2023年物理二轮复习运动学图像和动力学图像

专题三运动学图像和动力学图像

命题热点常考题型

(1)X7图像的理解及应用：

选择题、实验

(2)07图像的理解及应用；

题(图像法处理

(3)。7、。2_小：一八4一尸等图像的理解及应用；实验数据，后

面实验专题讲)

(4)与体育、交通有关的。-f图像问题.

高频考点•能力突破

考点一常规图像

1.常规图像

斜率上面积两图像交点

△

x-t图像­x=v表示相遇

At

△v表示速度相等，不表示相遇，往

V-1图像——a位移X

At往是距离最大或最小的临界点

a-1图像速度变化量A。表示此时加速度相等

2.图像问题的解题思路

例U2022•河北卷］科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测

试中，速度。与时间，的关系图像如图所示.由图像可知()

A.0〜。时间内，训练后运动员的平均加速度大

B.0〜介时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等

C12〜时间内，训练后运动员的平均速度小

D.“时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动

［解题心得］

预测1（多选）如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的位移一时间图像，由图像

可知（）

A.甲、乙两物体开始运动时的速度方向相反

B.甲、乙两物体同时同地开始运动

C.甲物体在0〜4s内的平均速率比乙物体在1〜4s内的平均速率大

D.两图线交点表示两物体速度相同

预测2（多选）2020东京奥运会田径男子4X100米接力比赛，由汤星强、谢震业、苏

炳添和吴智强组成的中国队取得优异成绩.如图（a）所示，假设某接力比赛中甲、乙两运动

员在直道交接棒过程的。-r图像大致如图（b）所示.设6时刻为交接棒时刻，下列说法正

确的是（）

A.甲为交棒运动员，乙为接棒运动员

B.0〜”过程中，甲在前，乙在后，二者距离越来越小

C.。〜攵过程中，接棒运动员的加速度越来越小

D.交接棒时的速度越大，因交接棒而损失的时间越少

预测312022•北京押题卷］很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情

况.用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的

竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向.由此可判断出（）

A.手机可能离开过手掌

B.手机在外时刻运动到最高点

C.手机在念时刻改变运动方向

D.手机在九〜f3时间内，受到的支持力先减小再增大

考点二非常规图像

1.非常规图像

举例函数表达式斜率左纵截距b

2

初一》图像由后—VQ=2ax得v=Vg+2ax2a诏

i

/图像由x=v（）t+^at2得;=0o+如-a

200

卬'陪..f

p1

由F—^mg=ma得a=——j^g一

--------am"g

a--图像

2.解决非常规图像的方法

对于这类新型图像问题，关键是认清图像中横、纵轴所代表的物理量，找出它们的函数

关系，并能迁移运用物理知识和方法清楚理解图像中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面

积”的物理意义.

例2［2022•河北押题卷］无人驾驶汽车在新冠疫情期间对疫情防控起到了积极作用.某自

主品牌的一款无人驾驶汽车在直线测试时的速度平方与位移关系。乙x图像如图所示.从汽

车经过x=0位置时开始计时，则以下说法中正确的是（）

A.汽车做匀加速直线运动

B.汽车的加速度大小为lOm/s?

C.该车在2s内的位移大小为2.0m

D.该车在2s内的位移大小为3.6m

［解题心得］............................................................................

预测4一质点沿直线运动，如图所示是从，=0时刻开始的质点的;f（式中x为位移）

图像，可以推知（）

A.质点做匀减速运动

B.加速度的大小是1m/s2

C.r=2s时的速度是1m/s

D.f=2s时位移是3m

预测5[2022•安徽示范高中皖北协作区联考]（多选）如图1所示，足够长的木板B静

置于光滑水平面上，其上放置小滑块4滑块A受到随时间r变化的水平拉力F作用时;用

传感器测出滑块A的加速度。，得到如图2所示的如尸图像，已知g取10m/s2,则（）

图1

A.滑块A的质量为2kg

B.木板B的质量为6kg

C.当尸=12N时，木板8的加速度为4m/s2

D.滑块A与木板B间的动摩擦因数为0.4

素养培优•情境命题

与体育运动、交通有关的。-/图像问题

情境1[2022•湖南株洲4月质检]为节约运行时间，设想一种高铁进站不停车模式.如

图（a）所示，站台内铁路正上方有一固定轨道AB,高铁分为可分离的上下副、主车两部分,

副车可在主车车顶轨道上滑行，主车保持匀速过站，需下车的乘客提前进入副车甲中，需上

车的乘客已在静止于A端的副车乙中等待.车尾到B端瞬间，甲刚好完全滑上固定轨道A8,

主、副车分离，副车甲立即减速，甲的车头到A端时刚好停下，乘客下车.当主车车头到A

端时，副车乙立即从固定轨道开始加速滑上车顶轨道，当乙的车尾与主车车尾对齐时主、副

车刚好共速，锁死一起前进.设高铁以40m/s速度匀速驶来，副车长均为20m,副车甲、

乙运动的。T图像如图（b）所示，则主车长为（）

副车乙固定轨道主车副车甲

------J-B

A.180mB.200m

C.220mD.820m

［斛题心得］

情境2图(a)为2022年北京冬奥会冰壶比赛中的一个画面.比赛中，为了使冰壶滑行

得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小.假

设某运动员以初速度如沿冰面将冰壶推出，冰壶做直线运动直到停止的过程中，其速度一

时间T)图像如图(b)所示，则下列判定正确的是()

B.力〜介时间内，冰壶的加速度大小为^

C.八〜亥时间内，冰壶的位移大小为+。2>«2—九)

D.0~打时间内，冰壶的平均速度大小为1(Oo+m+s)

阐题心得］

情境3（多选）2021年7月31日，第二十届全国大学生机器人大赛ROBOCON圆满闭

幕，本次大赛的主题项目为“投壶行觞”和“机器马术”.如图甲，在一次比赛中a、b两

机器人从同一起跑线沿同一方向做直线运动，它们的速度一时间图像如图乙所示，则下列说

法正确的是（）

A.20s时，〃、6两机器人在运动方向上相距约500m

B.40sHj,a、6两机器人速度相等，在运动方向上相距最远，为400m

C.60s时，匕机器人在。机器人的前方，在运动方向上相距400m

D.a、〃加速时，〃机器人的加速度大于。机器人的加速度

［斛题心得］

专题三运动学图像和动力学图像

高频考点•能力突破

考点一

例I解析：根据。-f图像的斜率表示加速度，及题图可知0〜t］时间内，训练后运动

员的平均加速度比训练前的小，故A错误；根据。图像围成的面积表示位移，及题图可

知0〜t2时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；根据。T图像围成的

面积表示位移，及题图可知t2〜t3时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平

均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；由。-r图像

可直接看出，△时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动，运动员训练后速度增加，做

加速运动，故D正确.

答案：D

预测1解析：甲物体开始运动时沿正向运动，乙物体开始运动时沿负向运动，A正确；

甲物体从0时刻在x=-5m位置开始运动，乙物体从1s时开始运动，开始运动的位置为x

=0m,B错误；XT图线的斜率的绝对值表示速度大小，则甲物体在0〜4s内平均速率为

0甲=三(5)01/8=2.5m/s,乙物体在1〜4s内平均速率为°z,=L^m/s=-m/s,则甲物体在

433

0〜4s内的平均速率比乙物体在1〜4s内的平均速率大，C正确；尤-f图线的交点表示该时

刻位置坐标相同，即两物体相遇，速度应看图线斜率，D错误.

答案：AC

预测2解析：由图(b)可知，交接棒过程中，接棒运动员在前，从静止开始向前加速运

动，交棒运动员在后，开始时交棒运动员速度大于接棒运动员速度，二者之间的距离越来越

小，当二者速度相等时，二者距离达到最小，此时要完成交接棒动作.交接棒完成后，接棒

运动员继续加速直到达到最大速度，交棒运动员继续减速直到停下，综上分析，甲为交棒运

动员，乙为接棒运动员，A正确.0〜A过程中，乙在前，甲在后，二者距离越来越小，B错

误.由图(b)可知，八〜殳过程中，接棒运动员乙做加速度逐渐减小的加速运动，C正确.交

接棒时的速度越大，移动相同位移所需时间越短，因交接棒而损失的时间越少，D正确.

答案：ACD

预测3解析：根据△0=4。可知，(7—图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，可

知手机在fi时刻速度为正，还没有到最高点，故B错误；根据Ao=a加可知f图像与坐

标轴围成的面积表示速度变化量，可知手机在玄时刻前后速度均为正，运动方向没有发生改

变，故C错误；由图可知小〜及时间内加速度向上不断减小，根据牛顿第二定律得N-mg=

ma,即可知”~f2时间内支持力不断减小，介〜△时间内加速度向下，不断增大，

根据牛顿第二定律得-N=〃z"得N=/ng-〃"，可得支持力还是不断减小，故D错误；由

图可知，手机的加速度某一段时间内等于重力加速度，则手机与手掌没有力的作用，手机可

能离开过手掌，故A正确.

答案：A

考点二

例2解析：根据速度一位移关系v2-*=2or,

当x=0时，车的初速度为。o=6m/s,

将x=2m,/=i6m2/s2代入可得a=-5rn/sz.

可知车做匀减速运动，则车的速度减小为零的时间为r=Ws=1.2s<2s.

—5

所以该车在2s内的位移大小为x=：X1.2m=3.6m,故D正确，A、B、C错误.

答案：D

预测4解析：由题分析可得图线的函数表达式为：=1+亍，即尸什羊，又因为匀变

速直线运动中位移公式为％=。0，+)户，根据对应关系得。o=lm/s,a—1m/s2>0,优与“方

向相同，则质点做匀加速运动，故A项错误，B项正确.当t=2s时，根据公式v=vo+at,

求出速度是3m/s,故C项错误.当，=2s时，代入表达式x=f+?2,可得位移是4m,故

D项错误.

答案：B

预测5解析：设滑块A的质量为〃?，木板8的质量为滑块4与木板B间的动摩

擦因数为〃.由题图2可知，当尸=Fm=10N时，滑块A与木板B达到最大共同加速度加=

1g,根据牛顿第二定律有Pm=(M+〃?)am,解得M+，*=10kg.当Q10N时，A与8将发生

相对滑动，对A单独应用牛顿第二定律有F-fimg=ma,整理得根据题图2解得m

=2kg,"=0.4,则M=8kg,故A、D正确，B错误；当F=12N时，木板B的加速度为

恁=警=1号故C错误.

MS2

答案：AD

素养培优•情境命题

情境1解析：根据题意，对副车乙和主车的运动进行简化分析，如图所示.已知副车

长20m,由o-f图像可知，副车乙发生的位移为xi=gx(24.5-15.5)X40m=180m,在这一

段时间内，主车做匀速直线运动，主车发生的位移为X2=(24.5-15.5)X40m=360m,故主

车的长度为L=X2-X\+20m=360m-180m+20m=200m,故选B正确.

L__罔，

；20m主车|

二二四二二

答案：B

情境2解析：0-f图线的斜率表示加速度，由图知。〜f2时间内图线斜率小，说明加

速度小，由牛顿第二定律。=!=史咚=〃g