點(diǎn)九】F－t圖像的理解及應(yīng)用【典型例題9】為了研究手機(jī)保護(hù)套與書桌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小明找來了拉力傳感器，先測(cè)得該帶保護(hù)套的手機(jī)的質(zhì)量為0.25kg，再按如圖甲所示將手機(jī)放置在桌面上，用拉力傳感器緩慢拉手機(jī)，直至手機(jī)在桌面上緩慢向右運(yùn)動(dòng)一段距離，截取計(jì)算機(jī)屏幕上的一段F－t圖線，如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2，則以下說法正確的是()A．桌面所受的滑動(dòng)摩擦力約為2.60N，方向向右B．手機(jī)保護(hù)套與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)隨著拉力F的增大而增大C．若在手機(jī)上增加壓力，手機(jī)保護(hù)套與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)增大D．手機(jī)保護(hù)套與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝1.12(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)(2022屆山東省煙臺(tái)市高三(上)期末)如圖甲所示，質(zhì)量的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量的物塊，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。設(shè)木板足夠長，現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向右的力F，力F隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。已知最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，取，則下面四個(gè)圖中能正確反映物塊受到木板的摩擦力大小f隨時(shí)間t變化的是()A．B．C．D．【考點(diǎn)十】F－a圖像的理解和應(yīng)用【典型例題10】(2022屆上海市楊浦區(qū)一模)在半徑為R1的K星球表面豎直向上提起一質(zhì)量為m1的物體，拉力F與物體加速度a的關(guān)系如圖線1所示。在半徑為R2的T星球表面豎直向上提起一質(zhì)量為m2的物體，拉力F與物體加速度a的關(guān)系如圖線2所示。設(shè)兩星球密度相等，質(zhì)量分布均勻。則()A．m1:m2=3:1，R1:R2=1:2 B．m1:m2=3:2，R1:R2=3:1C．m1:m2=3:1，R1:R2=2:3 D．m1:m2=3:2，R1:R2=2:1(對(duì)應(yīng)訓(xùn)練)如圖甲所示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，物體先靜止后做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示。根據(jù)圖乙中所標(biāo)出的數(shù)據(jù)可計(jì)算出(g取10m/s2)()A．物體的質(zhì)量為1kg B．物體的質(zhì)量為2kgC．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 D．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

【考點(diǎn)訓(xùn)練】1．(2021·安徽模擬)在光滑水平面上，一個(gè)小物塊在水平恒力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，0～t0時(shí)間內(nèi)小物塊的v－t圖象如圖所示。則在0～t0時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是()A．小物塊一直做減速運(yùn)動(dòng)B．小物塊的加速度與速度一直反向C．小物塊的平均速度大小為eq\f(3v0,4)D．小物塊的加速度大小為eq\f(3v0,2t0)2．(2021·北京西城區(qū))在高中物理中，我們會(huì)遇到許多不同的物理概念和分析方法，這些概念和方法對(duì)我們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律會(huì)有很大幫助，因此要重視對(duì)概念和方法的準(zhǔn)確理解和正確應(yīng)用。自然界中某個(gè)物理量D的變化可以記為△D，發(fā)生這個(gè)變化所用的時(shí)間間隔可以記為△t；變化量△D與△t之比就是這個(gè)量對(duì)時(shí)間的變化率，簡稱變化率。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中也可以引入“加速度的變化率”來表示加速度對(duì)時(shí)間變化的快慢。圖表示某一物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的a－t圖像。下列表述中正確的是()A．“加速度的變化率”的單位應(yīng)該是m/s2B．“加速度的變化率”為0的運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)C．由a－t圖像可知，在前2s內(nèi)該物體一定做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D．由a－t圖像可知，在前2s內(nèi)該物體的速度變化量為3m/s3．(2021·“八省聯(lián)考”遼寧省)甲、乙兩物體沿直線同向運(yùn)動(dòng)，其位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示，甲、乙圖線分別為圓弧、直線。下列說法正確的是()A．甲做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B．乙做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．第4s末，二者速度相等 D．前4s內(nèi)，二者位移相等4．(2021·山東省兗礦一中)如圖所示，Ⅰ、Ⅱ分別是甲、乙兩小球從同一地點(diǎn)沿同一直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖線，根據(jù)圖線可以判斷()A．甲、乙兩小球做的是初速度方向相反的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小相同，方向相同B．兩球在t＝8s時(shí)相距最遠(yuǎn)C．兩球在t＝2s時(shí)刻速度相同D．兩球在t＝8s時(shí)相遇5．(2021·山東師大附中)某物理小組用傳感器探究一質(zhì)量為m的物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的情況，得到加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，則由圖象可知()A．物體在t＝14s時(shí)速度為4．8m/sB．物體在10~14s內(nèi)的平均速度為3．8m/sC．物體先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D．物體在t＝2s與t＝8s時(shí)所受合外力大小相等，方向相反6．(2021·山西臨汾市)隨著國家對(duì)環(huán)保的重視以及能源使用的長期規(guī)劃政策影響，近年來我國新能源汽車發(fā)展非常迅速。為了檢測(cè)某新能源汽車的剎車性能，使其在一段平直公路上做剎車運(yùn)動(dòng)，該過程中汽車位移x和時(shí)間t的比值eq\f(x,t)與時(shí)間t之間的關(guān)系圖像如圖所示。該汽車剎車過程持續(xù)的時(shí)間為()A．2s B．4s C．5s D．6s7．(2021·山東東營市廣饒一中)A、B兩質(zhì)點(diǎn)在一條直線上不同地點(diǎn)沿同一方向從t=0時(shí)刻開始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，A在前，B在后，且A、B最初間距為s0=4.5m，已知兩質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)的平均速度為eq\x\to(v)，它們的eq\x\to(v)－t圖像分別為圖中的直線A、B，下列判斷正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)B的加速度大小為1m/s2B．t=1s時(shí)刻A、B速度相等C．t=2s時(shí)刻A領(lǐng)先B距離最大D．t=3s時(shí)刻A、B相遇8．(2021·福建三明)如圖所示為物體做直線運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說法正確的是()A．甲圖中，物體在0～t0這段時(shí)間內(nèi)的位移小于eq\f(v0t0,2)B．乙圖中，物體的加速度大小為2m/s2C．丙圖中，陰影面積表示t1～t2時(shí)間內(nèi)物體的加速度變化量D．丁圖中，t=3s時(shí)物體的速度為25m/s9．(2021·山東省兗礦一中)如圖甲所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體置于傾角為37°的固定且足夠長的斜面上，t＝0時(shí)刻對(duì)物體施加沿斜面向上的拉力F，使物體開始沿斜面上滑，作用一段時(shí)間t后撤去拉力F，物體速度的平方與位移之間的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列說法正確的是()A.物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25B.撤去拉力的時(shí)刻為t＝0.5sC.拉力F的大小為24.5ND.物體沿斜面上滑過程中發(fā)生的位移為4m10．(2021·甘肅省莊浪縣一中)地面上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，用力F豎直向上提它，力F的變化將引起物體加速度的變化。已知物體的加速度a隨力F變化的函數(shù)圖象如圖所示，則()A.當(dāng)F小于