课时跟踪检测(三)运动图像 追及与相遇问题
对点训练:三类运动图像问题
1.(2018·连云港期末)如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图像,由此可知质点( )
A.0~2 s内向x轴正方向运动
B.0~4 s内做曲线运动
C.0~4 s内速率先增大后减小
D.0~4 s内位移为零
解析:选C 位移—时间图像切线的斜率表示该时刻的速度,0~4 s内斜率一直为负,质点一直向x轴负方向做直线运动,故A、B错误;在0~4 s内,斜率绝对值先增大后减小,说明物体速率先增大后减小,故C正确;Δx=x2-x1=(-10-10) m=-20 m,故D错误。
2.[多选](2018·宿迁调研)一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的t(x为t时间内的位移)图像如图所示,图线与纵、横坐标轴的交点分别为(0,0.5)和(-0.5,0),由此可知( )
A.物体做匀速直线运动
B.物体做变加速直线运动
C.物体的初速度大小为0.5 m/s
D.物体的加速度大小为2 m/s2
解析:选CD 由题图可得:=(t+0.5) m/s
由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2得:
=v0+at
对比可得初速度 v0=0.5 m/s,a=1 m/s2,则得加速度为 a=2 m/s2。可知,物体的加速度不变,做匀加速直线运动。故A、B错误,C、D正确。
3.(2016·江苏高考)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动。取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向。下列速度v和位置x的关系图像中,能描述该过程的是( )
解析:选A 由题意知在运动过程中小球机械能守恒,设机械能为E,小球离地面高度为x时速度为v,则有mgx+mv2=E,可变形为x=-+,由此方程可知图像为开口向左、顶点在的抛物线,故选项A正确。
4.(2018·海口二模)在如图所示的位移(x)—时间(t)图像和速度(v)—时间(t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A.甲车做曲线运动,乙车做直线运动
B.0~t1时间内,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.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
解析:选C 由题图可知:乙车做匀速直线运动,甲车做速度越来越小的变速直线运动,故A错误;在t1时刻两车的位移相等,又都是单向直线运动,所以两车路程相等,故B错误;由图像与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t2时刻面积差最大,所以相距最远,故C正确;0~t2时间内,丙车的位移小于丁车的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丙车的平均速度小于丁车的平均速度,故D错误。
5. (2019·扬州中学期末)如图所示,为a、b两物体沿直线运动的位移—时间图像,下列说法中正确的是( )
A.M点表示a、b两物体在t1时刻相遇
B.a、b两个物体的运动方向相反
C.0~t1时间内,a物体比b物体的速度大
D.a、b两物体均做匀加速直线运动
解析:选A xt图像反映了不同时刻物体所在的位置,M点表示a、b两物体在t1时刻两者在同一点,所以两者相遇,故A正确;在xt图像中斜率代表速度的大小,两图线都表明向正方向做匀速运动,且b的速度大于a的速度,故B、C、D错误。
6. [多选]运动质点的vx图像如图所示,图线为顶点在坐标原点,开口向右的抛物线的上半支,则下列判断正确的是( )
A.质点做初速度为零的匀加速直线运动
B.质点的加速度大小为5 m/s2
C.质点在3 s末的速度大小为30 m/s
D.坐标(10,10)处的斜率为0.5
解析:选ABD 若质点做初速度为零的匀加速直线运动,则有v2=2ax,即v=·,则图像为顶点在坐标原点、开口向右的一条抛物线,故A正确;把x=10 m,v=10 m/s代入v2=2ax,得出a=5 m/s2,故B正确;3 s末的速度为v=at=15 m/s,故C错误;由数学知识可知,v2=2ax两边同时对x求导,得:2vv′=2a,则v′=,所以坐标(10,10)处的斜率为k==0.5,故D正确。
对点训练:追及相遇问题