高考物理热点题型归纳与变式演练：专题02 运动学图像

高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题02 运动学图像【专题导航】目录热点题型一运动图象的理解 (1)（一）tx-图像的理解及应用 (3)（二）tv-图像的理解 (4)热点题型二两类常规运动图象的区分 (7)热点题型三运动学图像在实际问题中的应用 (9)类型一根据题目情景选择运动图象 (9)类型二根据图象信息分析物体的运动规律 (10)类型三图像的转换 (12)热点题型四“四类非常规运动学图像”的理解与应用 (14)类型一a－t图象 (14)类型二xt－t图象 (15)类型三v2－x图象或x－v2图象 (17)类型四x－v图象 (18)【题型归纳】热点题型一运动图象的理解【题型要点】1．运动学图象主要有x－t、v－t、a－t图象，应用图象解题时主要看图象中的“轴”“线”“斜率”“点”“面积”“截距”六要素：点两线交点表示对应纵、横坐标轴物理量相等两线交点表示两物体相遇两线交点表示两物体在该时刻速度相同两线交点表示两物体该时刻加速度相同面积图线和时间轴所围的面积，也往往代表一个物理量，这要看两物理量的乘积有无意义无意义图线和时间轴所围的面积，表示物体运动的位移图线和时间轴所围的面积，表示物体的速度变化量截距图线在坐标轴上的截距一般表示物理过程的“初始”情况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时的速度在纵轴上的截距表示t＝0时的加速度2.三点说明(1)x－t图象与v－t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．3.x－t图象、v－t图象、a－t图象是如何描述物体的运动性质的（1）x－t图象中，若图线平行于横轴，表示物体静止，若图线是一条倾斜的直线，则表示物体做匀速直线运动，图线的斜率表示速度；（2）v－t图象中，若图线平行于横轴，表示物体做匀速直线运动，若图线是一条倾斜的直线，则表示物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度；（3）a－t图象中，若图线平行于横轴，表示物体做匀变速直线运动，若图线与横轴重合，则表示物体做匀速直线运动．【解题方法】运动学图象问题常见的是x－t和v－t图象，在处理特殊图象的相关问题时，可以把处理常见图象的思想以及方法加以迁移，通过物理情境遵循的规律，从图象中提取有用的信息，根据相应的物理规律或物理公式解答相关问题．处理图象问题可参考如下操作流程：x 图像的理解及应用（一）t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.【例1】(2020·湖北鄂南高中、华师一附中等八校第一次联考)A、B两质点在同一平面内同时向同一方向做直线运动，它们的位置—时间图象如图2所示，其中A是顶点过原点的抛物线的一部分，B是过点(0,3)的一条直线，两图象相交于坐标为(3,9)的P点，则下列说法不正确．．．的是()A．质点A做初速度为零、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动B．质点B以2 m/s的速度做匀速直线运动C．在前3 s内，质点A比B向前多前进了9 mD．在3 s前某时刻质点A、B速度相等【变式1】(多选)(2019·福建漳州二模)某个做直线运动的质点的位置—时间图象(抛物线)如图所示，P(2 s,12 m)为图线上的一点。

PQ为过P点的切线，与x轴交于点Q(0,4 m)。

已知t＝0时质点的速度大小为8 m/s，则下列说法正确的是()A．质点做匀减速直线运动B．t＝2 s时，质点的速度大小为6 m/sC．质点的加速度大小为2 m/s2D．0～1 s内，质点的位移大小为4 m【变式2】(2020·青岛二模)A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的x-t图象如图所示，下列说法正确的是()A ．4 s 时A 物体运动方向发生改变B ．0～6 s 内B 物体的速度逐渐减小C ．0～5 s 内两物体的平均速度相等D ．0～6 s 内某时刻两物体的速度大小相等（二）t v 图像的理解理解v-t 图像的注意点(1)运动方向的改变：速度由正变负或由负变正，表示运动方向发生改变．(2)两物体的初始位置：对t ＝0时两条vt 图线不相交，并不表示两物体初始位置不同，位置是否相同应根据题干条件判定．(3)运动加速度：从图线的斜率得到加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向．(4)运动的位移：从图线与时间轴围成的面积得到位移，图线与时间轴围成的面积表示位移的大小，第一象限的面积表示与规定的正方向相同，第四象限的面积表示与规定的正方向相反．【例2】(2020·广州惠州调研)一汽车沿平直公路运动，某段时间内的速度－时间图象如图所示，则( )A ．在0－t 1时间内，汽车做匀减速直线运动B ．在0－t 1时间内，汽车的位移等于v 1t 1C ．在t 1－t 2时间内，汽车的平均速度等于v 1＋v 22D ．在t 1－t 2时间内，汽车的平均速度小于v 1＋v 22【变式1】2017年8月28日，第十三届全运会跳水比赛在天津奥体中心游泳跳水馆进行，重庆选手施廷懋以总成绩409.20分获得跳水女子三米板冠军．某次比赛从施廷懋离开跳板开始计时，在t 2时刻施廷懋以速度v 2入水，取竖直向下为正方向，其速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )A ．在0～t 2时间内，施廷懋运动的加速度大小先减小后增大B ．在t 1～t 3时间内，施廷懋先沿正方向运动再沿负方向运动C ．在0～t 2时间内，施廷懋的平均速度大小为v 1＋v 22D ．在t 2～t 3时间内，施廷懋的平均速度大小为v 22【变式2】甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶．在t ＝0到t ＝t 1的时间内，它们的v －t 图象如图所示．在这段时间内( )A ．汽车甲的平均速度比乙的大B ．汽车乙的平均速度等于v 1＋v 22C ．甲、乙两汽车的位移相同D ．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 【变式3】小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，则( )A ．小球第一次反弹后的速度大小为5m/sB ．小球反弹起的最大高度为0.45mC ．小球是从5m 高处自由下落的D ．小球碰撞时速度的改变量为2m/s热点题型二 两类常规运动图象的区分【题型要点】x －t 图象与v －t 图象的比较x －t 图象v －t 图象图象举例意义倾斜直线表示匀速直线运动；曲线表示变速直线运动倾斜直线表示匀变速直线运动；曲线表示变加速直线运动特别处两条图线的交点表示相遇图线与时间轴所围面积表示位移运动情况甲做匀速直线运动，乙做速度逐渐减小的直线运动丙做匀加速直线运动，丁做加速度逐渐减小的变加速直线运动位移0～t1时间内甲、乙位移相等0～t2时间内丁的位移大于丙的位移平均速度0～t1时间内甲、乙平均速度相等0～t2时间内丁的平均速度大于丙的平均速度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【变式1】如图所示的位移—时间(x－t)图象和速度—时间(v－t)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面运动的情况，则下列说法正确的是()A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．0－t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C．0－t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D．0－t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等【变式2】（2020届广东省广州、深圳市学调联盟高三第二次调研）如图4所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移—时间图象，图乙为质点c和d做直线运动的速度—时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，四个质点中只有b和d两个质点的运动方向发生改变D．t1到t2时间内，四个质点中只有b和d两个质点的速率先减小后增大热点题型三运动学图像在实际问题中的应用类型一根据题目情景选择运动图象1．依据某一物理过程，设计某一物理量随时间(或位移、高度、速度等)变化的几个图象或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图象，从中判断其正误。

2．解决该类问题一般依据物理过程，运用对应规律，确定某物理量的变化情况，从而确定选项的正确与否。

【例1】(多选)某时刻两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移x、速度v随时间t 变化的图象，能反映t1时刻两车相遇的是()【变式1】(2019·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()类型二根据图象信息分析物体的运动规律解决此类问题时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：【例2】(2020云南二模改编)《机动车驾驶证申领和使用规定》已经正式施行，司机闯黄灯要扣6分，被称为“史上最严交规”．某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时，经短暂思考后开始刹车，小轿车在黄灯刚亮时恰停在停车线上，v ﹣t 图线如图所示．若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离L ＝10.5m ，则绿灯开始闪烁到黄灯刚亮的时间t 0为( )A ．0.5 sB ．1.5 sC ．3 sD ．3.5 s【变式2】(2020·广西桂林市、贺州市、崇左市3月联合调研)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶，在t ＝0时刻两车正好相遇，在之后一段时间0～t 2内两车速度—时间图象(v －t 图象)如图所示，则在0～t 2这段时间内有关两车的运动，下列说法正确的是( )A ．甲、乙两辆车运动方向相反B ．在t 1时刻甲、乙两车再次相遇C ．乙车在0～t 2时间内的平均速度小于v 1＋v 22D ．在t 1～t 2时间内乙车在甲车前方【变式3】(2020·广东“六校联盟”二模)a 、b 、c 三个物体在同一条直线上运动，它们的位移—时间图象如图所示，物体c 的位移—时间图线是一条抛物线，坐标原点是抛物线的顶点，下列说法正确的是，g 取10 m/s 2。