高考專題16 圖象的工具性（一）-2019年高考物理必考8類重要圖象講練 ---精校解析word版

1、<p>　　圖象是一種無聲的語言，在物理中占據(jù)很重要的地位，各類考試中均有較高圖象不僅是考查某些知識(shí)的載體，也是解決某些問題的工具，有些類型的題目，應(yīng)用圖象解決比用物理公式和數(shù)學(xué)關(guān)系更加簡(jiǎn)單，甚至有的題目，不用圖象的方法根本無法解決，此時(shí)圖象的優(yōu)勢(shì)便體現(xiàn)出來。在處理一些非勻變速直線運(yùn)動(dòng)和多過程運(yùn)動(dòng)的題目時(shí)，經(jīng)常需要用到圖象這一工具。</p><p><b>　　圖象的六種考查方式</b&

2、gt;</p><p>　　考查方向1.速度時(shí)間圖象的應(yīng)用</p><p>　　【例1】一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，運(yùn)動(dòng)的位移，設(shè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度為，處的瞬時(shí)速度為，關(guān)于這兩個(gè)瞬時(shí)速度的大小，下面說法正確的是（ ）</p><p>　　A． B. C.兩個(gè)瞬時(shí)速度的大小關(guān)系不確定，與初速度大小有關(guān)</p><p>　　D.

3、兩個(gè)瞬時(shí)速度的大小關(guān)系不確定，與加速度大小有關(guān)</p><p><b>　　【答案】B</b></p><p>　　【點(diǎn)撥】勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，這個(gè)結(jié)論大多數(shù)同學(xué)都會(huì)記得，但是對(duì)于任意（為大于1的任意數(shù)）時(shí)刻與任意處的瞬時(shí)速度大小關(guān)系，絕大多數(shù)同學(xué)未必知道，其實(shí)對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻不能達(dá)到處，時(shí)刻的速度小于處的速度，如右圖；

4、對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻已經(jīng)越過處，時(shí)刻的速度小于處的速度，即無論勻加速直線運(yùn)動(dòng)還是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻的速度小于處的速度，其中中間時(shí)刻的速度小于位移中點(diǎn)的僅僅是以上結(jié)論的特例。</p><p>　　【針對(duì)訓(xùn)練1】一長(zhǎng)木板在水平面上運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度---時(shí)間圖象如圖所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦

5、力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上，取重力加速度的大小g=10m/s2，求：</p><p>　　（1）物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 </p><p>　?。?）從t=0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移的大小。</p><p>　　【小結(jié)】出現(xiàn)兩個(gè)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或一個(gè)物體的多過程運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用速度時(shí)間圖象可以使運(yùn)動(dòng)過程清晰化，通過圖象與

6、坐標(biāo)軸所圍成的面積方向物體的位移關(guān)系。</p><p>　　考查方向2.速率時(shí)間圖象的應(yīng)用</p><p>　　【例2】如圖,豎直平面內(nèi)的軌道Ⅰ和Ⅱ都由兩段細(xì)直桿連接而成,兩軌道長(zhǎng)度相等。用相同的水平恒力將穿在軌道最低點(diǎn)B的靜止小球,分別沿Ⅰ和Ⅱ推至最高點(diǎn)A,所需時(shí)間分別為t1、t2;動(dòng)能增量分別為ΔEk1、ΔEk2。假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后速度的大小不變,且球與Ⅰ、Ⅱ軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)

7、相等,則(　　)</p><p>　　A.ΔEk1>ΔEk2;t1>t2B.ΔEk1=ΔEk2;t1>t2</p><p>　　C.ΔEk1>ΔEk2;t1<t2D.ΔEk1=ΔEk2;t1<t2</p><p><b>　　【答案】B</b></p><p>　　【點(diǎn)撥】

8、畫本題的速率時(shí)間圖象時(shí)需要抓住兩點(diǎn)：一是末速率是相同的，二是兩種情況下物體運(yùn)動(dòng)的路程相同。然后根據(jù)軌跡I的第一段與軌跡II的第二段加速度相同，軌跡I的第二段與軌跡II的第一段加速度相同的特征畫出速率時(shí)間圖象，運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系便非常清楚了。 </p><p>　　【針對(duì)訓(xùn)練1】一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊，其右側(cè)面是斜面AB，左側(cè)面是曲面AC，如圖甲所示。已知AB和AC的長(zhǎng)度相同。兩個(gè)小球p、q同時(shí)從A點(diǎn)分別沿AB

9、和AC由靜止開始下滑，比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間（ ）</p><p>　　A．p小球先到 B．q小球先到 </p><p>　　C．兩小球同時(shí)到 D．無法確定</p><p>　　【解析】如圖乙所示（圖中的v表示速率，曲線下的面積表示路程s）。在如圖乙中作出p、q的速率圖線。由于開始時(shí)p的加速度較大，斜率較大；又因?yàn)樾∏驒C(jī)械能守恒，

10、所以到達(dá)水平面的末速率相同，即圖線末端在同一水平線上。要使路程相同（圖線和橫軸所圍的面積相同），不難看出p用的時(shí)間較少。即選項(xiàng)A正確。</p><p>　　【針對(duì)訓(xùn)練2】如圖甲所示，游樂場(chǎng)中，從高處A到水面B處有兩條長(zhǎng)度相同的光滑軌道，甲、乙兩小孩沿不同軌道同時(shí)從A處自由滑向B處，下列說法正確的有(　　)．</p><p>　　A．甲的切向加速度始終比乙的大</p><

11、p>　　B．甲、乙在同一高度的速度大小相等</p><p>　　C．甲、乙在同一時(shí)刻總能到達(dá)同一高度</p><p>　　D．甲比乙先到達(dá)B處</p><p>　　經(jīng)分析甲、乙開始一段時(shí)間，切向加速度甲比乙大，切向速度存在上面3種可能，假設(shè)圖(b)成立，從0到末時(shí)刻有s甲>s乙，末時(shí)刻速度大小相同，表示甲、乙下降同一高度，然后用水平線去截甲、乙軌跡，如圖

12、(d)所示，則有s甲<s乙，與上面結(jié)論相矛盾，故假設(shè)不成立，同理圖(c)也不成立，只有圖(a)成立，即C錯(cuò)，D對(duì)．</p><p><b>　　【答案】BD</b></p><p>　　【小結(jié)】運(yùn)動(dòng)學(xué)中的圖象有位移時(shí)間圖象、速度時(shí)間圖象、加速度時(shí)間圖象，高考對(duì)圖象的考查有識(shí)圖（讀圖）、析圖、用圖及圖象轉(zhuǎn)換。在非勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，應(yīng)用速率時(shí)間圖象來研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)比

13、較直觀、形象，其次利用圖象法進(jìn)行定性分析往往可以避開繁雜的運(yùn)算，快速找出答案，同時(shí)運(yùn)用圖象法還可以解決有些用解析法無法解答的問題。v－ t圖象的優(yōu)勢(shì)往往在于定性判斷，如上述的例題和兩個(gè)針對(duì)訓(xùn)練題都是定性分析的題目，應(yīng)用圖象分析簡(jiǎn)單清晰，物理公式規(guī)律則無用武之地。</p><p>　　考查方向3.力隨位移變化圖象的應(yīng)用</p><p>　　【例3】如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)質(zhì)

14、量m=0.5kg的物塊，處于靜止?fàn)顟B(tài)．以物塊所在處為原點(diǎn)，豎直向下為正方向建立x軸，重力加速度g=10m/s2．現(xiàn)對(duì)物塊施加豎直向下的拉力F，F(xiàn)隨x變化的情況如圖乙所示．若物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4m處時(shí)速度為零，則物塊在下移0.4m的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能的增加量為（ ） </p><p>　　A、5.5J B、3.5J C、2.0J D、1.5J</p><p><b>　　【

15、答案】A</b></p><p>　　【點(diǎn)撥】表示力隨位移變化規(guī)律的圖象叫做示功圖．其縱坐標(biāo)軸表示作用在物體上的力F，橫坐標(biāo)軸表示力的作用點(diǎn)在力的方向上的位移s．圖象、力軸、位移和由位移決定的與力軸平行的直線所圍成的面積在數(shù)值上等于變力所做的功．</p><p>　　【針對(duì)訓(xùn)練1】如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一重物（可視為質(zhì)點(diǎn)），重物靜止時(shí)處于B位置．現(xiàn)用手

16、托重物使之緩慢上升至A位置，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度恢復(fù)至原長(zhǎng)．之后放手，使重物從靜止開始下落，沿豎直方向在A位置和C位置（圖中未畫出）之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．重物運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)．關(guān)于上述過程（不計(jì)空氣阻力），下列說法中正確的是（　?。?lt;/p><p>　　A．重物在C位置時(shí)，其加速度的大小等于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?lt;/p><p>　　B．在重物從A位置下落到C位置的過程中，重力的沖量大于

17、彈簧彈力的沖量</p><p>　　C．在手托重物從B位置緩慢上升到A位置的過程中，手對(duì)重物所做的功等于重物往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中所具有的最大動(dòng)能</p><p>　　D．在重物從A位置到B位置和從B位置到C位置的兩個(gè)過程中，彈簧彈力對(duì)重物所做功之比是1：4</p><p><b>　　【答案】AC</b></p><p>

18、　　【針對(duì)訓(xùn)練2】如圖所示，一個(gè)勁度系數(shù)為的輕彈簧，一端固定在墻壁上，在另一端沿彈簧的軸線施一水平力將彈簧拉長(zhǎng)，求在彈簧由原長(zhǎng)開始到伸長(zhǎng)量為x1過程中拉力所做的功．如果繼續(xù)拉彈簧，在彈簧的伸長(zhǎng)量由x1增大到x2的過程中，拉力又做了多少功？</p><p>　　【小結(jié)】力隨位移變化的圖象中，圖象與坐標(biāo)軸圍成圖形的面積表示該力做的功，需要注意，若出現(xiàn)力隨時(shí)間變化的圖象，則圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示質(zhì)量與速度變化量的乘