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专题一 运动学中的图像问题
知识点一、运动学中的图像问题
1.v-t 图象的应用技巧
(1)图象意义:在v-t 图象中,图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度,斜率的正负表示加速度
的方向.
(2)注意:加速度沿正方向不表示物体做加速运动,加速度和速度同向时做加速运动.
2.x-t 图象的应用技巧
(1)图象意义:在x-t 图象上,图象上某点的斜率表示对应时刻的速度,斜率的正负表示速度的方
向.
(2)注意:在x-t 图象中,斜率绝对值的变化反映加速度的方向.斜率的绝对值逐渐增大则物体加
速度与速度同向,物体做加速运动;反之,做减速运动.
知识点二、其他图像问题
1.基本思路
(1)解读图象的坐标轴,理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义.
(2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息.
2.解题技巧
(1)应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度.
(2)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和该点前后两段图线.
(3)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等.
类型1 x-t 图的应用解题
1.(2023 秋•惠山区校级月考)小明带着相机游玩鼓浪屿,边游玩边取景拍照,全程步行2 万步。
1
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如图为某段时间内的x﹣t 图像,由图可知( )
A.在0~t0时间内,小明的行走轨迹为一条曲线
B.在0~t0时间内,小明的加速度越来越小,行走的平均速度小于x1- x0
t0
C.t0时刻以后,小明做匀速直线运动
D.游玩过程中,为实时监测相机的大致位置,可以将小明与相机视为一个质点
2.(2023 秋•安徽月考)一质点做匀变速直线运动的x﹣t 图像如图所示,图像上的a 点对应6s 末
的时刻,图像过a 点的切线与x 轴交于36m 处,质点在10s 末的瞬时速度为零,关于该质点的运
动下列叙述正确的是( )
A.前6s 内的平均速度为8m/s
B.第6s 末的瞬时速度为14m/s
C.第8s 未的瞬时速度为12m/s
D.第8s 末的瞬时速度为4m/s
类型2 匀变速直线运动下x-t 图问题
3.(2023 秋•福州期中)2022 年2 月24 日,俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动。在这场军事行动
中,俄军两辆坦克A、B 在同一直线上运动的位移—时间(x﹣t)图像。A 质点的图像为直线,
B 质点的图像为过原点的抛物线,两图像交点C、D 坐标如图所示,在t2时刻,A 坦克速度
2
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(选填“大于”、“小于”或“等于”)B 坦克速度;t1到t2的中间时刻,B 坦克速度为
。(图像中x1、x2、t1、t2为已知量)
(多选)4.(2023 秋•石家庄期中)a 车和b 车在平直公路上行驶,其位移—时间(x﹣t)图像分
别为图中直线a 和曲线b,t=3s 时,直线a 和曲线b 刚好相切。已知b 车做匀变速直线运动,加
速度大小为2m/s2。下列说法正确的是( )
A.t=3s 时两车速度相等,且两车相距最远
B.b 车的初速度是﹣4m/s
C.b 车初位置坐标是x=﹣7m
D.b 车追上a 车之前,两车最远相距9m
类型3 两物体的x-t 图
(多选)5.(2022 秋•道里区校级期中)如图所示,两图线分别为甲、乙两物体做匀变速直线运动
的x﹣t 图像,甲在t=2t0时和乙在t=0 时图线的切线均与t 轴平行,下列说法正确的是( )
3
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A.两物体在t0时速度相等,大小均为x0
t0
B.甲物体在x0处的速度大小为√2 x0
2t0
C.乙物体在x0处的速度大小为x0
2t0
D.两物体在t0时相距最远,距离为x0
6.(2023 秋•西安期中)甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间
(x﹣t)图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物体第1s 末的加速度大于第4s 末的加速度
B.0~3s 内甲的平均速度小于乙的平均速度
C.第4s 末甲、乙两物体相遇
D.0~6s 内甲的速度方向未发生改变
类型4 v-t 图线为折线的运动
7.(2023 秋•南开区期中)如图所示是甲、乙、丙三个物体的x﹣t 图像,它们向同一方向开始运
动,则在0~t0时间内,下列说法正确的是( )
4
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A.它们的平均速度相等
B.甲的平均速度最大
C.甲运动的位移最大
D.丙的瞬时速度始终小于甲和乙的瞬时速度
8.(2022 秋•东莞市期中)一遥控玩具小车的x﹣t 图像如图所示,则( )
A.5s 末小车的速度为15m/s
B.0﹣15s 小车的位移为300m
C.15~25s 内小车的平均速度大小为1m/s
D.前25s 内小车运动方向没有改变
类型5 v-t 图线为曲线的运动
9.(2022 秋•玉林期末)某日,亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的
商船,中国特战队员发射爆震弹成功将其驱离。假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的v﹣t 图
像如图所示,设运动过程中海盗快艇所受阻力不变。则下列说法正确的是( )
A.海盗快艇在0~66s 内做曲线运动,66s 到96s 做直线运动
B.海盗快艇在96s 末开始调头逃离
C.海盗快艇在66s 末位移最大
D.海盗快艇在96s~116s 的加速度为a=﹣0.45m/s2
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(多选)10.(2022 秋•五华区期末)A、B 两小球同一时刻从不同的高度由静止释放,A 球所受
空气阻力可忽略,B 球所受空气阻力大小与物体速率成正比,两小球同一时刻落到水平地面,假
设小球落地后以原速度大小反弹,小球向下运动为正方向。下列描述两小球运动的v﹣t 图像一
定错误的是( )
A.
B.
C.
D.
类型6 v-t 图的应用解题
(多选)11.(2023 秋•禅城区校级月考)甲、乙两汽车在某平直公路上做直线运动,某时刻经过
同一地点。从该时刻开始计时,其v﹣t 图象如图所示,6s 以后,甲停止运动。两汽车均视为质
点,根据图象提供的信息可知( )
6
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A.开始运动后甲在前,t=6s 时乙追上甲
B.甲在t=2s 时与t=5s 时的加速度方向相反
C.8s 末甲、乙相遇,且距离t=0 时的位置40m
D.在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为12.5m
12.(2023 秋•铁东区校级月考)甲、乙两辆汽车从同一位置沿同一方向在平直路面上行驶,其v
﹣t 图像分别如图中直线a 和曲线b 所示,直线a 和曲线b 相切于点(t2,v2)下列说法正确的是
( )
A.甲、乙两车在t2时刻相遇
B.甲、乙两车在t2时刻相距最远
C.在0~t2时间内,甲车的平均速度可能小于乙车的平均速度
D.在t2时刻,甲、乙两车的加速度相等
类型7 a-t 图像
13.(2023 秋•辽宁期中)智能手机中有很多传感器,能帮助我们研究很多物理问题。某软件可以
利用手机加速度传感器对加速度进行测量并记录,还可以生成加速度随时间变化的图像。高一
年级某班同学用这个软件来测量教学楼电梯运行时的加速度,电梯从教学楼一层启动到五层停
止,得到了不同时刻加速度的值,进行降噪处理简化后画出a﹣t 图像如图。已知
a1=0.8m/ s
2,a2=1.2m/ s
2,时刻t1=3.0s,时刻t2=7.0s,t3时刻停止,请根据这些数据进行
估算:
(1)电梯从t1时刻t2到时刻这段时间内运行的速度大小是多少?匀减速阶段运行的时间是多少?
(2)0~t3电梯上升的总高度是多少?
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(多选)14.(2022 秋•瑶海区月考)某物体从静止开始做直线运动,其运动的a﹣t 图像如图所示,
则关于该物体0~8s 时间内的运动,下列说法正确的是( )
A.物体在0~2s 内的平均速度为1m/s
B.3s 和6s 时物体速度同向
C.物体的最大速率为8m/s
D.物体在第6s 内的位移大小为3m
类型8 x
t -t 图
15.(2022 秋•张家川县期末)一辆汽车在平直公路上匀速行驶,突然遇到紧急情况,司机经0.5s
的反应时间后开始刹车,汽车开始刹车到停止这段时间内x
t -t的图像如图所示。下列说法正确
的是( )
A.汽车刹车过程的初速度大小为6m/s
B.汽车从开始刹车到停止运动,所用时间为4s
C.汽车刹车过程的加速度大小为3m/s2
D.从司机发现情况到汽车停止运动这段时间内,汽车的平均速度大小为7.2m/s
16.(2023 秋•长沙月考)物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直到停止。在这一过程中,手机
8
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软件描绘出其位移x 和时间t 的比值x
t
与t 之间的关系如图所示。已知0~3s 内图像为直线,3s
后图像为反比例曲线。下列说法正确的是( )
A.物块滑行的距离为27m
B.物块运动的加速度大小为2m/s2
C.t=0 时刻物块的速度大小为6m/s
D.在3s 后物块静止
类型9 a-x 图像
(多选)17.(2023 春•崂山区校级期中)在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体
P 轻放在弹簧上端,P 由静止向下运动,物体的加速度a 与弹簧压缩量x 之间的关系如图中实线
所示。在另一星球N 上用完全相同的弹簧,改用物体Q 完成同样的过程,其a﹣x 关系如图中虚
线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体,已知星球M 的半径是星球N 的3 倍,则
( )
A.物体Q 的质量是P 的3 倍
B.P、Q 下落过程中的最大速度之比满足v P
vQ
= √6
2
C.M 与N 的密度相等
D.Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的2 倍
(多选)18.(2022 秋•新都区期末)如图(a),倾角为θ 的光滑斜面下端固定有平行于斜面的轻
弹簧,一质量为m 的小滑块从斜面上O 点由静止滑下。以O 点为原点,作出滑块从O 点下滑至
最低点过程中的加速度大小a 随位移x 变化的关系如图(b)。弹簧形变始终未超过弹性限度,
9
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重
力
加
速
度
大
小
为
g
。
下
列
判
定
正
确
的
是
(
)
A.弹簧的劲度系数为mgsinθ
x2- x1
B.下滑过程中,在x=x1处,滑块的速度最大
C.在x1~x2和x2~x3两段过程中,弹簧弹性势能的增量相等
D.在x1~x2和x2~x3两段过程中,a﹣x 图线斜率的绝度值均等于gsinθ
x2- x1
类型10 v2-t 图像
(多选)19.(2023 秋•市中区校级月考)质量为m=0.5kg 的物块在光滑的水平面上受到水平拉力
F 的作用,从静止开始做匀加速直线运动,计时开始的x
t -t图像如甲所示,v2﹣x 图像如图乙所
示,据图像的特点与信息分析,下列说法正确的是( )
A.图乙的斜率是图甲的斜率的2 倍
B.水平拉力F 为2.5N
C.前2m 的中点时刻的速度为√5m/ s
D.前2s 中点位置的速度为5√2m/ s
20.(2023 秋•朝阳区校级月考)为测试某国产品牌汽车的刹车性能,从刹车过程中的某时刻开始
至汽车停止运动为止,测得其速度v 随位移x 的变化如图所示,针对图示刹车过程,下列说法正
10
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确的是( )
A.刹车5s 内汽车的位移为8m
B.刹车过程的加速度为﹣4m/s2
C.最初2s 的位移与最后2s 的位移之比为2:1
D.1s 末汽车的速度大小为3m/s
类型11 v-x 图像
21.(2023 秋•龙凤区校级期中)一个质点做初速度为零的直线运动,其位移﹣速度关系图像如图
所示,图像为抛物线,则该质点从静止开始运动后运动8m 过程中的平均速度大小为( )
A.2m/s
B.3m/s
C.4m/s
D.5m/s
22.(2022 秋•大荔县期末)某汽车以10m/s 的速度匀速行驶,突然发现前方有障碍物,于是立即
开始减速。汽车刹车过程可视为匀减速直线运动,其v﹣x 图像如图所示,则( )
A.汽车刹车过程加速度大小为1m/s2
B.汽车经过3s 速度变为0
C.0~6s 内,汽车的位移为24m
D.当汽车运动的位移为9m 时,速度为8m/s
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类型12 1
v-x 图
23.(2023 秋•大连期末)如图所示,小明“跑饭”的1
v -x 图像为一不过坐标原点的直线,假定从
小明的教室门口到餐厅的道路为一水平直线道路,以教室门口为坐标原点,教室到餐厅方向为x
轴正方向,下列说法正确的是( )
A.小明运动到x1的时间为x1
2v1
+ x1
2v2
B.小明运动到x1的时间为2 x1
v1+ v2
C.小明运动的速度与位移成线性规律变化
D.小明运动的速度随位移的增加而增加,但不成线性规律
(多选)24.(2023 秋•太原期中)某质点沿直线运动,其运动速率的倒数1
v
与位移x 的关系如图
所示(线段OA 与AA′相等)。关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点做非匀变速直线运动
B.1
v - x图线斜率等于质点运动的加速度
C.1
v - x图线与轴围成的面积没有实际的物理意义
D.质点从C 运动到C′所用的运动时间是从O 运动到C 所用时间的3 倍
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类型13 1
v--x 图应用间题
25.(2023•长沙二模)图像法、微元累积法是常用的物理研究方法。如图所示某质点沿直线运动,
运动速率的倒数1
v
与位移x 的关系(OA 与AA'距离相等),关于质点的运动,下列说法正确的
是( )
A.质点做匀变速直线运动
B.1
v - x图线斜率等于质点运动的加速度
C.1
v - x图线与轴围成的面积没有实际的物理意义
D.质点从C 运动到C′所用的运动时间是从O 运动到C 所用时间的3 倍
26.(2023•江汉区校级三模)甲、乙两物体沿x 轴正方向做直线运动,某一时刻两物体以速度v0
同时经过O 点,之后它们运动的1
v -x 图像如图所示,则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过
程,下列说法中正确的是( )
A.速度均随位移均匀变化
B.速度均随时间均匀变化
C.经历的时间之比为1:2
D.经历的时间之比为2:1
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类型14 v-t 图中追击相遇问题
27.(2024•泸州一模)可视为质点的甲、乙两辆小车分别处于两条平直的平行车道上。t=0 时,
乙车在前,甲车在后,两车间距Δx=40m,此后两车运动的v﹣t 图像如图所示。关于两车在0
~11s 时间内的运动,下列说法中正确的是( )
A.t=5s 时,两车第一次并排行驶
B.两车全程会有三次并排行驶的机会
C.t=7s 时,两车在全程中相距最远
D.0~7s 内,甲车的平均速度大小为10m/s
28.(2022 秋•三门峡期末)甲、乙两车在一平直公路上沿同一方向做直线运动,20s 时相遇。它
们的v﹣t 图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.乙车启动时,甲车在其前方100m 处
B.0~20s 内,乙车落后甲车的最大距离为50m
C.甲车启动10s 后正好追上乙车
D.乙车超过甲车后,两车还会再相遇
类型15 用v-t 图像解决相对运动问题
29.(2023•南宁二模)a、b 两小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,当小球间距小于或等于
d 时,会受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用。小球间距大于d 时,相互排斥力消失。
两小球始终未接触,运动的v﹣t 图像如图所示。则下列说法正确的是( )
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A.b 的最终速度值为2v0
B.t2时刻a、b 间距离最小
C.a、b 质量之比为2:1
D.a、b 两小球在t1到t3的相对位移比t3到t4的相对位移要大
(多选)30.(2021 春•和平区校级期中)在光滑水平面上,小球A、B(可视为质点)沿同一直
线相向运动,A 球质量为1kg,B 球质量大于A 球质量。如果两球间距离小于L 时,两球之间会
产生大小恒定的斥力,大于L 时作用力消失。两球运动的速度—时间关系如图所示,下列说法
正确的是( )
A.B 球质量为3kg
B.两球之间的斥力大小为0.15N
C.t=30s 时,两球发生非弹性碰撞
D.最终B 球速度为零
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