专题01高考物理 力学图像专题复习导学案（教师版）

2022届高考物理二轮跨模块真题演练重难点专题复习导学案01力学图像专题复习导学案真题解析与部分讨论题参考答案第一部分：课前导学案一.体验真题限时练（参考时间：10分钟，答案附后，做完后自批自评）1.（2021广东卷.多选）.赛龙舟是端午节的传统活动。下列v-t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它龙舟在途中出现船头并齐的有（）A. B.

C. D.

【解析】A．此图是速度图像，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，故A错误；B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确；C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误；D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。故选BD【答案】BD2.（2018全国3.多选）甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是A．在t1时刻两车速度相等B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等C．从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D．从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等【解析】速度大小等于图象的斜率，A错误，应该是位置相同；因为初始位置不同，虽然t1时刻位置相同，但从0到t1时间内，两车走过的路程不相等,B错误；起、终位置相同，都是直线运动，所以位移相等，C正确；当甲的斜率与乙相等时，速度相等，D正确；【答案】CD 3.（2019.4浙江选考.单选）甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移-时间图象如图所示，则在0～t1时间内A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动【解析】A．因x-t图像的斜率等于速度，可知在0～t1时间内开始时甲的速度大于乙，后来乙的速度大于甲，选项A错误；B．由图像可知在0～t1时间内甲、乙位移相同，选项B正确；C．甲乙均向同方向做直线运动，则甲乙的路程相同，选项C错误；D．由斜率等于速度可知，甲做匀速运动，乙做加速运动，选项D错误．【答案】B4.（2018全国2.多选）．甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是A．两车在t1时刻也并排行驶B．t1时刻甲车在后，乙车在前C．甲车的加速度大小先增大后减小D．乙车的加速度大小先减小后增大【解析】因为在t1到t2之间，两汽车的位移不等，已知两车在t2时刻并排行驶，所以两车在t1时刻不并排行驶，因为x甲>x根据斜率法求加速度，甲、乙两车的加速度大小都先减小后增大，所以C错误D正确。【答案】BD 5.（2017.4浙江单选）.汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人.于是刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员反应时间为0.5s,汽车运动的v-t图如图所示。则汽车的加速度大小为A．20m/s2 B．6m/s:C．5m/s2 D．4m/s;【解析】根据速度时间图像可以知道，在驾驶员反应时间内，汽车的位移为,所以汽车在减速阶段的位移，由运动学公式得出a=5m/s2故选C【答案】C第二部分：课堂导学案四.典型图像题例析题型一：联系实际，定性分析例1.（2018.4浙江8.单选）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是A. B. C. D.【解析】对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故C正确，A、B、D错误；故选C．【答案】C题型二：推导一次函数解析式或运用特殊值法例2.（2018全国1卷.单选））如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是A．B．C．D．【解析】F-mg-k(x0-x)=ma，其中mg=kx0，x0是初位置弹簧的压缩量，x得F=ma+kx，F是x的一次函数，A正确。解法二：特殊值法。x=0时，F不等于0，可排除C、D项；匀加速运动时合力恒定，弹力变化，重力不变，要使合力恒定，则F一定变化。解法二不需要推导解析式。【答案】A 题型三：推导二次函数解析式或图像法例3.（2021湖南卷.单选）.物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应p-x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（）A.B.C. D.【解析】本题考查匀变速直线运动规律、动量知识的综合运用，主要考查对新知识的理解能力.根据题述，质点沿x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律，其速度v=2ax，其动量p=mv=m2ax，所以对应的相轨迹可能是D。解法二：图像法。如图所示，对于初速度为0的匀加速直线运动，连续相等位移的速度增加量起来越小，动量与速度成正比，所以连续相等位移的位移增加量起来越小，所以选D。解法二不需要推导解析式。【答案】D题型四：识图计算例4（2018全国3卷。多选）．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:5【解析】A．矿车上升所用的时间，过程①为2t0，其中加速过程时间为t0，位移为x，则v0t02，减速过程为t0，位移也为x，第②次提升加速时间为t02，位移为x4，减速过程B．加速上升时电机的牵引力F=m(g+a)，加速度相等所以最大牵引力之比为1:1，B错误；C．电机输出的功率为P=Fv，因为最大牵引力相等，所以最大功率之比等于最大速度之比，为2:1，C正确；D.电机所做的功为mgh，所以相等，D错误。【答案】AC 题型五：a-t图像面积物理意义的应用例5.（2021湖南卷）.如图（a），质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的图像如图（b）所示，表示0到时间内的图线与坐标轴所围面积大小，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积大小。A在时刻的速度为。下列说法正确的是（）

A.0到时间内，墙对B的冲量等于mAv0B.mA>mBC.B运动后，弹簧最大形变量等于D.【解析】A．由于在0~t1时间内，物体B静止，则对B受力分析有F墙=F弹则墙对B的冲量大小等于弹簧对B的冲量大小，而弹簧既作用于B也作用于A，则可将研究对象转为A，撤去F后A只受弹力作用，则根据动量定理有I=mAv0（方向向右）则墙对B的冲量与弹簧对A的冲量大小相等、方向相同，A正确；B．由a—t图可知t1后弹簧被拉伸，在t2时刻弹簧的拉伸量达到最大，根据牛顿第二定律有F弹=mAaA=mBaB由图可知aB>aA则mB<mAB正确；C由图可得，t1时刻B开始运动，此时A速度为v0，之后AB动量守恒，AB和弹簧整个系统能量守恒，则可得AB整体的动能不等于0，即弹簧的弹性势能会转化为AB系统的动能，弹簧的形变量小于x，C错误；D．由a—t图可知t1后B脱离墙壁，且弹簧被拉伸，在t1—t2时间内AB组成的系统动量守恒，且在t2时刻弹簧的拉伸量达到最大，A、B共速，由a—t图像的面积为v，在t2时刻AB的速度分别为，A、B共速，则D正确。故选ABD。【答案】ABD小结：关键词：解析式、斜率及面积物理意义五.巩固与检测★1.（2019全国2卷.单选）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是【解析】本题考察万有引力公式与数学函数图像的结合，难度不大。分析如下：由万有引力公式（设地球质量为M，探测器质量为m，地球半径为R）F=G由数学知识可得正确答案为D。【答案】D★2.（2018江苏。单选）.从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（）A.B.C.D.【解析】小球做竖直上抛运动时，速度v=根据动能Ek=12m【答案】A★3.（2019全国3卷.单选）4.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示．重力加速度取10m/s2．该物体的质量为A.2kg B.1.5kg C.1kg D.0.5kg【解析】对上升过程，由动能定理，-(F+mg)h=Ek-Ek0，得Ek=Ek0-(F+mg)h，即F+mg=12N；下落过程，(mg-F)(6-h)=【答案】C★★4.（2020全国3卷.单选）.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）A.3J B.4J C.5J D.6J【解析】由v-t图可知，碰前甲、乙的速度分别为v甲=5m/s，v乙=1m/m解得m则损失的机械能为ΔE=解得ΔE=3J故选A。【答案】A★★5.（2017全国3卷）A．t=1s时物块的速率为1m/sB．t=2s时物块的动量大小为4kg·m/sC．t=3s时物块的动量大小为5kg·m/sD．t=4s时物块的速度为零【解析】由动量定理有Ft=mv，解得，t=1s时物块的速率，A正确；F–t图线与时间轴所围面积表示冲量，所以t=2s时物块的动量大小为，B正确；t=3s时物块的动量大小为，C错误；t=4s时物块的动量大小为，速度不为零，D错误。【答案】AB★★6.（2019北京卷）.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。(1)质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W；(2)将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数；a.设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式；b.示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2