高中必修第一册人教物理课件第二章 匀变速直线运动的研究13-专题强化练2　运动图像问题

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第二章　匀变速直线运动的研究专题强化练2　运动图像问题一、选择题1.(2020北京西城高一上期末,)在平直的公路上有甲、乙两辆汽车,它们运动的位置-时间图像如图所示。在0~6 s内,根据图像可以判断的是(　　)A.甲、乙运动的方向相同B.甲的速度在5 s时大于乙的速度C.甲的速度始终小于乙的速度D.甲、乙会在2~4 s之间的某时刻相距最远2.(2020宁夏大学附中高一上期中,)(多选)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值xt与t之间的关系图像,则下列说法正确的是(　　)A.动力车的初速度为10 m/sB.刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2C.刹车过程持续的时间为8 sD.从开始刹车时计时,经过8 s,动力车的位移为40 m3.(2020河北唐山一中高一上期中,)在中国,每年由于交通造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关,酒后驾车的危害触目惊心。驾驶员从视觉感知前方危险,到汽车开始制动的时间称为反应时间,酒后驾驶将明显增加反应时间。对比某驾驶员正常驾驶和酒后驾驶过程,记录感知前方危险后汽车运动的v-t图线如图甲、乙所示,则(易错)A.图乙对应于正常驾车B.全过程酒后驾车的时间比较短C.全过程酒后驾车的位移比较小D.全过程酒后驾车的平均速度比较大4.(2020安徽蚌埠铁路中学高一上期中,)小明同学利用传感器绘出了一个沿直线运动的物体,在不同运动过程中加速度a、速度v、位移x随时间t变化的图像,如图所示。若该物体在t=0时刻,初速度为零,则表示该物体沿单一方向运动的图像是(深度解析)5.(2020山东新泰一中第一次质量检测,)一质点的位置x随时间t的变化如图所示,能正确表示该质点的速度v与时间t的关系图像是选项图中的(　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 6.(2020上海青浦二模,)甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶。其中甲车做匀速直线运动,乙车由静止开始做匀加速直线运动,其运动的x-t图像如图所示。则乙车追上甲车前两车间的最大距离是(　　)A.15 m B.20 m C.25 m D.50 m7.(2020四川内江一中模拟,)P、Q两车在平行的平直公路上行驶,其v-t图像如图所示。在t1到t2这段时间内(　　)A.Q车加速度始终大于P车加速度B.t2时刻,Q车一定在P车前面C.若t1时刻P车在Q车前,则两车距离一定减小D.若t1时刻P车在Q车前,则Q车可能会超过P车8.(2019四川成都七中高考模拟,)A、B两物体从同一位置向同一方向同时运动,甲图是A物体的位移-时间图像,乙图是B物体的速度-时间图像,根据图像,下列说法正确的是(　　)A.运动过程中,A、B两物体相遇一次B.运动过程中,A、B两物体相遇两次C.A、B两物体最远距离是20 mD.6 s内,A物体的平均速度是B物体的平均速度的两倍9.(2020浙江温州九校高一上期末,)(多选)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念。加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的有(　　)A.t=1 s时急动度是0.5 m/s3B.t=3 s时的急动度和t=5 s时的急动度等大反向C.2~4 s内质点做减速运动D.0~6 s内质点速度方向不变10.(2020广东“六校联盟”二模,改编,)a、b、c三个物体在同一条直线上运动,它们的位置x随时间t的变化如图所示,物体c的图线是一条拋物线,坐标原点是拋物线的顶点,下列说法正确的是(　　)A.a、b两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同B.a、b两物体都做匀变速直线运动,两个物体的加速度大小相等,方向相反C.物体c一定做变速曲线运动D.在0~5 s内,当t=5 s时,a、b两个物体相距最远11.(2020山东省部分重点中学考前冲刺,)如图所示为用位移传感器和速度传感器研究某汽车刹车过程得到的速度-位移图像,汽车刹车过程可视为匀变速运动,则(　　)A.汽车刹车过程中的加速度大小为2 m/s2B.汽车刹车过程所用时间为10 sC.当汽车运动的位移为5 m时,其速度为5 m/sD.当汽车的速度为5 m/s时,运动的位移为7.5 m12.(2020河南省豫南九校联考,)(多选)一辆汽车从ETC高速口进入时开始计时,加速进入高速路主道的过程可看成匀加速直线运动,其平均速度v随时间t变化关系如图所示。已知这段距离为1 km,t0是进入高速路主道的时刻,下面说法正确的是(　　)A.汽车的加速度为0.1 m/s2B.t=10 s时的速度为8 m/sC.0~20 s内的位移是160 mD.t0=100 s二、非选择题13.(2020山东济南一中高一上期中,)甲、乙两质点在同一时刻、同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动,质点乙做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止,取出发点位置为x=0,甲、乙两质点在运动过程中的位置(x)-速度(v)图像如图所示。(1)在x-v图像中,图线a表示哪个质点的运动?质点乙的初速度v0为多大?(2)甲、乙两质点的加速度分别为多大?答案全解全析1.C　因位置-时间图像的斜率表示速度,可知甲、乙运动的方向相反,故A错误;由题图可知,甲图线的斜率小于乙图线斜率的绝对值,则甲的速度小于乙的速度,故B错误,C正确;甲、乙在2~4 s之间逐渐靠近,交点表示相遇,该时间间隔内不存在相距最远的时刻,故D错误。2.BD　由x=v0t+12at2,变形得xt=12at+v0,结合题图像有12a=10-204-0 m/s2,v0=20 m/s,则a=-5 m/s2,选项A错误,B正确;由0=v0+at0得刹车过程持续的时间t0=v0-a=4 s,选项C错误;对于刹车过程,从开始刹车时计时,经过8 s,动力车的位移等于其在4 s内的位移,由图像知当t=4 s时,xt=10 m/s,得x=40 m,选项D正确。3.D　在反应时间里汽车仍做匀速直线运动,酒后驾驶将明显增加反应时间,图乙对应于酒后驾驶,故A错误;设驾驶员饮酒前、后的反应时间分别为t1、t2,由题图甲、乙可得t1=0.5 s,t2=1.5 s,汽车初速度v0=30 m/s,两种情况下减速时间为t3=4.0 s,由图像可得正常驾驶时全程的制动距离为:x=v0t1+v0+02t3=75 m,同理可求出酒后驾驶时全程的制动距离为:x'=v0t2+v0+02t3=105 m,故B、C错误;根据v=xt可得正常驾驶时的平均速度v=xt=754.5 m/s≈16.7 m/s,同理可求出酒后驾驶时的平均速度v'=x't'=1055.5 m/s≈19.1 m/s,故D正确。易错警示应用运动图像的三点注意(1)无论是x-t图像还是v-t图像都只能描述直线运动。(2)x-t图像和v-t图像都不表示物体运动的轨迹。(3)x-t图像和v-t图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定。4.C　选项A所描述的运动在0~2 s内,位移先增大再减小,物体运动的方向发生改变,故A错误;选项B所描述的运动在0~2 s内速度为正值,向正方向运动,在2~4 s内速度为负值,向负方向运动,物体运动方向发生改变,故B错误;选项C所描述的运动在0~1 s内加速度不变,做匀加速直线运动,1~2 s内加速度方向改变,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2 s末速度为零,物体在一个周期内速度的方向不变,故C正确;选项D所描述的运动在0~1 s内,向正方向做匀加速直线运动,1~2 s内加速度方向改变,大小不变,向正方向做匀减速直线运动,2 s末速度为零,2~3 s内向负方向做匀加速直线运动,物体运动的方向发生改变,故D错误。方法总结x-t图像、v-t图像都是从数学的角度描述了物体的运动规律,能够比较直观地反映位移、速度的大小和方向随时间的变化情况。针对此类问题,可以首先根据图像还原物体的运动情景,再结合“斜率”“截距”“面积”等数学语言进行分析。5.A　位置-时间图像的斜率表示速度,可得四个阶段的速度分别是:负,0,正,0,对比选项图可知A对。6.C　将x-t图像转化为v-t图像,两车5 s末相遇,由v-t图像知道2.5 s 两车共速。两车共速时相距最远。所以最大距离是v-t图像中阴影部分的面积,即25 m,故C正确。7.D　v-t图像曲线上某点切线斜率大小表示加速度大小,根据斜率变化可知,在t1到t2这段时间内Q车加速度先大于P车加速度,后小于P车加速度,故A错误;虽然t1到t2这段时间Q车位移大于P车位移,但P、Q两车在t1时刻的位置关系未知,因此无法判断t2时刻P、Q两车的位置关系,故B错误;在t1到t2这段时间内,P车速度始终小于Q车速度,若t1时刻P车在Q车前,则两车间距离可能一直减小,也可能先减小后增大,故C错误,D正确。8.A　在0~2 s内,A的位移为:xA1=40 m,B的位移为:xB1=10×22 m=10 m,知B没有追上A。在2~4 s内,A静止,B继续沿原方向运动,通过的位移为:xB2=10×2 m=20 m,第4 s末B还没有追上A。在4~6 s 内,A返回,位移为:xA2=-40 m,t=6 s返回原出发点,B的位移为:xB3=10×22 m=10 m。则在0~6 s内B的总位移为:xB=40 m,可知,A、B两物体在4~6 s内相遇一次,故A正确,B错误;t=2 s时,A、B两物体相距最远,最远距离为:s=xA1-xB1=30 m,故C错误;6 s内,A物体的位移为0,平均速度为0,B物体的平均速度为:v=xBt=406 m/s=203 m/s,故D错误。9.AD　根据题意可知急动度是指加速度变化的快慢,由a-t图像可知其斜率表示急动度,t=1 s时,急动度是2-12 m/s3=0.5 m/s3,A正确;t=3 s时和t=5 s时图线的斜率相同,所以急动度相同,B错误;根据速度与加速度的关系可知,2~4 s内质点做加速度减小的加速运动,C错误;根据a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化可知0~6 s内质点的速度始终大于零,即质点一直朝同一方向运动,D正确。10.D　在位置-时间图像中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,可知a、b两物体都做匀速直线运动,速度大小相等,但方向相反,选项A、B均错误;对于匀变速直线运动,由公式x=v0t+12at2知,其x-t图像是拋物线,所以物体c做匀加速直线运动,选项C错误;由图像知,a、b从同一位置(即x=10 m处)开始做匀速直线运动,a沿正方向运动,b沿负方向运动,当t=5 s时,a、b两个物体相距最远。11.D　汽车刹车过程做匀减速直线运动,由题图可知,初速度为10 m/s,位移为10 m,则加速度大小a=v022x=1002×10 m/s2=5 m/s2,故A错误;汽车刹车过程所用时间为t=v0a=105 s=2 s,故B错误;当汽车运动的位移为5 m时,由v2=v02-2ax,可得v=52 m/s,故C错误;当汽车的速度为5 m/s时,由v2-v02=-2ax,可得x=7.5 m,故D正确。12.BC　由题意知t0时刻的平均速度是15 m/s,所以t0=sv=1 00015 s=2003 s,D错误;由v=v0+v2=v0+12at,联系图像可知v0=5 m/s,a=0.3 m/s2,A错误;t=10 s时的速度为v=v0+at=(5+0.3×10) m/s=8 m/s,B正确;由位移公式x=v0t+12at2=5×20+12×0.3×202 m=160 m,C正确。13.答案　(1)甲　6 m/s　(2)2 m/s2　1 m/s2解析　(1)根据题图像可知,图线a的速度随位移的增大而增大,图线b的速度随位移的增大而减小,所以图线a表示质点甲的运动;当x=0时,乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6 m/s。(2)设质点甲、乙先后通过x=6 m处时的速度均为v,则对质点甲:v2=2a1x对质点乙:v2-v02=-2a2x联立以上两式解得a1+a2=3 m/s2设当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s时,两质点通过的位移均为x',则对质点甲:v12=2a1x'对质点乙:v22-v02=-2a2x'联立以上两式解得a1=2a2解得a1=2 m/s2,a2=1 m/s2。