习题课三 运动图像
题组一 v-t图像与x-t图像的理解及应用
1.一质点的位置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( )
2.(2022·河北高考1题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小
D.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
3.ETC,又称自动道路缴费系统,该系统的推行,有效地缓解高速公路收费站的拥堵现象。若某汽车在高速上正常行驶速度为30 m/s,沿该平直公路通过收费站ETC通道时,其速度随时间变化的关系如图所示,则ETC通道对该车行驶产生的时间延误为( )
A.8 s B.20 s
C.26 s D.40 s
题组二 非常规图像的理解及应用
4.驾校里某学员驾驶汽车在平直道路上练习驾驶技术,汽车由静止开始运动,其a-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.汽车在3~5 s内做匀速直线运动
B.汽车在第3 s末的速度大小为30 m/s
C.汽车在3~5 s内的位移大小为50 m
D.汽车在第8 s末的速度大小为0
5.某物体做匀变速直线运动,设物体运动的时间为t,位移为x,其-图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体做匀加速直线运动
B.物体的初速度大小为ab
C.0~b时间内,物体的位移大小为ab2
D.经过2b时间,物体的速度变为0
题组三 利用图像分析追及相遇问题
6.两辆汽车A、B沿同一条直线同向运动,B车在前面遇到紧急情况刹车,刹车开始时两车相距x=30 m,后面的汽车A一直做匀速直线运动,他们的速度—时间图像如图所示,则A追上B所用的时间约为( )
A.1.0 s B.4.0 s
C.5.0 s D.5.2 s
7.(多选)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的x-t图像如图所示。其中甲的图线为一直线;乙的图线为抛物线,且t1时刻为抛物线的最低点。在0~t2时间内,下列说法正确的是( )
A.乙物体先向负方向运动,t1时刻以后向正方向运动
B.乙物体的速度和加速度都是先减小后增大
C.t2时刻,乙物体追上甲物体
D.t1时刻,两物体相距最远
8.(多选)驾驶员驾驶汽车甲在平直的高速公路上匀速行驶,发现前方40 m有一辆同向低速行驶的汽车乙,驾驶员握紧方向盘并立即踩刹车制动,同时鸣笛提醒乙车。刹车后一小段时间内汽车甲和汽车乙行驶的-t关系图像(从汽车甲刹车时开始计时)如图所示,汽车甲的刹车过程视为匀减速直线运动,不计声音在空气中的传播时间,则下列说法正确的是( )
A.汽车甲匀速行驶的速度大小为30 m/s
B.汽车甲刹车制动的加速度大小为5 m/s2
C.若乙车司机听到汽车甲的笛声提醒后,立即以5 m/s2的加速度加速,则两车的最小距离为10 m
D.若乙车司机听到汽车甲的笛声提醒后,反应时间2 s后,才以5 m/s2的加速度加速,则两车的最小距离为5 m
9.科技让生活更美好,自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势。某次测试自动驾驶汽车,汽车直线运动的“v-t”图像如图所示(其中“百公里加速”时间指汽车速度从0加速到100 km/h 所需时间)。关于此次测试,下列说法正确的是( )
A.整个运动过程汽车通过的总位移为26 m
B.汽车在第2 s末与第7 s末的加速度之比为3∶4
C.汽车的“百公里加速”时间约为2.1 s
D.汽车的平均速度大小为20 m/s
10.甲、乙、丙三辆赛车在同一平直道路上沿直线运动,以三车齐头并进时开始计时(t=0),甲、乙、丙三车在0~10 s内运动图像分别如图1、图2、图3所示,已知甲车的初速度为零,则0~10 s内三车的位移大小关系为( )
A.x甲>x丙>x乙 B.x丙>x甲>x乙
C.x乙>x甲>x丙 D.x乙>x丙>x甲
11.检测车在一段平直路段以10 m/s的速度匀速行驶,某时刻检测车使用测距传感器测量该路段前方车辆的行驶情况。计时开始时检测车距离前车100 m,检测发现,10 s后前车开始刹车做匀减速运动,16 s后两车距离保持不变,两车之间的距离Δx随时间t的变化关系如图所示,则( )
A.前车0~10 s内的行驶速度为15 m/s
B.前车刹车的加速度大小为2.5 m/s2
C.16 s后两车之间的距离为325 m
D.16 s后前车停止行驶
12.(多选)现在有A、B两辆汽车同时从参考位置沿相同方向做直线运动,汽车A做匀减速直线运动,汽车B做匀加速直线运动,它们的速度的平方(v2)随位置(x)变化的图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.汽车A的加速度大小为4 m/s2
B.汽车A、B在x=9 m处相遇
C.汽车A、B经过t=3 s相遇
D.汽车A、B分别经过x=8 m处的时间差是2 s
13.甲、乙两质点在同一时刻、从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,甲、乙两质点在运动过程中的x-v图像如图所示,虚线与对应的坐标轴垂直。下列说法正确的是( )
A.图线a表示质点乙的运动
B.质点甲的加速度大小为3 m/s2
C.质点乙的加速度大小为1 m/s2
D.开始运动后,两质点在x=6 m处相遇
习题课三 运动图像
1.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:负值,0,正值,0。对比选项图可知A正确。
2.D 根据加速度的定义式a=,由题图可知0~t1时间内训练前的速度变化量大于训练后的速度变化量,所以训练前的平均加速度大,故A错误;根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移,结合题图可知0~t2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故B错误;由题图可知t2~t3时间内,训练后运动员的位移比训练前的大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C错误;根据v-t图像可直接判断知,t3时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动,运动员训练后速度增加,做加速运动,故D正确。
3.B 根据v-t图像与横坐标轴所围图形的面积表示位移,则可得ETC通道的位移为x=×(6-1)m+5×(14-6)m+×(41-14)m=600 m,没有收费站时,汽车所用时间为t== s=20 s,所以ETC通道对该车行驶产生的时间延误为Δt=(41-1-20)s=20 s,所以B正确。
4.C 汽车在3~5 s内加速度不变,做匀变速直线运动,故A错误;a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量,汽车在第3 s末的速度大小为v1=×10×3 m/s=15 m/s,故B错误;汽车在3 s末的速度为15 m/s,则3~5 s内的位移大小为x=v1t+at2=m=50 m,故C正确;a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量,汽车在第8 s末的速度大小为v=××10 m/s=50 m/s,故D错误。
5.C 由x=v0t+a't2得=+a',故- 的斜率代表v0,由题图可知v0=2ab,a'=-2a,则v=v0-2at,所以0~b时间内物体做匀减速直线运动,经过b时间物体的速度变为0,b~2b时间内物体做反向的匀加速直线运动,故A、B、D错误;0~b时间内,物体的位移为xb=2ab·b+·(-2a)·b2=ab2,故C正确。
6.D 由题图可知汽车A做匀速直线运动的速度为vA=12 m/s,汽车B做匀减速直线运动的加速度为aB===-4 m/s2,汽车B从刹车开始至速度减为零的运动时间t1===4 s,运动的位移xB=t1=×4 s=32 m,汽车B停止前汽车A运动的位移x2=vAt1=12×4 m=48 m,则x2=48 m<x+xB=30 m+32 m=62 m,说明汽车B停止前汽车A没有追上B,设汽车B停止后,A追上B所再用的时间为t2,则t2== s≈1.2 s,所以A追上B所用的时间约为t=t1+t2=5.2 s,故选D。
7.AC 在位移—时间图像中,图像的斜率表示速度,由题图可知,乙物体的斜率先负后正,则乙物体先向负方向运动,t1时刻以后向正方向运动,A正确;乙物体的图线为抛物线,则乙做匀变速直线运动,加速度不变,B错误;x-t图像的交点表示相遇,t2时刻之前甲物体在乙物体的前面,则t2时刻,乙物体追上甲物体,C正确;两物体共速时,相距最远,题图中两条线的斜率表示速度,可知t1时刻之后的某个时刻,甲、乙两物体的速度相同,相距最远,D错误。
8.ABD 匀减速运动的位移公式为x=v0t-at2,整理得=v0-at,结合图像可知,汽车甲的初速度大小为v1=30 m/s,图线斜率为-a=,解得加速度大小为a=5 m/s2,故A、B正确;对C选项,两车速度相等时两车距离最近,有v1-at1=v2+a1t1,解得t1=2 s,该过程汽车甲行驶的位移为x1=v1t1-a=50 m,汽车乙行驶的位移为x2=v2t1+a1=30 m,所以此时两车的距离为d=40 m+30 m-50 m=20 m,故C错误;对D选项,由以上可知汽车乙司机反应时间2 s内,汽车甲行驶的位移为x3=50 m,速度变为v3=v1-at1=20 m/s,该过程汽车乙运动的位移为x4=v2t1=20 m,此后两车速度相等过程有v3-at2=v2+a1t2,解得t2=1 s,该过程汽车甲的位移为x5=v3t2-a=17.5 m,汽车乙的位移为x6=v2t2+a1=12.5 m,此种情况两车的距离为d'=40 m+20 m+12.5 m-50 m-17.5 m=5 m,故D正确。
9.C 根据v-t图像中图像与横轴围成的面积表示位移,结合题图可得,整个运动过程汽车通过的总位移为x=×(3+10)×40 m=260 m,汽车的平均速度大小为==26 m/s,故A、D错误;根据v-t图像中图像的斜率表示加速度,结合题图可知,汽车在第2 s末加速度为a1= m/s2,汽车在第7 s 末的加速度为a2=10 m/s2,则汽车在第2 s末与第7 s末的加速度之比为=,故B错误;根据题意可知v=100 km/h= m/s,由运动学公式v=v0+at可得,汽车“百公里加速”时间为t== s≈2.1 s,故C正确。
10.B 题图1中,a-t图像与横坐标轴围成的面积表示速度的变化量,根据图像分析可知,0~4 s内,甲车做匀加速直线运动,速度由0增大到16 m/s,4~10 s内,甲车做匀减速运动,速度由16 m/s减小为4 m/s,两段过程的总位移为x甲 =×4 m+×6 m=92 m;题图2中,v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,则乙车的位移为x乙=×40×6 m-×4×20 m=80 m;题图3中,x-t图像中,位移等于末时刻与初时刻的坐标之差,x丙 =60 m-(-40)m=100 m。综上分析可知x丙 >x甲 >x乙。故选B。
11.B 依题意,由运动学公式可知,0~10 s内,有Δx=x前+100 m-10t,由题图可知Δx=100 m+15t,联立解得x前=25t,则0~10 s内前车行驶速度为25 m/s,故A错误;由题图可知,16 s后前后两车距离保持不变,则两车均以10 m/s的速度匀速行驶,前车刹车的加速度大小为a== m/s2=2.5 m/s2,故B正确,D错误;16 s后两车之间的距离为Δx=250 m+×(16-10)m-10×(16-10)m=295 m,故C错误。
12.BD 由匀变速直线运动的速度与位移关系式v2-=2ax,可得v2=+2ax,可知v2-x图像的斜率等于2a,对汽车A,则有2aA==-4 m/s2,解得aA=-2 m/s2,可知汽车A的加速度大小为2 m/s2,A错误;由题图可知,对汽车A则有=36 m2/s2,解得汽车A的初速度为v0=6 m/s,汽车A的加速度aA=-2 m/s2,汽车A停止的时间tA===3 s,汽车A停止时运动的位移xA=tA=×3 s=9 m,对汽车B,初速度是零,加速度为aB=×=1 m/s2,汽车B运动位移9 m所用时间tB===3 s>3 s,由此可知汽车A静止后,汽车B追上汽车A,所以汽车A、B在x=9 m处相遇,B正确,C错误;汽车A、B分别经过x=8 m处的时间,对汽车A,有8 m=6tA1-×2,解得tA1=2 s,对汽车B,有tB1===4 s,则有汽车A、B分别经过x=8 m处的时间差是Δt=tB1-tA1=4 s-2 s=2 s,D正确。
13.C 根据题图可知,图像a的速度随位移的增大而增大,图像b的速度随位移的增大而减小,所以图像a表示质点甲的运动,故A错误。当x=0时,乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6 m/s,设质点乙、甲先后通过x=6 m处时的速度均为v,对质点甲有v2=2a1x①,对质点乙有v2-=-2a2x②,联立①②解得a1+a2=3 m/s2③。当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s 时,两质点通过相同的位移均为x',对质点甲有=2a1x'④,对质点乙有-=-2a2x'⑤,联立④⑤解得a1=2a2⑥,联立③⑥解得a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,故B错误,C正确。图线a、b的交点表示两质点通过同一位置,但不是同时,故D错误。
5 / 5习题课三 运动图像
要点一 v-t图像与x-t图像的理解及应用
项目 x-t图像 v-t图像
物理意义 反映位移随时间变化的规律 反映速度随时间变化的规律
图像 实例
①倾斜直线及其斜率 表示匀速直线运动,斜率为速度 表示匀变速直线运动,斜率为加速度
②纵截距 表示初位置 表示初速度
③平行于时间轴的直线 表示静止 表示匀速直线运动
④交点 表示两物体在t1时刻、在x1位置相遇 表示t1时刻两物体速度相等,均为v1
⑤面积 无实际意义 表示物体①在0~t1时间内的位移
【典例1】 假设在某次试验时,“蛟龙号”深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线(如图甲)和速度图像(如图乙),则关于此次下潜全过程,下列说法正确的是( )
A.此次下潜在最深处停留了4 min
B.此次下潜深度为6 m
C.全过程中最大加速度的大小是0.025 m/s2
D.潜水器在3~4 min和6~8 min的时间内加速度方向相同
尝试解答
规律方法
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物体位移、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。
(多选)做直线运动的某质点的位移—时间图像(抛物线)如图所示,P(2,12)为图线上的一点。PQ为过P点的切线,与x轴交于点Q(0,4)。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.质点经过P点时的速度大小为6 m/s
C.质点的加速度大小为2 m/s2
D.0~1 s时间内,质点的位移大小为4 m
要点二 非常规图像的理解及应用
类型(一) a-t图像
1.a-t图像中的五点信息
线 截距 交点 斜率 面积
(1)倾斜直线表示变加速直线运动; (2)平行于横轴的直线表示匀变速直线运动 纵截距表示t =0时刻的加 速度 表示两物体在该时刻加速度相同 过某点直线(或切线)的斜率表示加速度变化的快慢 表示物体的速度变化量
2.利用a-t图像求末速度:已知某段时间的初速度v0,求出a-t图像与坐标轴所围面积Δv,则这段时间的末速度v=v0+Δv。
【典例2】 (多选)(2023·湖北高考8题)t=0时刻,质点P从原点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是( )
A.t=2t0时,P回到原点
B.t=2t0时,P的运动速度最小
C.t=t0时,P到原点的距离最远
D.t= t0时,P的运动速度与t= t0时相同
尝试解答
类型(二) -t图像
由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k为a,如图所示。
【典例3】 一质点沿直线运动,如图所示是从t=0时刻开始的质点的-t图像(x为位移),可以推知( )
A.质点做匀减速运动
B.加速度的大小是1 m/s2
C.t=2 s时,质点的速度是1 m/s
D.t=2 s时,质点位移是3 m
尝试解答
类型(三) v2-x图像
由v2-=2ax可知v2=+2ax,截距b为,图像斜率k为2a,如图所示。
【典例4】 某质点做直线运动,现以出发点为坐标原点,以运动方向为x轴正方向,质点运动的v2-x图像如图所示。则( )
A.质点的初速度为0
B.质点做变加速直线运动
C.质点做匀加速直线运动,且加速度大小为4 m/s2
D.质点从x=1 m坐标处运动到x=2 m坐标处所用的时间为 s
尝试解答
要点三 利用图像分析追及相遇问题
类型(一) 利用x-t图像分析追及相遇问题
1.同一直线上运动的两物体的x-t图线的交点表示物体相遇的位置和时刻。
2.由x-t图线的斜率分析两物体的速度大小,从而可判断相遇时刻前、后间距变化情况。
【典例5】 甲、乙、丙三个质点的位置x与时间t的关系图像如图所示,则在0~t2时间内( )
A.甲先做匀加速运动再做匀减速运动
B.乙的平均速度大于丙的平均速度
C.丙做曲线运动
D.在t2时刻,甲、乙、丙相遇
尝试解答
类型(二) 利用v-t图像分析追及相遇问题
1.同一直线上运动的两物体的v-t图线的交点表示物体速度相等的时刻,这也是物体间距最大、最小、追上或追不上的分界点。
2.根据初始位置描述,结合v-t图像与t轴所围面积大小情况可判断两物体是否同时达到同一位置。
【典例6】 挥杆套马是我国蒙古族的传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰而过时,骑手持6 m长的套马杆,由静止开始催马追赶,二者的v-t图像如图所示,则( )
A.0~4 s内骑手靠近烈马
B.6 s时刻骑手刚好追上烈马
C.在0~4 s内烈马的平均速度大于骑手的平均速度
D.0~6 s内骑手的加速度大于8~9 s内烈马的加速度
尝试解答
1.甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶,其运动的x-t图像如图所示,其中乙车的x-t图像为抛物线。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 m
2.某同学正用遥控器控制一架无人机运送物体,t=0时物体的速度向上,且为1 m/s,取竖直向上为正方向,无人机的加速度随时间变化的关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.在0~1 s内物体做匀加速直线运动
B.物体在1 s末的速度为3 m/s
C.1 s末物体开始向下运动
D.0~3 s内,3 s末物体离地面最远
3.(多选)(2021·广东高考8题)赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-t图像和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有( )
4.(多选)质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图像如图所示,则该质点( )
A.加速度大小为1 m/s2
B.任意相邻1 s内的位移差都为2 m
C.2 s末的速度是4 m/s
D.在第3 s内的平均速度大小为3 m/s
习题课三 运动图像
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【典例1】 D 由题图可知,此次下潜在最深处停留了2 min(即4~6 min内),故A错误;此次下潜深度为h=×(120+240)×2 m=360 m,故B错误;由题图乙可知,全过程中最大加速度的大小是a=≈0.033 m/s2,故C错误;由题图乙可知,潜水器在3~4 min内向下做减速运动,加速度方向向上,在6~8 min内向上做加速运动,加速度方向向上,即在这两段时间内加速度方向相同,故D正确。
素养训练
AC 由题知图像为抛物线,结合匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,而v0=8 m/s,t=2 s 时的位移x=12 m,代入解得a=-2 m/s2,则函数表达式为x=8t-t2,即质点做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2,故A、C正确;vP== m/s=4 m/s,故B错误;由位移公式可得0~1 s时间内质点的位移大小为x1=8×1 m-12 m=7 m,故D错误。
要点二
知识精研
【典例2】 BD 在初速度为0的直线运动中,a-t图像中图线与时间轴围成图形的面积表示速度的变化量,故利用a-t图像画出v-t图像,如图所示,可知B、D正确;在v-t图像中图线与时间轴围成的图形的面积表示位移大小,可知0~3t0时间内,质点运动方向未变,一直在远离原点,A、C错误。
【典例3】 B 由题意可得图线的函数表达式为=1+t,即x=t+t2,又因为匀变速直线运动中位移公式为x=v0t+at2,根据对应关系得v0=1 m/s,a=1 m/s2,因此质点做匀加速运动,故A项错误,B项正确;当t=2 s时,根据公式v=v0+at,求出速度是3 m/s,故C项错误;当t=2 s时,代入表达式x=t+t2,可得位移是4 m,故D项错误。
【典例4】 D 根据匀变速直线运动的规律可知,v2-=2ax,得v2=2ax+,再结合题图图像知,该质点做初速度不为零的匀加速直线运动,斜率大小等于加速度大小的2倍,即a===2 m/s2,故A、B、C错误;由题图可知,x=1 m时,v1= m/s,x=2 m时,v2=3 m/s,由v2=v1+at得t= s,故D正确。
要点三
知识精研
【典例5】 D x-t图像的斜率表示速度,则甲先向正方向做匀速运动,后向负方向做匀速运动,故A错误;0~t2时间内,三个质点的位移相同,则平均速度相同,故B错误;丙做的是加速直线运动,故C错误;在t2时刻甲、乙、丙的位置相同,三者相遇,故D正确。
【典例6】 C v-t图像中图线与横坐标轴所围的面积表示位移,骑手与烈马在t=0时并排运动,通过图线在0~4 s内所围的面积可以看出4 s内烈马的位移大于骑手的位移,所以0~4 s内烈马与骑手间距离在增大,0~6 s内烈马的位移还是大于骑手的位移,说明6 s末烈马仍在前方,故A、B错误;根据=,结合A选项分析可知在0~4 s内烈马的平均速度大于骑手的平均速度,故C正确;由加速度定义式a== 知8~9 s内烈马的加速度a1= m/s2=
5 m/s2,0~6 s内骑手的加速度a2= m/s2= m/s2,故D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 将x-t图像转化为v-t图像,如图所示,5 s末相遇,由“面积”相等知,2.5 s末两车共速。两车共速时相距最远。所以最大距离等于阴影部分的面积,即为25 m,故C正确。
2.D 根据图像可知,0~1 s内物体的加速度逐渐增大,物体做变加速直线运动,A错误;加速度随时间变化的关系图像中,图线与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量,则在0~1 s内有Δv1=v1-v0= m/s,解得v1=2 m/s,B错误;1 s末开始,加速度方向开始向下,物体速度方向仍向上,物体向上做匀减速运动,C错误;根据图像,1~3 s内,物体的速度变化量为Δv2=v2-v1=-1×(3-1)m/s,解得v2=0,即3 s末物体的速度恰好向上减速至0,即0~3 s内,3 s末物体离地面最远,D正确。
3.BD A选项图是速度—时间图像,由图可知,甲的速度一直大于乙的速度,所以中途不可能出现甲、乙船头并齐,A错误;B选项图是速度—时间图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的速度大,速度—时间图像中图线与横轴围成的面积表示位移,由图可以判断在途中甲、丙位移会相同,所以在途中甲、丙船头会并齐,B正确;C选项图是位移—时间图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以途中不可能出现甲、丁船头并齐,C错误;D选项图是位移—时间图像,交点表示相遇,所以甲、戊在途中船头会并齐,故D正确。
4.BC 根据x和t2的关系图像得出关系式为x=t2,对照匀变速直线运动的位移与时间的关系式x=v0t+at2,知质点的初速度为0,加速度为a=2 m/s2,且加速度恒定不变,故A错误;根据Δx=aT2=2×1 m=2 m可知,任意相邻1 s内的位移差都为2 m,故B正确;2 s末的速度是v2=at2=4 m/s,C正确;质点在第3 s内的位移为x3=32 m-22 m=5 m,平均速度大小为== m/s=5 m/s,故D错误。
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习题课三 运动图像
目 录
01.
核心要点·快突破
02.
教学效果·勤检测
03.
课时训练·提素能
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
01
要点一 v-t图像与x-t图像的理解及应用
项目 x-t图像 v-t图像
物理意义 反映位移随时间变化的规
律 反映速度随时间变化的规律
项目 x-t图像 v-t图像
图像 实例
①倾斜直
线及其斜
率 表示匀速直线运动,斜率
为速度 表示匀变速直线运动,斜率
为加速度
项目 x-t图像 v-t图像
②纵截距 表示初位置 表示初速度
③平行于时间轴的直线 表示静止 表示匀速直线运动
④交点 表示两物体在t1时刻、在x1位置相遇 表示t1时刻两物体速度相等,
均为v1
⑤面积 无实际意义 表示物体①在0~t1时间内的
位移
【典例1】 假设在某次试验时,“蛟龙号”深潜器内的显示屏上显
示出了从水面开始下潜到最后返回水面10 min内全过程的深度曲线
(如图甲)和速度图像(如图乙),则关于此次下潜全过程,下列说
法正确的是( )
A. 此次下潜在最深处停留了4 min
B. 此次下潜深度为6 m
C. 全过程中最大加速度的大小是0.025 m/s2
D. 潜水器在3~4 min和6~8 min的时间内加速度方向相同
解析:由题图可知,此次下潜在最深处停留了2 min(即4~6 min
内),故A错误;此次下潜深度为h=×(120+240)×2 m=360
m,故B错误;由题图乙可知,全过程中最大加速度的大小是a=
≈0.033 m/s2,故C错误;由题图乙可知,潜水器在3~4 min内向
下做减速运动,加速度方向向上,在6~8 min内向上做加速运动,加
速度方向向上,即在这两段时间内加速度方向相同,故D正确。
规律方法
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
比较直观地反映物体位移、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。
(多选)做直线运动的某质点的位移—时间图像(抛物线)如图所
示,P(2,12)为图线上的一点。PQ为过P点的切线,与x轴交于点Q
(0,4)。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. 质点经过P点时的速度大小为6 m/s
C. 质点的加速度大小为2 m/s2
D. 0~1 s时间内,质点的位移大小为4 m
解析: 由题知图像为抛物线,结合匀变速直线运动的位移公式x
=v0t+at2,而v0=8 m/s,t=2 s 时的位移x=12 m,代入解得a=-2
m/s2,则函数表达式为x=8t-t2,即质点做匀减速直线运动,加速度
大小为2 m/s2,故A、C正确;vP== m/s=4 m/s,故B错
误;由位移公式可得0~1 s时间内质点的位移大小为x1=8×1 m-12 m
=7 m,故D错误。
要点二 非常规图像的理解及应用
类型(一) a-t图像
1. a-t图像中的五点信息
线 截距 交点 斜率 面积
(1)倾斜直线
表示变加速直线
运动; (2)平行于横
轴的直线表示匀
变速直线运动 纵截距
表示t =0时刻
的加 速度 表示两物体
在该时刻加
速度相同 过某点直线
(或切线)
的斜率表示
加速度变化
的快慢 表示物体的
速度变化量
2. 利用a-t图像求末速度:已知某段时间的初速度v0,求出a-t图像与坐
标轴所围面积Δv,则这段时间的末速度v=v0+Δv。
【典例2】 (多选)(2023·湖北高考8题)t=0时刻,质点P从原
点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变
化,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是( )
A. t=2t0时,P回到原点
B. t=2t0时,P的运动速度最小
C. t=t0时,P到原点的距离最远
解析:在初速度为0的直线运动
中,a-t图像中图线与时间轴围
成图形的面积表示速度的变化
量,故利用a-t图像画出v-t图像,如图所示,可知B、D正确;在v-t图像中图线与时间轴围成的图形的面积表示位移大小,可知0~3t0时间内,质点运动方向未变,一直在远离原点,A、C错误。
类型(二) -t图像
由x=v0t+at2可得=v0+at,截距b为初速度v0,图像的斜率k
为a,如图所示。
【典例3】 一质点沿直线运动,如图所示是从t=0时刻开始的质
点的-t图像(x为位移),可以推知( )
A. 质点做匀减速运动
B. 加速度的大小是1 m/s2
C. t=2 s时,质点的速度是1 m/s
D. t=2 s时,质点位移是3 m
解析:由题意可得图线的函数表达式为=1+t,即x=t+t2,
又因为匀变速直线运动中位移公式为x=v0t+at2,根据对应关
系得v0=1 m/s,a=1 m/s2,因此质点做匀加速运动,故A项错
误,B项正确;当t=2 s时,根据公式v=v0+at,求出速度是3
m/s,故C项错误;当t=2 s时,代入表达式x=t+t2,可得位移
是4 m,故D项错误。
由v2-=2ax可知v2=+2ax,截距b为,图像斜率k为2a,
如图所示。
类型(三) v2-x图像
A. 质点的初速度为0
B. 质点做变加速直线运动
C. 质点做匀加速直线运动,且加速度大小为4 m/s2
【典例4】 某质点做直线运动,现以出发点为坐标原点,以运动
方向为x轴正方向,质点运动的v2-x图像如图所示。则( )
解析:根据匀变速直线运动的规律可知,v2-=2ax,得v2=2ax
+,再结合题图图像知,该质点做初速度不为零的匀加速直线
运动,斜率大小等于加速度大小的2倍,即a===2
m/s2,故A、B、C错误;由题图可知,x=1 m时,v1= m/s,x=
2 m时,v2=3 m/s,由v2=v1+at得t= s,故D正确。
要点三 利用图像分析追及相遇问题
类型(一) 利用x-t图像分析追及相遇问题
1. 同一直线上运动的两物体的x-t图线的交点表示物体相遇的位置
和时刻。
2. 由x-t图线的斜率分析两物体的速度大小,从而可判断相遇时刻前、
后间距变化情况。
【典例5】 甲、乙、丙三个质点的位置x与时间t的关系图像如图
所示,则在0~t2时间内( )
A. 甲先做匀加速运动再做匀减速运动
B. 乙的平均速度大于丙的平均速度
C. 丙做曲线运动
D. 在t2时刻,甲、乙、丙相遇
解析:x-t图像的斜率表示速度,则甲先向正方向做匀速运动,后向
负方向做匀速运动,故A错误;0~t2时间内,三个质点的位移相
同,则平均速度相同,故B错误;丙做的是加速直线运动,故C错
误;在t2时刻甲、乙、丙的位置相同,三者相遇,故D正确。
1. 同一直线上运动的两物体的v-t图线的交点表示物体速度相等的时
刻,这也是物体间距最大、最小、追上或追不上的分界点。
2. 根据初始位置描述,结合v-t图像与t轴所围面积大小情况可判断两
物体是否同时达到同一位置。
类型(二) 利用v-t图像分析追及相遇问题
【典例6】 挥杆套马是我国蒙古族的传统体育项目,烈马从骑手
身边奔驰而过时,骑手持6 m长的套马杆,由静止开始催马追赶,
二者的v-t图像如图所示,则( )
A. 0~4 s内骑手靠近烈马
B. 6 s时刻骑手刚好追上烈马
C. 在0~4 s内烈马的平均速度大于骑手的平均速度
D. 0~6 s内骑手的加速度大于8~9 s内烈马的加速度
解析:v-t图像中图线与横坐标轴所围的面积表示位移,骑手与烈马
在t=0时并排运动,通过图线在0~4 s内所围的面积可以看出4 s内
烈马的位移大于骑手的位移,所以0~4 s内烈马与骑手间距离在增
大,0~6 s内烈马的位移还是大于骑手的位移,说明6 s末烈马仍在
前方,故A、B错误;根据=,结合A选项分析可知在0~4 s内烈
马的平均速度大于骑手的平均速度,故C正确;由加速度定义式a
== 知8~9 s内烈马的加速度a1= m/s2=5 m/s2,0~6 s
内骑手的加速度a2= m/s2= m/s2,故D错误。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
02
1. 甲、乙两车同时同地出发,在同一平直公路上行驶,其运动的x-t图
像如图所示,其中乙车的x-t图像为抛物线。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 m
解析: 将x-t图像转化为v-t图像,如图所示,5 s
末相遇,由“面积”相等知,2.5 s末两车共速。两
车共速时相距最远。所以最大距离等于阴影部分的
面积,即为25 m,故C正确。
2. 某同学正用遥控器控制一架无人机运送物体,t=0时物体的速度向
上,且为1 m/s,取竖直向上为正方向,无人机的加速度随时间变
化的关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 在0~1 s内物体做匀加速直线运动
B. 物体在1 s末的速度为3 m/s
C. 1 s末物体开始向下运动
D. 0~3 s内,3 s末物体离地面最远
解析: 根据图像可知,0~1 s内物体的加速度逐渐增大,物体
做变加速直线运动,A错误;加速度随时间变化的关系图像中,图
线与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量,则在0~1 s内
有Δv1=v1-v0= m/s,解得v1=2 m/s,B错误;1 s末开始,加速
度方向开始向下,物体速度方向仍向上,物体向上做匀减速运动,
C错误;根据图像,1~3 s内,物体的速度变化量为Δv2=v2-v1=
-1×(3-1)m/s,解得v2=0,即3 s末物体的速度恰好向上减速
至0,即0~3 s内,3 s末物体离地面最远,D正确。
3. (多选)(2021·广东高考8题)赛龙舟是端午节的传统活动。下列
v-t图像和s-t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿
长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其他
龙舟在途中出现船头并齐的有( )
解析: A选项图是速度—时间图像,由图可知,甲的速度一直
大于乙的速度,所以中途不可能出现甲、乙船头并齐,A错误;B
选项图是速度—时间图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的
速度大,速度—时间图像中图线与横轴围成的面积表示位移,由图
可以判断在途中甲、丙位移会相同,所以在途中甲、丙船头会并
齐,B正确;C选项图是位移—时间图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以途中不可能出现甲、丁船头并齐,C错误;D选项图是位移—时间图像,交点表示相遇,所以甲、戊在途中船头会并齐,故D正确。
4. (多选)质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图像如图所
示,则该质点( )
A. 加速度大小为1 m/s2
B. 任意相邻1 s内的位移差都为2 m
C. 2 s末的速度是4 m/s
D. 在第3 s内的平均速度大小为3 m/s
解析: 根据x和t2的关系图像得出关系式为x=t2,对照匀变速
直线运动的位移与时间的关系式x=v0t+at2,知质点的初速度为
0,加速度为a=2 m/s2,且加速度恒定不变,故A错误;根据Δx=
aT2=2×1 m=2 m可知,任意相邻1 s内的位移差都为2 m,故B正
确;2 s末的速度是v2=at2=4 m/s,C正确;质点在第3 s内的位移为
x3=32 m-22 m=5 m,平均速度大小为== m/s=5 m/s,故D
错误。
03
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一 v-t图像与x-t图像的理解及应用
1. 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( )
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解析: 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:负值,0,正值,0。对比选项图可知A正确。
2. (2022·河北高考1题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员
科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所
示。由图像可知( )
A. 0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
B. 0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相
等
C. t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小
D. t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做
加速运动
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解析: 根据加速度的定义式a=,由题图可知0~t1时间内训
练前的速度变化量大于训练后的速度变化量,所以训练前的平均加
速度大,故A错误;根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移,结合
题图可知0~t2时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,故
B错误;由题图可知t2~t3时间内,训练后运动员的位移比训练前的
大,根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平
均速度大,故C错误;根据v-t图像可直接判断知,t3时刻后,运动
员训练前速度减小,做减速运动,运动员训练后速度增加,做加速
运动,故D正确。
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3. ETC,又称自动道路缴费系统,该系统的推行,有效地缓解高速公
路收费站的拥堵现象。若某汽车在高速上正常行驶速度为30 m/s,
沿该平直公路通过收费站ETC通道时,其速度随时间变化的关系如
图所示,则ETC通道对该车行驶产生的时间延误为( )
A. 8 s B. 20 s
C. 26 s D. 40 s
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解析: 根据v-t图像与横坐标轴所围图形的面积表示位移,则可
得ETC通道的位移为x=×(6-1)m+5×(14-6)m+
×(41-14)m=600 m,没有收费站时,汽车所用时间为
t== s=20 s,所以ETC通道对该车行驶产生的时间延误为Δt=
(41-1-20)s=20 s,所以B正确。
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题组二 非常规图像的理解及应用
4. 驾校里某学员驾驶汽车在平直道路上练习驾驶技术,汽车由静止开
始运动,其a-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 汽车在3~5 s内做匀速直线运动
B. 汽车在第3 s末的速度大小为30 m/s
C. 汽车在3~5 s内的位移大小为50 m
D. 汽车在第8 s末的速度大小为0
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解析: 汽车在3~5 s内加速度不变,做匀变速直线运动,故A错
误;a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量,汽车在第3 s末
的速度大小为v1=×10×3 m/s=15 m/s,故B错误;汽车在3 s末的
速度为15 m/s,则3~5 s内的位移大小为x=v1t+at2=m=50 m,故C正确;a-t图像与坐标轴围成的面积表示
速度变化量,汽车在第8 s末的速度大小为v=××10
m/s=50 m/s,故D错误。
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5. 某物体做匀变速直线运动,设物体运动的时间为t,位移为x,其-
图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 物体做匀加速直线运动
B. 物体的初速度大小为ab
C. 0~b时间内,物体的位移大小为ab2
D. 经过2b时间,物体的速度变为0
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解析: 由x=v0t+a't2得=+a',故- 的斜率代表v0,由题
图可知v0=2ab,a'=-2a,则v=v0-2at,所以0~b时间内物体做
匀减速直线运动,经过b时间物体的速度变为0,b~2b时间内物体
做反向的匀加速直线运动,故A、B、D错误;0~b时间内,物体的
位移为xb=2ab·b+·(-2a)·b2=ab2,故C正确。
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题组三 利用图像分析追及相遇问题
6. 两辆汽车A、B沿同一条直线同向运动,B车在前面遇到紧急情况刹
车,刹车开始时两车相距x=30 m,后面的汽车A一直做匀速直线
运动,他们的速度—时间图像如图所示,则A追上B所用的时间约
为( )
A. 1.0 s B. 4.0 s
C. 5.0 s D. 5.2 s
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解析: 由题图可知汽车A做匀速直线运动的速度为vA=12 m/s,
汽车B做匀减速直线运动的加速度为aB===-4
m/s2,汽车B从刹车开始至速度减为零的运动时间t1==
=4 s,运动的位移xB=t1=×4 s=32 m,汽车B停止前汽车A
运动的位移x2=vAt1=12×4 m=48 m,则x2=48 m<x+xB=30 m+
32 m=62 m,说明汽车B停止前汽车A没有追上B,设汽车B停止
后,A追上B所再用的时间为t2,则t2== s≈1.2 s,所以
A追上B所用的时间约为t=t1+t2=5.2 s,故选D。
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7. (多选)甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的x-t图像
如图所示。其中甲的图线为一直线;乙的图线为抛物线,且t1时刻
为抛物线的最低点。在0~t2时间内,下列说法正确的是( )
A. 乙物体先向负方向运动,t1时刻以后向正方向运动
B. 乙物体的速度和加速度都是先减小后增大
C. t2时刻,乙物体追上甲物体
D. t1时刻,两物体相距最远
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解析: 在位移—时间图像中,图像的斜率表示速度,由题图
可知,乙物体的斜率先负后正,则乙物体先向负方向运动,t1时刻
以后向正方向运动,A正确;乙物体的图线为抛物线,则乙做匀变
速直线运动,加速度不变,B错误;x-t图像的交点表示相遇,t2时
刻之前甲物体在乙物体的前面,则t2时刻,乙物体追上甲物体,C
正确;两物体共速时,相距最远,题图中两条线的斜率表示速度,
可知t1时刻之后的某个时刻,甲、乙两物体的速度相同,相距最
远,D错误。
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8. (多选)驾驶员驾驶汽车甲在平直的高速公路上匀速行驶,发现前
方40 m有一辆同向低速行驶的汽车乙,驾驶员握紧方向盘并立即踩
刹车制动,同时鸣笛提醒乙车。刹车后一小段时间内汽车甲和汽车
乙行驶的-t关系图像(从汽车甲刹车时开始计时)如图所示,汽车
甲的刹车过程视为匀减速直线运动,不计声音在空气中的传播时
间,则下列说法正确的是( )
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A. 汽车甲匀速行驶的速度大小为30 m/s
B. 汽车甲刹车制动的加速度大小为5 m/s2
C. 若乙车司机听到汽车甲的笛声提醒后,立即以5
m/s2的加速度加速,则两车的最小距离为10 m
D. 若乙车司机听到汽车甲的笛声提醒后,反应时间2 s后,才以5 m/s2的加速度加速,则两车的最小距离为5 m
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解析: 匀减速运动的位移公式为x=v0t-at2,整理得=v0
-at,结合图像可知,汽车甲的初速度大小为v1=30 m/s,图线斜
率为-a=,解得加速度大小为a=5 m/s2,故A、B正
确;对C选项,两车速度相等时两车距离最近,有v1-at1=v2+
a1t1,解得t1=2 s,该过程汽车甲行驶的位移为x1=v1t1-a=50
m,汽车乙行驶的位移为x2=v2t1+a1=30 m,所以此时两车的
距离为d=40 m+30 m-50 m=20 m,故C错误;
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对D选项,由以上可知汽车乙司机反应时间2 s内,汽车甲行驶的位移
为x3=50 m,速度变为v3=v1-at1=20 m/s,该过程汽车乙运动的位移
为x4=v2t1=20 m,此后两车速度相等过程有v3-at2=v2+a1t2,解得t2
=1 s,该过程汽车甲的位移为x5=v3t2-a=17.5 m,汽车乙的位
移为x6=v2t2+a1=12.5 m,此种情况两车的距离为d'=40 m+20
m+12.5 m-50 m-17.5 m=5 m,故D正确。
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9. 科技让生活更美好,自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势。某次
测试自动驾驶汽车,汽车直线运动的“v-t”图像如图所示(其中
“百公里加速”时间指汽车速度从0加速到100 km/h 所需时间)。
关于此次测试,下列说法正确的是( )
A. 整个运动过程汽车通过的总位移为26 m
B. 汽车在第2 s末与第7 s末的加速度之比为3∶4
C. 汽车的“百公里加速”时间约为2.1 s
D. 汽车的平均速度大小为20 m/s
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解析: 根据v-t图像中图像与横轴围成的面积表示位移,结合题
图可得,整个运动过程汽车通过的总位移为x=×(3+10)×40
m=260 m,汽车的平均速度大小为==26 m/s,故A、D错误;
根据v-t图像中图像的斜率表示加速度,结合题图可知,汽车在第2
s末加速度为a1= m/s2,汽车在第7 s 末的加速度为a2=10 m/s2,
则汽车在第2 s末与第7 s末的加速度之比为=,故B错误;根据题意可知v=100 km/h= m/s,由运动学公式v=v0+at可得,汽
车“百公里加速”时间为t== s≈2.1 s,故C正确。
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10. 甲、乙、丙三辆赛车在同一平直道路上沿直线运动,以三车齐头
并进时开始计时(t=0),甲、乙、丙三车在0~10 s内运动图像
分别如图1、图2、图3所示,已知甲车的初速度为零,则0~10 s内
三车的位移大小关系为( )
A. x甲>x丙>x乙 B. x丙>x甲>x乙
C. x乙>x甲>x丙 D. x乙>x丙>x甲
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解析: 题图1中,a-t图像与横坐标轴围成的面积表示速度的变
化量,根据图像分析可知,0~4 s内,甲车做匀加速直线运动,速
度由0增大到16 m/s,4~10 s内,甲车做匀减速运动,速度由16
m/s减小为4 m/s,两段过程的总位移为x甲 =×4 m+×6 m=
92 m;题图2中,v-t图像与横坐标轴围成的面积表示位移,则乙车
的位移为x乙=×40×6 m-×4×20 m=80 m;题图3中,x-t图像
中,位移等于末时刻与初时刻的坐标之差,x丙 =60 m-(-40)
m=100 m。综上分析可知x丙 >x甲 >x乙。故选B。
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11. 检测车在一段平直路段以10 m/s的速度匀速行驶,某时刻检测车
使用测距传感器测量该路段前方车辆的行驶情况。计时开始时检
测车距离前车100 m,检测发现,10 s后前车开始刹车做匀减速运
动,16 s后两车距离保持不变,两车之间的距离Δx随时间t的变化
关系如图所示,则( )
A. 前车0~10 s内的行驶速度为15 m/s
B. 前车刹车的加速度大小为2.5 m/s2
C. 16 s后两车之间的距离为325 m
D. 16 s后前车停止行驶
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解析: 依题意,由运动学公式可知,0~10 s内,有Δx=x前+
100 m-10t,由题图可知Δx=100 m+15t,联立解得x前=25t,则
0~10 s内前车行驶速度为25 m/s,故A错误;由题图可知,16 s后
前后两车距离保持不变,则两车均以10 m/s的速度匀速行驶,前
车刹车的加速度大小为a== m/s2=2.5 m/s2,故B正确,D
错误;16 s后两车之间的距离为Δx=250 m+×(16-
10)m-10×(16-10)m=295 m,故C错误。
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12. (多选)现在有A、B两辆汽车同时从参考位置沿相同方向做直线
运动,汽车A做匀减速直线运动,汽车B做匀加速直线运动,它们
的速度的平方(v2)随位置(x)变化的图像如图所示。下列判断
正确的是( )
A. 汽车A的加速度大小为4 m/s2
B. 汽车A、B在x=9 m处相遇
C. 汽车A、B经过t=3 s相遇
D. 汽车A、B分别经过x=8 m处的时间差是2 s
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解析: 由匀变速直线运动的速度与位移关系式v2-=
2ax,可得v2=+2ax,可知v2-x图像的斜率等于2a,对汽车
A,则有2aA==-4 m/s2,解得aA=-2 m/s2,可知
汽车A的加速度大小为2 m/s2,A错误;
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由题图可知,对汽车A则有=36 m2/s2,解得汽车A的初速度为
v0=6 m/s,汽车A的加速度aA=-2 m/s2,汽车A停止的时间tA=
==3 s,汽车A停止时运动的位移xA=tA=×3 s=
9 m,对汽车B,初速度是零,加速度为aB=×=1 m/s2,
汽车B运动位移9 m所用时间tB===3 s>3 s,由此
可知汽车A静止后,汽车B追上汽车A,所以汽车A、B在x=9 m处
相遇,B正确,C错误;
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汽车A、B分别经过x=8 m处的时间,对汽车A,有8 m=6tA1-
×2,解得tA1=2 s,对汽车B,有tB1===4 s,
则有汽车A、B分别经过x=8 m处的时间差是Δt=tB1-tA1=4 s-2
s=2 s,D正确。
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13. 甲、乙两质点在同一时刻、从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,甲、乙两质点在运动过程中的x-v图像如图所示,虚线
与对应的坐标轴垂直。下列说法正确的是( )
A. 图线a表示质点乙的运动
B. 质点甲的加速度大小为3 m/s2
C. 质点乙的加速度大小为1 m/s2
D. 开始运动后,两质点在x=6 m处相遇
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解析: 根据题图可知,图像a的速度随位移的增大而增大,图
像b的速度随位移的增大而减小,所以图像a表示质点甲的运动,
故A错误。当x=0时,乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6
m/s,设质点乙、甲先后通过x=6 m处时的速度均为v,对质点甲
有v2=2a1x①,对质点乙有v2-=-2a2x②,联立①②解得a1+
a2=3 m/s2③。当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s
时,两质点通过相同的位移均为x',对质点甲有=2a1x'④,对
质点乙有-=-2a2x'⑤,联立④⑤解得a1=2a2⑥,联立③
⑥解得a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,故B错误,C正确。图线a、b的交
点表示两质点通过同一位置,但不是同时,故D错误。
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