高中物理高考 专题1 2 运动学图像、追及相遇及实验 讲 解析版.docx

专题1.2 运动学图像、追及相遇及实验【讲】目录一 讲核心素养 1二 讲必备知识 2【知识点一】　运动图象的理解 2【知识点二】　运动图象的应用 6【知识点三】　研究匀变速直线运动 8三．讲关键能力 15【能力点一】.能运用运动学规律分析非常规的运动学图像-----函数与图象问题 15【能力点二】图象法解决动力学问题 17【能力点三】实验拓展与创新能力 18四．讲模型思想 21（一）.与运动学图像相结合的追及相遇问题---数形结合思想 21（二）.以实际相结合的追及相遇模型 22一 讲核心素养1.物理观念：匀速直线运动、匀变速直线运动、非匀变速直线运动模型追及、相遇1)知道常见直线运动的特点能结合图像语言将其转化为对应的运动模型2)能结合图像、情景建构追及相遇模型树立运动观2.科学思维：在特定情境中运用图像解决问题1).能将图像语言转变为匀变速直线运动模型进而运用匀变速直线运动的规律进行求解-----转换思维(2)能将多物体运动的具体情景转化为情景图、函数图像并利用图像解决问题------分析问题解决问题3.科学探究：研究匀变速直线运动的特点(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。

2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)3)测定匀变速直线运动的加速度4.科学态度与责任：以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用能将以生产、生活，交通运输实际为背景的情景试题运用匀变速直线运动的特点去情境化建立物理模型并用相关规律求解，以此体会物理学科分析问题的科学方法同时感悟物理知识在生产、生活中的应用二 讲必备知识【知识点一】　运动图象的理解1.两类图象的比较x ­t图象v ­t图象轴纵轴——位移横轴——时间纵轴——速度横轴——时间线运动物体的位移与时间的关系运动物体的速度与时间的关系斜率某点的斜率表示该点的瞬时速度某点的斜率表示该点的加速度点两线交点表示两物体相遇两线交点表示两物体该时刻速度相同面积无意义图线和时间轴所围的面积，表示物体运动的位移截距在纵轴上的截距表示t＝0时的位移在纵轴上的截距表示t＝0时的速度2.三点说明(1)x­t图象与v­t图象都只能描述直线运动，且均不表示物体运动的轨迹；(2)分析图象要充分利用图象与其所对应的物理量的函数关系；(3)识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点例1】(多选)(2020·南京师大附中模拟)如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图象，由此可知质点在0～4 s内 (　　)A．先沿x轴正方向运动，后沿x轴负方向运动B．一直做匀变速运动C．t＝2 s时速度一定最大D．速率为5 m/s的时刻有两个【答案】：CD【解析】：从图中可知正向位移减小，故质点一直朝着负方向运动，A错误；图象的斜率表示速度大小，故斜率先增大后减小，说明质点速率先增大后减小，即质点先做加速运动后做减速运动，做变速运动，但不是做匀变速直线运动，t＝2 s时，斜率最大，速度最大，B错误，C正确；因为斜率先增大后减小，并且平均速度为5 m/s，故增大过程中有一时刻速度为5 m/s，减小过程中有一时刻速度为5 m/s，共有两个时刻速度大小为5 m/s，D正确．【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。

要求考生能准确获取x­t图像信息并根据图像信息转化为清晰的运动情景必备知识】位移图象的基本性质(1)横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；(2)位移图象描述的是物体位移随时间变化的规律，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量Δx.【变式训练】(2020·四川资阳一诊)如图所示，a、b、c三个物体在同一条直线上运动，其x­t图象中，图线c是一条x＝0.4t2的抛物线有关这三个物体在0～5 s内的运动，下列说法正确的是(　　)A．a物体做匀加速直线运动B．c物体做加速度增大的加速直线运动C．t＝5 s时，a物体与c物体相距10 mD．a、b两物体都做匀速直线运动，且速度相同【答案】C【解析】位移—时间图象为倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，则知a、b两物体都做匀速直线运动由题图可知，a、b两图线的斜率大小相等、正负相反，说明两物体的速度大小相等、方向相反，故A、D错误；图线c是一条x＝0.4t2的抛物线，结合x＝v0t＋at2可知，c做初速度为0、加速度为0.8 m/s2的匀加速直线运动，故B错误；根据图象可知，t＝5 s时，a物体与c物体相距10 m，故C正确。

例2】(2021·广州惠州调研)跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下，运动员沿竖直方向运动，其v ­t图象如图所示，下列说法正确的是 (　　)A．运动员在0～10 s内的平均速度大小等于10 m/sB．从15 s末开始运动员处于静止状态C．10 s末运动员的速度方向改变D．10～15 s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动【答案】D【解析】　0～10 s内，若运动员做匀加速运动，平均速度为v＝＝ m/s＝10 m/s.根据图象的“面积”等于位移可知，运动员的位移大于匀加速运动的位移，所以由公式v＝得知：0～10 s 内的平均速度大于匀加速运动的平均速度10 m/s，故A错误．由图知，15 s末开始运动员做匀速直线运动，故B错误．由图看出，运动员的速度一直沿正向，速度方向没有改变，故C错误.10～15 s图象的斜率减小，则其加速度减小，故10～15 s运动员做加速度减小的减速运动，故D正确．【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维要求考生能准确获取v­t图像信息并根据图像信息转化为清晰的运动情景必备知识】关于运动图象的三点提醒(1)x ­t图象、v ­t图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值x、v与t一一对应．(2)x ­t图象、v ­t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定．(3)无论是x ­t图象还是v ­t图象，所描述的运动都是直线运动．【变式训练】(2020·烟台期末)甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上行驶，某时刻两车正好并排行驶，从该时刻起两车的速度—时间图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．t0时刻两车相遇B．0到t1时间内，甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小且方向相同C．0到t0时间内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度D．t1时刻甲、乙两车一定再次相遇，之后甲车将一直在乙车前方【答案】C　【解析】根据速度—时间图线与时间轴所围的“面积”表示位移，可知0～t0时间内乙车的位移比甲车大，则t0时刻两车没有相遇，故A错误；0～t1时间内，甲、乙两车图线斜率均逐渐减小，则它们的加速度大小均逐渐减小，甲图线切线的斜率为正，乙图线切线的斜率为负，则甲、乙两车加速度方向相反，故B错误；0～t0时间内甲车的位移比乙车的小，则甲车的平均速度小于乙车的平均速度，故C正确；0～t1时间内，甲车的位移比乙车的大，则甲、乙两车在t1时刻之前的某一时刻相遇，t1时刻之后甲车的速度比乙车大，则甲车将一直在乙车前方，故D错误。

例3】(多选)(2021·贵州遵义航天高级中学模考)如图所示的x­t图象和v­t图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况则下列说法正确的是(　　)A．甲车速度不变，乙车速度逐渐减小B．t1时刻，甲的速度大于乙的速度C．丙、丁两车在t2时刻相遇D．t2时刻，丙的加速度大于丁的加速度【答案】ABD　【解析】由x­t图象可知甲车做匀速直线运动，乙车做速度越来越小的变速直线运动，故A正确；x­t图象的斜率表示速度，t1时刻，甲图线的斜率大于乙图线的斜率，所以甲的速度大于乙的速度，故B正确；由v­t图象与时间轴围成的面积表示位移可知，丙、丁两车在t2时刻没有相遇，故C错误；v­t图象的斜率表示加速度，t2时刻，丙图线的斜率大于丁图线的斜率，所以丙的加速度大于丁的加速度，故D正确素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维要求考生能正确把握图象代表的物体运动规律并能准确区分两类运动学图像的交点、斜率的物理意义必备知识】直线运动图象问题要根据物理情景中遵循的规律，由图象提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对问题做出正确的解答具体分析过程如下：【变式训练】(多选)(2020·京西城区实验中学期末)物体甲运动的x­t图象和物体乙运动的v­t图象分别如图所示，则这两个物体的运动情况是(　　)A．甲在0～6 s时间内来回运动，它通过的总位移为零B．甲在0～6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 mC．乙在0～6 s时间内来回运动，它通过的总位移为零D．乙在0～6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m【答案】BC　【解析】本题考查运动图象问题。

甲在0时刻由负方向上距原点2 m处向正方向运动，6 s时达到正方向的2 m处，运动方向不变，总位移为4 m，故A错误，B正确；乙0～3 s内做负方向的匀减速直线运动，3～6 s内做正方向的匀加速直线运动，图线与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，则总位移为零，故C正确，D错误知识点二】　运动图象的应用1．读图2．作图和用图依据物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，作出与之对应的示意图或数学函数图象来研究和处理问题．【例1】(2020·高密模拟)设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x.现有四个不同物体的运动图象如下列选项所示，假设物体在t＝0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是 (　　)【答案】C【解析】由位移—时间图象可知，位移随时间先增大后减小，1 s后反向运动，故A错误；由速度—时间图象可知，物体2 s内沿正方向运动，2～4 s沿负方向运动，方向改变，故B错误；由图象C可知物体在第1 s内做匀加速运动，第2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，然后重复前面的过程，是单向直线运动，故C正确；由图象D可知物体在第1 s内做匀加速运动，第2 s内做匀减速运动，2 s末速度减为0，第3 s内沿负方向做匀加速运动，不是单向直线运动，故D错误．【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。

要求考生对物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，选出与之对应的数学函数图象来研究和处理问题必备知识】“三步”巧用图象分析物理问题(1)认真审题，根据题中所需求解的物理量，结合相应的物理规律确定横、纵坐标所表示的物理量．(2)根据题意，结合具体的物理过程，应用相应的物理规律，将题目中的速度、加速度、位移、时间等物理量的关系通过图象准确直观地反映出来．(3)题目中一般会直接或间接给出速度、加速度、位移、时间四个量中的三个量的关系，作图时要通过这三个量准确确定图象，然后利用图象对第四个量作出判断．【变式训练】．(2020·西安联考)A物体从离地面高10 m处做自由落体运动，1 s后B物体从离地面高15 m处做自由落体运动，下面物理图象中对A、B的运动状态描述合理的是 (　　) 【答案】：A【解析】：两者都做自由落体运动，速度在增大，C错误；根据公式可得位移是关于时间t的二次函数，D错误；因为A先下落，所以当B开始运动时，A已有了一定的速度，故A正确．【例2】(2021·天津南开中学月考)假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶甲车在前，乙车在后速度均为v0＝3。