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热点专题系列(一) REDIANZHUANTI
关于图像问题的四类常考题型与解题技能
热点概述:运动学图像是高考常考内容,理解基本图像及其斜率、截距、交点、
面积等的物理意义,并能结合牛顿运动定律、直线运动规律等进行分析,是解决问
题的关键,四类常考题型如下。
[热点透析]
通过图像分析物体的运动规律
解决这类问题的关键是,通过分析图像,判断物体的速度、位移和加速度如何
变化,由此构建物体运动的情景。
(2020·内蒙古赤峰市高三上期末)如图是物体做直线运动的v t图像,由
图可知,该物体( )
A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反
B.第1 s内和第4 s内的位移大小不等
C.第3 s内和第4 s内的加速度大小、方向相同
D.0~2 s内和0~4 s内的平均速度大小相等
解析 第1 s内和第3 s内的速度均为正值,该物体均沿正方向运动,A错误;
v
t图像的斜率代表加速度,第3 s内和第4 s内斜率相同,所以加速度相同,C正确;
v
t图像与时间轴所围面积在数值上等于物体位移的大小,第 1 s内物体的位移x
1
=×1×1 m=0.5 m,第4 s内物体的位移x =-×1×1 m=-0.5 m,则两段时间
4
内位移大小相等,B错误;0~2 s内物体的平均速度== m/s=0.75 m/s,0~4 s内
物体的平均速度′== m/s=0.375 m/s,D错误。
答案 C
根据题目情景选择运动图像
解决这类问题时,首先要将题目给出的情景分析透彻,然后根据情景分析图
像中物理量之间的关系,或者直接将图像与题目所描述的情景相对照,看是否吻合,进行判断。
(2020·吉林省吉林市高三二调)如图所示,滑块以初速度v0 沿表面粗糙
(各处粗糙程度相同)且足够长的固定斜面从顶端下滑,直至速度为零。若用x、v、a
分别表示滑块下滑的位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像中能正
确描述该过程的是( )
解析 根据题意,滑块下滑过程中做匀减速直线运动,则其v t图线是一条斜
向下的直线,at图线与时间轴平行,故A、B错误;根据匀变速直线运动的速度与
位移的关系可得:v-v 2=2ax,解得:v=,所以滑块下滑过程中,其v x图线是一条
向下弯曲的曲线,故C错误,D正确。
答案 D
图像间的转换
图像转换问题的三个关键点
(1)注意合理划分运动阶段,分阶段进行图像转换。
(2)注意相邻运动阶段的衔接,尤其是运动参量的衔接。
(3)注意图像转换前后核心物理量间的定量关系,这是图像转换的依据。
一物体做直线运动,其加速度随时间变化的at图像如图所示。下列v t
图像中,可能正确描述此物体运动的是( )解析 由at图像知,0~0.5T时间内的加速度与T~2T时间内的加速度大小
相等,方向相反,则对应时间内的v t图像的斜率的绝对值相等,正负不同,可得D
正确,A、B、C错误。
答案 D
应用图像巧解物理问题
根据题目的条件正确画出物理图像,由于图像能从整体上把物理过程的动态
特征展现得更清楚,当用其他方法较难解决时,常能从图像上找到灵感,另辟蹊径。
一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面
AC。已知AB和AC的长度相同,两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静
止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间( )
A.p小球先到 B.q小球先到
C.两小球同时到 D.无法确定
解析 可以利用v t图像(这里的v是速率,曲线下的面积表示路程x)定性地进
行比较。在同一个v t图像中作出p、q的速率—时间图线,显然,开始时q的加速度
较大,图线斜率较大;由于机械能守恒,末速率相同,即曲线末端在同一水平线上。
为使路程相同(图线和时间轴所围的面积相同),则t