2020高考物理二轮复习课堂学案课件-高考中的物理图象问题

,专题七高考中的物理图象问题,第一部分专题复习,高考领航,01,考向一速度位移图象1.(2016江苏卷5)小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向.下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是,1,2,3,4,解析由运动学公式可得小球与地面碰撞后速度v与位置x的关系为v，从最高点下落时二者的关系为v，对比图象可知A项正确.,考向二动力学图象2.(2012江苏卷4)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是,解析皮球上升过程中受重力和空气阻力作用，由于空气阻力大小与速度的大小成正比，速度v减小，空气阻力fkv也减小，根据牛顿第二定律mgfma，知ag，可知，a随v的减小而减小，且v变化得越来越慢，所以a随时间t减小且变化率减小，选项C正确.,1,2,3,4,考向三动能时间图象3.(2018江苏卷4)从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是,解析小球做竖直上抛运动时，速度vv0gt，,1,2,3,4,考向四电场中的x图象4.(多选)(2017江苏卷8)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图1所示.下列说法正确的有A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2，电势能减小D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大,1,2,3,4,图1,解析由题图可知，两点电荷q1和q2带有异种电荷，A正确；在-x图象中，图象切线的斜率的绝对值表示电场强度大小，则x1处的电场强度不为零，B错误；由x1到x2电场强度逐渐减小，负电荷受到的电场力逐渐减小，D错误；,1,2,3,4,由Epq可知，负电荷在电势高处的电势能小，则负电荷从x1移到x2，电势能减小，C正确.,能力提升,02,高考题型1运动学图象问题,高考题型2动力学图象,高考题型3其他力学图象,高考题型4电场中的图象,高考题型1运动学图象问题,选择题5年1考,1.xt图象、vt图象、at图象(1)xt图象、vt图象、at图象的特点,(2)图象的形状分别由xt函数、vt函数、at函数决定(3)图象问题的两点注意xt图象和vt图象描述的都是直线运动，图象不表示物体的运动轨迹.利用vt图象分析两个物体的运动时，要注意两个物体的出发点，即注意它们是否从同一位置出发.,2.xv图象匀变速直线运动的xv关系式：2axv2v02,xv图象：匀加速直线运动(以出发点为位移0点，v00)以x轴为对称轴的抛物线，开口向上.匀减速直线运动(以出发点为位移0点)以x轴为对称轴的抛物线，开口向下.,vx图象：匀加速直线运动(以出发点为位移0点，v00),以x轴为对称轴的抛物线，开口向右.匀减速直线运动(以出发点为位移0点),以x轴为对称轴的抛物线，开口向左.注意：对xv图象，vx图象来说不含时间t，不说明位移0点的情况下，匀加速直线运动可看作反向的匀减速直线运动，匀减速直线运动可看作反向的匀加速直线运动.,(3)xv2图象,注意：加速度的正负只表示加速度的方向与选定的正方向相同或相反，不表示物体的加速度方向与运动速度方向相同或相反.,例1(2014江苏卷5)一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止.下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是,拓展训练1(2019南京市、盐城市二模)某次实验中，通过传感器获得小车的速度v与时间t的关系图象如图2所示，则小车A.在01.0s内位移先增大后减小B.在01.0s内加速度先增大后减小C.在01.0s内位移约为0.5mD.在00.5s内平均速度为0.35m/s,图2,解析在01.0s内小车的速度均为正值，则小车的位移一直增大，选项A错误；vt图线的斜率表示加速度，则在01.0s内加速度先减小后增大，选项B错误；vt图象与t轴围成的面积表示位移，则由题图可知，在01.0s内位移约为0.5m，选项C正确；,高考题型2动力学图象,选择题5年1考,数形结合解决动力学图象问题,例2(多选)(2019南师附中等四校期初)如图3甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则A.升降机停止前在向上运动B.0t1时间内小球处于失重状态，t1t2时间内小球处于超重状态C.t1t3时间内小球向下运动，动能先增大后减小D.t3t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量,图3,解析由题图乙看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A正确；0t1时间内拉力小于重力，小球处于失重状态，t1t2时间内拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B错误；t1时刻弹簧的拉力是0，说明t1时刻弹簧处于原长状态，t1时刻之后弹簧的拉力又开始增大，说明弹簧开始变长，所以t1t3时间内小球向下运动，t1t3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C正确；t3t4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹簧弹性势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D错误.,拓展训练2(2019南通市模拟)用一随时间均匀变化的水平拉力F拉静止在水平地面上的物体.已知Fkt(k2N/s)，物体与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体的加速度a随时间t变化的图象如图4所示，g取10m/s2，则不可以计算出A.物体的质量B.物体与水平地面间的动摩擦因数C.t4s时物体的速度D.04s内拉力F做的功,图4,解析物体受重力、地面的支持力、拉力和与拉力方向相反的摩擦力，根据牛顿第二定律得：Fmgma，联立解得m2kg，0.2;at图象与t轴所围的面积表示速度的变化量，所以04s内有vv022m/s2m/s，t4s时物体的速度v2m/s；由于物体先静止后又做变加速运动，F为变力，不能直接利用做功公式求出拉力F做的功；无法利用匀变速直线运动规律求04s内位移，无法求出摩擦力做功，所以无法根据动能定理求拉力F做的功，故不可以计算出的是D，可以计算出的是A、B、C，故选D.,高考题型3其他力学图象,选择题5年2考,(1)若图象为过原点直线，表示功率不变；(2)若图象为平行横轴的直线，表示牵引力不变，功率与速度成正比.2.Ekx图象由动能定理F合xEkEk0可得：EkEk0F合x关系.若F合为恒力，Ekx为一次函数：合外力做负功，则为倾斜向下直线，合外力做正功，则为倾斜向上直线，同时注意位移0点是否为运动起点.若求Ekt关系，可将xt关系代入到Ekx关系中，从而得到Ekt关系.,3.E机械能x图象由功能关系F其他xEE0得EE0F其他x.(F其他为除重力或弹簧弹力以外的其他外力)，可见F其他为恒力时，Ex为一次函数，同时注意位移0点是否为运动起点.4.提示处理功能关系相关的图象问题时，关键是用合适的与题设中物理变量相关的物理公式或定律，推导出两变量间的函数关系，然后确定图象斜率、截距等的意义.,例3(2019南京市、盐城市二模)将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向.设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定.则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与小球离抛出点高度h的关系错误的是,解析根据牛顿第二定律，则mgFfma，解得a，则选项A正确；根据v2v022gh可知，选项B错误；根据能量关系：EE0Ffh可知，选项C正确；根据动能定理：EkEk0mghFfh可知，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选B.,拓展训练3(多选)(2019南通市模拟)“蹦极”是一项深受年轻人喜爱的极限运动，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在腰间，从几十米高处跳下.如图5所示，某人做蹦极运动，他从高台由静止开始下落，下落过程不计空气阻力，设弹性绳原长为h0，弹性绳的弹性势能与其伸长量的平方成正比.则他在从高台下落至最低点的过程中，他的动能Ek、弹性绳的弹性势能Ep随下落高度h变化的关系图象正确的是,图5,解析弹性绳被拉直前，人做自由落体运动，根据动能定理可得Ekmgh(hh0)，弹性绳的弹性势能为零；从弹性绳刚被拉直到人所受的重力与弹力大小相等的过程，人做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大值，从人所受的重力与弹力大小相等到最低点的过程中，人做加速度增大的减速运动，在最低点时速度为零；根据动能定理可得EkmghW弹(hh0)，由克服弹性绳的弹力做功等于弹性绳的弹性势能的增加量可得W弹k(hh0)2，则有他的动能Ekmghk(hh0)2(hh0)，弹性绳的弹性势能Epk(hh0)2，故B、D正确，A、C错误.,高考题型4电场中的图象,选择题5年2考,1.x图象(1)描述电势沿x方向变化的规律；(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向；,如图：,2.Ex图象(1)描述电场强度沿x方向变化的规律；(2)场强E正负表示场强的方向；(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差.,3.Epx图象(1)可理解成qx图象，所以斜率表示电场力qE，再结合q的电性判断E的方向；(2)由Ep的变化判断电场力做功的正负.,例4(2019南京市、盐城市二模)真空中两个点电荷Q1、Q2分别固定于x轴上x10和x24a的两点，在它们的连线上场强E与x关系如图6所示(取x轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点)，以下判断正确的是A.Q1带正电、Q2带负电B.Q1的电荷量是Q2的3倍C.x轴上3a处的电势为零D.正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大,图6,解析因x0附近的场强为正，x4a附近的场强为负值，可知两电荷均带正电，选项A错误；在x3a处的场强为零，则解得Q19Q2，选项B错误；x轴上3a处的电势为正，选项C错误；电场线方向从x轴上a处指向2a处，则正点电荷q从x轴上a处到2a处电场力做正功，则电势能减小，即正点电荷q在x轴上a处的电势能比在2a处的大，选项D正确.,拓展训练4(多选)(2019通州、海门、启东三县期末)如图7甲所示是某电场中的一条电场线，若有一质子以某一初速度仅在电场力的作