高考物理二轮复习 第一板块 力学选择题 锁定9大命题区间 第5讲 谙熟“三看、两法”破解力学图像三类问题讲义-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第5讲 运动学图像和动力学图像一直是高考的热点，考查角度一般有三个：一是会识图，理解图线、斜率、截距、面积的意义，能根据需要列出函数关系式；二是会作图，依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像；三是会用图，能结合物理公式和图像等解决物理问题。高考中一般考查这三类问题：应用运动图像分析物体的运动规律应用动力学图像考查牛顿运动定律根据物理情景描绘或者选择物理图像用到的思想方法主要有：图像法等效法作图法一、应用运动图像分析物体的运动规律基础保分类考点1“三看”图像(1)看清坐标轴所表示的物理量：是运动学图像(v t、x t、a t)，还是动力学图像(Fa、Ft、Fx)，明确因变量与自变量的制约关系。

2、(2)看图线本身：识别两个相关量的变化趋势，进而分析具体的物理过程。(3)看交点、斜率和“面积”：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。2解答图像问题的“两法”(1)公式与图像的转化要作出一个确定的物理图像，需要得到相关的函数关系式。在把物理量之间的关系式转化为一个图像时，最重要的就是要明确公式中的哪个量是自变量，哪些量是常量，关系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系。(2)图像与情境的转化运用物理图像解题，还需要进一步建立物理图像和物理情境之间的联系，根据物理图像，想象出图像所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情境，因为这些情境中隐含着

3、许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与现实相吻合，这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环节所需要解决的问题。1.(2018届高三平顶山联考)设竖直向上为y轴正方向，如图所示曲线为一质点沿y轴运动的位置时间(y t)图像，已知图线为一条抛物线，则由图可知()At0时刻质点速度为0B0t1时间内质点向y轴负方向运动C0t2时间内质点的速度一直减小Dt1t3时间内质点相对坐标原点O的位移先为正后为负解析：选C在t0时刻y t图线斜率不为0，说明t0时刻质点速度不为0,0t1时间内质点向y轴正方向运动，故A、B错误。根据斜率表示速度，可知，0t2时间内

4、质点的速度一直减小，故C正确。t1t3时间内质点相对坐标原点O的位移一直为正，故D错误。2.某质点做直线运动，运动速率的倒数与位移x的关系如图所示，关于质点运动的下列说法正确的是()A质点做匀加速直线运动B.x图线斜率等于质点运动的加速度C四边形AABB的面积可表示质点从O到C运动所用的时间D四边形BBCC的面积可表示质点从C到C运动所用的时间解析：选D由题中x图像可知，与x成正比，即vx常数，质点做减速直线运动，故A错误；图线斜率不等于质点运动的加速度，故B错误；由于三角形OBC的面积S1OCBC，体现了从O到C所用的时间，同理，从O到C所用的时间可由S2体现，所以四边形BBCC的面积可体现

5、质点从C到C所用的时间，故C错误，D正确。3.多选(2016全国卷)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其中v t图像如图所示。已知两车在t3 s时并排行驶，则()A在t1 s时，甲车在乙车后B在t0时，甲车在乙车前7.5 mC两车另一次并排行驶的时刻是t2 sD甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m解析：选BD由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a甲10 m/s2。乙车做初速度v010 m/s、加速度a乙5 m/s2的匀加速直线运动。3 s内甲、乙车的位移分别为：x甲a甲t3245 mx乙v0t3a乙t3252.5 m由于t3 s时两车并排行驶，说明t0时甲车在

6、乙车前，xx乙x甲7.5 m，选项B正确；t1 s时，甲车的位移为5 m，乙车的位移为12.5 m，由于甲车的初始位置超前乙车7.5 m，则t1 s时两车并排行驶，选项A、C错误；甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5 m12.5 m40 m，选项D正确。消除对运动图像的“误会”(1)x t图像和v t图像不表示物体运动的轨迹，而是反映了x与t、v与t的函数关系。(2)无论x t图像和v t图像是直线还是曲线，都只能描述直线运动。二、应用动力学图像考查牛顿运动定律基础保分类考点1.多选用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F由零逐渐增大的过程中，加速度a随力F变化的图像如图所

7、示，重力加速度g取10 m/s2，水平面各处的粗糙程度相同，认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，则由此可推算出()A物体的质量B物体与水平地面间滑动摩擦力的大小C拉力F12 N时物体运动的速度大小D拉力F12 N时物体运动的位移大小解析：选AB由图像可知滑动摩擦力Ff6 N，B正确；当拉力F12 N时，由牛顿第二定律得FFfma，可求得m1.2 kg，A正确；由于不知道时间，故无法求出拉力F12 N时物体运动的速度和位移大小，C、D错误。2多选(2015江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()At2 s时最大Bt2

8、 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析：选AD人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma。当t2 s时a有最大值，FN最大；当t8.5 s时，a有最小值，FN最小，选项A、D正确。3多选如图甲所示，质量为M2 kg的木板静止在光滑水平面上，可视为质点的物块(质量设为m)从木板的左侧沿木板表面水平冲上木板。物块和木板的速度时间图像如图乙所示，g10 m/s2，结合图像，下列说法正确的是()A可求得物块在前2 s内的位移x5 mB可求得物块与木板间的动摩擦因数0.1C可求得物块的质量m2 kgD可求得木板的长度L2

9、 m解析：选AC物块在前2 s内的位移xm5 m，A正确；由运动学图像知，两物体加速度大小相同，设为a，则有mgmaMa，则mM2 kg，C正确；由图像求得a2 m/s2，则g2 m/s2，0.2，B错；由于物块与木板达到共同速度时不清楚二者的相对位置关系，故无法求出木板的长度，D错。读取动力学图像信息，灵活应用几何关系解题(1)结合图像分析题意情景，确定可能的临界点，分析多过程中的各个子过程，确定其运动形式及运动时间、合外力、加速度、速度等，确定其衔接点的特征。(2)读取图像中特殊点的数值，注意其方向。(3)在图像中应用几何关系。(4)必要时写出纵、横坐标的函数关系式结合图像分析其斜率、截距

10、的物理意义。三、根据物理情景描绘或者选择物理图像重难增分类考点典例如图所示，一水平飞行的子弹恰能穿过用轻质销钉销住，并置于光滑水平面上的A、B两木块，且木块B获得的动能为Ek1。若拔去销钉C，仍让这颗子弹水平射入A、B两木块，木块B获得的动能为Ek2，则()A子弹不能穿过木块B，且Ek1Ek2B子弹不能穿过木块B，且Ek1Ek2D子弹仍能穿过木块B，且Ek1vB1，四边形Oabv0的面积小于三角形Ocv0的面积，故子弹不能穿过B木块，且Ek1Ek2。描绘或选择物理图像的三个原则特殊点原则优先考虑图像与纵、横坐标的交点、图像的拐点、两条图线的交点的物理意义线性函数优先能直观地反映物理现象的性质，

11、有利于动态分析和判断化曲为直曲线的可读性相对较差，当所作图线为曲线时，应该尝试将两个坐标中的一个用倒数表示，化曲线为直线，提高图像的信息量1.多选 光滑水平面上静止的物体受到一个水平拉力作用开始运动。拉力F随时间t变化如图所示，用Ek、v、x、P分别表示物体的动能、速度、位移和力F的功率。下列四个图像分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是()解析：选BD由于物体受到的合外力为恒力，物体做匀加速直线运动，其速度vat，拉力的功率PFvFat，所以其v t图像和Pt图像为过原点的倾斜直线，故B、D正确；而动能Ekmv2ma2t2，位移xat2，其Ekt图像、x t图像均为抛物线，故

12、A、C错误。2.(2015重庆高考)若货物随升降机运动的v t图像如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是()解析：选B根据v t图像可知电梯的运动情况：加速下降匀速下降减速下降加速上升匀速上升减速上升，根据牛顿第二定律Fmgma可判断支持力F的变化情况：小于重力等于重力大于重力大于重力等于重力小于重力，故选项B正确。3.(2017孝感重点中学联考)一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的v t图像正确的是()解析：选C根据加速度随时间变化的图像可得，01 s为匀加速直线运动，速度vat

13、t，速度为正方向，选项D错。第1 s末的速度v1 m/s,12 s加速度变为负值，而速度为正方向，因此为减速运动，v1 m/sa(t1)，到2 s末，速度减小为0，选项B错。23 s，加速度为正方向，初速度为0，物体做正方向的匀加速直线运动va(t2)t2，即从第二秒开始又重复前面的运动，选项C对A错。 1.(2017三门峡检测)在平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间图像分别为图中直线a和曲线b，由图可知()Ab车运动方向始终不变B在t1时刻a车的位移大于b车Ct1到t2时间内a车的平均速度小于b车Dt1到t2时间内某时刻两车的速度可能相同解析：选Db图线切线先为正值，然后为负值，知b的运动

14、方向发生变化，故A错误。在t1时刻，两车的位移相等，故B错误。t1到t2时间内，两车的位移相同，时间相同，则平均速度相同，故C错误。t1到t2时间内，b图线的切线斜率在某时刻与a图线斜率相同，则两车的速度可能相同，故D正确。2.一个可视为质点的物体由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t变化的关系为如图所示的正弦曲线。则该物体运动的速度v随时间t变化的图像是()解析：选C由at图像可知，0t1时间内物体做加速度逐渐增大的加速运动，t1t2时间内物体做加速度逐渐减小的加速运动，t2t3时间内物体做加速度逐渐增大的减速运动。故C项正确。3.(2014全国卷)甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t

15、0到tt1的时间内，它们的v t图像如图所示。在这段时间内()A汽车甲的平均速度比乙的大B汽车乙的平均速度等于C甲、乙两汽车的位移相同D汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大解析：选A根据v t图像下方的面积表示位移，可以看出汽车甲的位移x甲大于汽车乙的位移x乙，选项C错误；根据v得，汽车甲的平均速度v甲大于汽车乙的平均速度v乙，选项A正确；汽车乙的位移x乙小于初速度为v2、末速度为v1的匀减速直线运动的位移x，即汽车乙的平均速度小于，选项B错误；根据v t图像的斜率反映了加速度的大小，因此汽车甲、乙的加速度大小都逐渐减小，选项D错误。4.(2018届高三青岛摸底)如图所示，一

16、物体以速度v0冲上粗糙的固定斜面，经过2t0时间返回斜面底端，则物体运动的速度v(以初速度方向为正)随时间t的变化关系可能正确的是()解析：选C由于斜面粗糙，上滑时，根据牛顿第二定律：mgsin mgcos ma1，而下滑时，根据牛顿第二定律mgsin mgcos ma2，上滑时加速度比下滑时大，即上滑时图像的斜率大于下滑时图像的斜率，A、B错误；上滑与下滑的位移大小相同，即上滑与下滑图像与时间轴围成的面积大小相等，C正确，D错误。5多选(2017天津南开区模拟)如图甲所示，一质量为m的物体置于水平地面上，所受水平拉力F在2 s时间内的变化图像如图乙所示，其运动的v t图像如图丙所示，g10

17、m/s2，则下列说法正确的是()A2 s末物体回到出发点B2 s内物体的加速度不变C物体与地面之间的动摩擦因数为0.1D水平拉力F的最大功率为10 W解析：选CD物体先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，速度不反向，故A错误；第1 s内和第2 s内的加速度大小相等，方向相反，故B错误；根据速度时间图像知，匀加速和匀减速直线运动的加速度大小都为1 m/s2。根据牛顿第二定律得：Ffma，fma，解得：f5 N，m5 kg，则：0.1，故C正确；1 s末物体速度最大，水平拉力F的功率最大，PFv101 W10 W，故D正确。6.利用传感器与计算机结合，可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验

18、中得到运动小车的速度时间图像如图所示，由此图像可知()A18 s时的加速度大于13 s时的加速度B小车做曲线运动C13 s末小车距离出发点最远D小车前10 s内的平均速度比后10 s内的大解析：选A由v t图像的斜率大小表示小车的加速度大小可知，18 s时小车的加速度大于13 s时小车的加速度，A正确；v t图像只表示直线运动，B错误；小车在020 s内速度方向不变，故t20 s时小车离出发点最远，C错误；由x前10 smg，一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，故物体达到最高点后，不会下滑，故D错误。教师备选题1一个静止的物体，在04 s时间内受到力F的作用，力的方向始终在同一直线上，力F所产

19、生的加速度a随时间t的变化关系如图所示，则该物体()A在04 s时间内做匀变速运动B第2 s末位移改变方向C在04 s时间内，位移的方向不变D第4 s末运动速度最大解析：选C从图像可以看出在前2 s时间内力的方向和运动的方向相同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动过程，2 s末速度达到最大，24 s内，运动方向与原运动方向相同，而加速度的方向与原运动方向相反，即物体经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速运动过程，4 s末速度为零，物体的位移达到最大，所以A、B、D错误，C正确。2多选如图甲所示，质量相等的a、b两物体，分别从斜面上的同一位置A由静

20、止下滑，经B点在水平面上滑行一段距离后停下。不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速度时间图像如图乙所示，下列说法正确的是()Aa在斜面上滑行的加速度比b的大Ba在水平面上滑行的距离比b的短Ca与斜面间的动摩擦因数比b的小Da与水平面间的动摩擦因数比b的大解析：选AC由题图乙中图像斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速运动时的加速度大，故A正确；物体在水平面上的运动是匀减速运动，a从t1时刻开始，b从t2时刻开始。由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大，故B错误；设斜面倾角为，物体在斜面上运动的加速度为agsin gco

21、s ，因为物体a的加速度大于b的加速度，所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小，故C正确，同理，D错误。3多选(2015全国卷)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的v t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：选ACD由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度为a1，下降过程中的加速度为a2。物块在上升和下降过程中，由牛顿第二定律得mgsin fma1，mgsin fma2，由以上各式可求得sin ，滑动摩擦力f，而fFNmgcos ，由以上分析可知，选项A

22、、C正确。由v t图像中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D正确。4.(2018届高三湖南六校联考)在平直公路上行驶的a车和b车，其位移时间(x t)图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于2 m/s2，t3 s时，直线a和曲线b刚好相切，则()Aa车做匀速运动且其速度为va m/sBt3 s时a车和b车相遇但此时速度不等Ct1 s时b车的速度为10 m/sDt0时a车和b车的距离x09 m解析：选Dx t图像的斜率等于速度，由题图可知，a车的速度不变，做匀速直线运动，速度为：va m/s2 m/s，故A错误。t3 s时，直

23、线a和曲线b刚好相切，位置坐标相同，两车相遇，斜率相等，此时两车的速度相等，故B错误。t3 s时，b车的速度为：vbva2 m/s，设b车的初速度为v0，对b车，由v0atvb，解得：v08 m/s，则t1 s时b车的速度为：vbv0at18 m/s21 m/s6 m/s，故C错误。t3 s时，a车的位移为：xavat6 m，b车的位移为：xbt3 m15 m，t3 s时，a车和b车到达同一位置，得：x0xbxa9 m，故D正确。5多选(2018届高三江西红色七校联考)如图甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力

24、F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g10 m/s2。下列选项中正确的是()A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面间的动摩擦因数为0.3解析：选BD物块做匀减速直线运动的加速度大小为：a1 m/s210 m/s2物块做匀加速直线运动的加速度大小为：a2 m/s24 m/s2根据牛顿第二定律得：Ffma1，Ffma2联立两式解得：F7 N，f3 N则动摩擦因数为：0.3物块做匀减速直线运动的时间为：t1 s1 s。即在01 s内做匀减速直线运动，1 s后恒力F反向，做匀加速直线运动。故B、D正确，A、C错误。