高中物理图像法解决物理试题答题技巧及练习题(1)
一、图像法解决物理试题
1.甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动,其v-t图象如图所示,关于两物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.t=1s时,甲在乙前方 B.t=2s时,甲、乙相遇
C.t=4s时,乙的加速度方向开始改变 D.0-6s内,甲、乙平均速度相同 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动,当位移相等时,两者相遇,根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移,可知,在t=1s时,乙的位移大于甲的位移,说明乙在甲的前方,故A错误;
B.根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移可知,在t=2s时,乙的位移等于甲的位移,说明两者相遇,故B正确;
C.速度图象的斜率表示加速度,由数学知识得知,在t=2s~t=6s内,乙的加速度方向一直沿负方向,没有改变,故C错误.
D.由图可知,0~6s内,甲的位移一定大于乙的位移,而时间相等,因此甲的平均速度大于乙的平均速度,故D错误。 故选B。 【点睛】
本题是速度-时间图象问题,要明确斜率的含义,知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义,即可分析两物体的运动情况.
2.如图所示为甲、乙两质点做直线运动的速度-时间图象,则下列说法中正确的是( )
A.在0~t3时间内甲、乙两质点的平均速度相等
B.甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间内的加速度相同 C.甲质点在0~t1时间内的平均速度小于乙质点在0~t2时间内的平均速度
D.在t3时刻,甲、乙两质点都回到了出发点 【答案】A 【解析】
A、在0~t3时间内,由面积表示为位移,可知甲、乙两质点通过的位移相等,所用时间相等,则甲、乙两质点的平均速度,故A正确;
B、图象的斜率表示加速度,则甲质点在0~t1时间内的加速度与乙质点在t2~t3时间的加速度大小相等,但方向相反,所以加速度不同,故B错误; C、甲质点在0~t1时间内的平均速度为速度相等,故C错误;
D、两个质点一直沿正向运动,都没有回到出发点,故D错误; 故选A.
【点睛】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,斜率表示加速度,图象与坐标轴围成面积代表位移,平均速度等于位移与时间之比,根据这些知识分析.
vv,乙质点在0~t2时间内平均速度为,即平均22
3.如图甲,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m?2kg的另一物体B(可看作质点)以水平速度v0?2m/s滑上原来静止的长木板A的表面.由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g取10m/s)( )
2
A.木板获得的动能为2J B.系统损失的机械能为4J C.木板A的最小长度为2m D.A、B间的动摩擦因数为0.1 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由图象可知,A、B的加速度大小都为1m/s2,根据牛顿第二定律知二者质量相等均为2kg,则木板获得的动能为Ek?B.系统损失的机械能?E?12mv?1J,选项A不符合题意; 2121mv0??2m?v2?2J,选项B不符合题意; 22C.由v-t图象可求出二者相对位移为符合题意;
1?2?1m?1m,木板A的最小长度为1m,所以C不2D.分析B的受力,根据牛顿第二定律,?mg?maB 可求出??0.1,选项D符合题意.
4.甲、乙两车在平直公路上行驶,t=0时刻两车处于同一位置,其速度-时间图象如图所示,两图像交点处坐标及切线如图,则( )
A.t=8s末,甲、乙两车相遇
B.甲、乙两图像交点t=2s末,甲车的加速度大于乙车的加速度 C.在2~8s内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度 D.在0~2s内,甲车的位移小于乙车的位移 【答案】D 【解析】 【详解】
A.在v-t图象中,图象和横轴所围面积表示位移大小,甲、乙两车在平直公路上行驶,t=0时刻两车处于同一位置,t=8s末时甲的位移大于乙的位移,甲在乙方的前方,故A错误; B.甲、乙两图像交点t=2s末,
a乙?a甲??v40?m/s2?5m/s2 ?t8?v30?20?m/s2?5m/s2 ?t2甲车的加速度大小等于乙车的加速度大小,故B错误;
C.在2~8s内,甲的位移大于乙的位移,甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故C错误. D.在v-t图象中,图象和横轴所围面积表示位移大小,在0~2s内,甲图象面积小于乙的图线面积,所以甲车的位移小于乙车的位移,故D正确.
5.一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下,研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况,通过分析数据,画出了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿t图像如图所示,则对运动员的运动,下列说法不正确的竖直方向运动的v--是 ....
A.0~10s内做加速度逐渐减小的加速运动 B.10s~15s内减速运动,15s后开始做匀速直线运动 C.0~10s内运动员所受阻力逐渐增大
D.10s~15s内运动员所受阻力逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由图象可知,速度是增加的,图象的切线的斜率在减小,加速度在减小,所以0~10s内做加速度逐渐减小的加速运动.故A说法正确.
B. 由图象可知10s~15s内减速运动,15s后图象与时间轴平行,说明速度不随时间变化,即开始做匀速直线运动.故B说法正确.
C.在 0~10s由牛顿第二定律可得mg?F阻=ma,又由A的分析知加速度减小,所以0~10s内运动员所受阻力逐渐增大.故C说法正确.
D.在 10s~15s由牛顿第二定律F阻?mg=ma,又因为在 10s~15s加速度减小,所以10s~15s内运动员所受阻力逐渐减小.故D说法错误. 此题选不正确的,应选D.
6.某物体沿一直线运动,其v—t图象如图所示,则下列说法中错误的是( )
A.第2s内和第3s内速度方向相同
B.第3s内和第4s内的加速度大小相同、方向相反 C.前4s内位移为4m D.3s末物体离出发点最远 【答案】B 【解析】
试题分析:根据速度的正负读出速度的方向.由速度图象的斜率等于加速度,根据数学知识研究加速度方向关系,图象与坐标轴围成的面积表示位移.
由图看出,第2s内和第3s内物体的速度都正值,都向正方向,方向相同,A正确;由斜率读出,第3s内和第4s内的加速度大小相同、方向相同,B错误;根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,前4s内位移x?11?3?4??1?4?4m,C正确;0-3s内速度22为正,沿正方向运动,3-6s内速度为负,沿负方向运动,则3s末物体离出发点最远,D正确.
7.从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球,若运动过程中受到的阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,小球在t1时刻到达最高点后再落回地面,落地速率为v1,且落地前小球已经做匀速运动,已知重力加速度为g,下列关于小球运动的说法中不正确的是( )
A.t1时刻小球的加速度为g
B.在速度达到v1之前小球的加速度一直在减小 C.小球抛出瞬间的加速度大小为?1???v0??g v1?v1 2D.小球加速下降过程中的平均速度小于【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
t1时刻,小球的速度为零,则受到的阻力为零,小球只受重力,加速度为g,故A正确;速度时间图象斜率表示加速度,根据图象可知在速度达到v1之前,图象的斜率减小,则小球的加速度一直在减小,故B正确;空气阻力与其速率成正比,最终以v1匀速下降,有:mg=kv1;小球抛出瞬间,有:mg+kv0=ma0; 联立解得:a0=?1???v0??g,故C正确;下降过程若是匀加速直线运动,其平均速度为v1?v1,而从图中可以看出其面积大于匀加速直线运动的面积,即图中的位移大于做匀加速的2位移,而平均速度等于位移比时间,故其平均速度大于匀加速的平均速度,即大于D错误.此题选择错误的选项,故选D. 【点睛】
关于速度时间图象,重点要掌握速度时间图象斜率表示加速度,面积表示位移,注意t1时刻图象的斜率不为零,加速度不为零,难度适中.
v1,故2
8.下列给出的四组(每组两个图象)图象中,能够反映同一直线运动的是( )
A. B.