母题01运动图象【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（北京卷）【母题原题】某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）A．实验中必须让木板保持匀速运动B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数【答案】C【解析】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；D．根据，，可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。故选C。
【命题意图】本类题通常主要考查对位移、路程、速度、速率、平均速度、时间、时刻、加速度等基本运动概念的理解以及对牛顿第二定律、直线运动规律、功、功率等物理概念与规律的理解与简单的应用。【考试方向】这类试题在考查题型上，通常基本以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中以考查识图、读图的能力，难度一般不大；在考查内容上一般以x-t图象、v-t图象的形式出现，少数情况下会出现a-t图象、x-v图象等不常见的运动图象，着重考查对基本概念和基本规律的理解与应用，以及读图、识图、画图、用图的能力。【得分要点】在中学教材中出现了x-t图象、v-t图象两种运动图象，因此要对这两种运动图象有深刻的理解：（1）x-t图象和v-t图象都是对物体运动的一种描述，分别反映了做直线运动时的物体的位移（位置）x和速度v随时间t变化的关系，并不表示物体的运动轨迹；（2）通过x-t图象可以知道某时刻运动物体的位置，以及在这一位置的运动情况，通过v-t图象可以知道某时刻运动物体的速度，以及在这一时刻的运动情况；（3）在x-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动速度，若图线为曲线，则表示物体做变速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻的运动速度；（4）在v-t图象中，若图线为平行于时间轴的直线，则表示物体做匀速直线运动，若图线为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动，直线的斜率表示了物体的运动的加速度，若图线为曲线，则表示物体做变加速直线运动，曲线上某点切线的斜率表示物体在对应时刻运动的加速度。（5）几种特殊、相同形状的x-t图象与v-t图象的比较。x-t图象②①③④⑤v-t图象②①③④⑤①表示从参考点开始的匀速直线运动（斜率表示速度v）①表示初速为零的匀加速直线运动（斜率表示加速度a）②表示物体处于静止状态②表示物体做匀速直线运动③表示物体向与规定的正方向相反的方向做匀速直线运动③表示物体做匀减速直线运动
④交点横坐标表示三个运动质点相遇的时刻，纵坐标表示三个运动质点相遇时相对参考点的位移④交点表示三个运动质点速度相同的时刻⑤t1时刻物体相对参考点的位移为x1⑤t1时刻物体的速度为v1，图线下方的面积表示物体在0~t1时间内的位移纵截距表示初始位置横截距表示回到参考点的时刻纵截距表示初速度横截距表示速度为零的时刻（6）常见直线运动的运动图象的比较。x-t图象v-t图象a-t图象匀速直线运动v＝常数a＝0[来源:学&科&网]匀加速直线运动（v0＞0，a＞0）抛物线a＝常数匀减速直线运动（v0＞0，a＜0）抛物线a＝常数备注图线（或点的切线）的斜率表示速度。①图线（或点的切线）的斜率表示加速度；②图线与时间轴所围的面积表示位移，图线分布在时间轴的上方，面积为正值，图线分布在时间轴的下方，面积为负值。图线与时间轴所围的面积表示速度变化量。需要强调的是：在分析物理图象时，图象中的斜率、截距、图线与轴所围面积等，往往都是描述和解决物理问题的重要手段。（一）读图六点关注1．坐标轴弄清两个坐标轴表示的物理量。注意坐标原点是否从零开始；注意纵轴物理量为矢量情况时，横轴以上表示此物理量为正，横轴以下表示此物理量为负。
2．图线形状注意观察图像形状是直线、曲线还是折线等，从而弄清图像所反映的两个物理量之间的关系，明确图像反映的物理意义。3．斜率的意义图线某点的斜率表示一个物理量随另一个物理量的变化率，大小等于两个物理量增量的比值。[来源:Z.Com]（1）xt图像中两点连线的斜率表示这段时间的平均速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的瞬时速度。vt图像中两点连线的斜率表示这段时间内的平均加速度，某一点切线的斜率表示这一时刻的加速度。（2）Wl图像的斜率表示外力的大小。（3）φx图像的斜率表示电场强度的大小。（4）Φt图像的斜率表示单匝线圈产生的电动势大小。4．面积的意义图线与横轴所围的面积常代表一个物理量，这个物理量往往表示纵、横坐标所表示的物理量的乘积的物理意义。（1）vt图像与t轴所围面积表示这段时间内质点的位移。（2）at图像与t轴所围面积表示这段时间内质点速度的变化。（3）Fx图像与x轴所围面积表示这段位移内力F所做的功。（4）Ex图像与x轴所围面积表示这段位移两端的电势差。（5）it图像与t轴所围面积表示这段时间内移动的电荷量。5．交点、拐点的意义（1）图线与坐标轴的交点坐标的含义与图像有关，如xt图线与x轴交点纵坐标表示开始计时的位置，而vt图线与v轴交点的纵坐标表示质点的初速度。（2）拐点表示图像的斜率大小或方向发生突变。（3）同一坐标系中不同图像的交点表示具有相同的物理量，如xt图线交点表示此刻相遇（在同一位置），vt图线的交点表示此刻物体速度相同。6．坐标单位和数量级在识图和用图时，一定要看清坐标轴的单位和数量级，如m、cm、×10－3m等。（二）突破三类题型1．图像选择类（1）依据某一物理过程，设计某一物理量随时间（或位移、高度、速度等）变化的几个图像或此物理过程中某几个物理量随某一量的变化图像，从中判断其正误。
（2）解决该类问题一般依据物理过程，运用对应规律，确定某物理量的变化情况，从而判断选项的正确与否。2．图像规律类（1）该类问题一般由某一图像提出几个结论，通过分析、判断或简单计算确定结论的正误。（2）解决该类问题应对图像描述的物理过程，运用该过程遵循的规律做出判断。特别对非常规图像，一般由遵循的规律推导出相应的函数表达式，进一步确定截距、交点、斜率、面积等的意义，从而对结论做出判断。3．图像信息类（1）一般在解答题中，对某一物理情景给出某一物理量的具体变化图像，由图像提取相关信息从而对问题做出分析解答。（2）解决此类问题时要根据物理情景中遵循的规律，由图像提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对问题做出正确的解答。1．（2020·四川省棠湖中学高三月考）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为A．12mB．12.8mC．14mD．14.8m【答案】B【解析】由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a，由公式，其中，代入解得：，当时，汽车刹车的位移为，故B正确。故选：B。
2．（2020·山东省高三一模）A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的x-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）A．t=4s时A物体的运动方向发生改变B．0~6s内B物体的速度逐渐减小C．0~5s内两物体的平均速度大小相等D．0-6s内某时刻两物体的速度大小相等【答案】D【解析】A．x-t图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，所以A物体的运动方向不变，A错误；B．x-t图线斜率的绝对值表示速度大小，由题图可知，0~6s内B物体的速度增大，B错误；C．由题图可知，0~5s内A物体的位移大于B物体的位移，由公式可知，A物体的平均速度大于B物体的平均速度，C错误；D．0~6s内存在某时刻两图线斜率的绝对值相等，则存在某时刻两物体的速度大小相等，D正确。故选D。3．（2020·四川省高考模拟）在粗糙水平面上，水平外力F作用在物块上，t=0时刻物块开始向右做直线运动，外力F始终不为零，其速度一时间图像如图所示。则A．在0～1s内，外力F不断增大B．在3s时，物体开始向左运动C．在3-4s内，外力F不断减小D．在3-4s内，外力F的功率不断减小【答案】D【解析】A.根据题意分析，设阻力为f，根据牛顿第二定律，根据图像分析，在0～1s内加速度逐渐减小，所以外力F逐渐减小，A错误；B.根据题意分析，向右为正方向，3s前后速度始终为正值，始终是正方向，向右运动，B错误；
C.根据牛顿第二定律，根据图像分析在3-4s内加速度不变，所以外力不变，C错误；D.外力功率，结合选项C的分析，F不变，而3-4s内速度减小，所以功率减小，D正确。4．（2020·山东省高三模拟）A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，已知A车的s-t图象为抛物线的一部分，第7s末图象处于最高点，B车的图象为直线，则下列说法正确的是（）A．A车的初速度为7m/sB．A车的加速度大小为2m/s2C．A车减速过程运动的位移大小为50mD．10s末两车相遇时，B车的速度较大【答案】B【解析】AB．A车做匀变速直线运动，设A车的初速度为，加速度大小为，由图可知时，速度为零，由运动学公式可得：，根据图象和运动学公式可知时的位移为：，，联立解得，，故选项B正确，A错误；C．A车减速过程运动的位移大小为，故选项C错误；D．位移时间图象的斜率等于速度，10s末两车相遇时B车的速度大小为：，A车的速度为：，两车的速度大小相等，故选项D错误。故选B。5．（2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一开学考试）下列图象均能正确反映物体在直线上的运动，则在t=2s内物体位移最大的是()A．B．
C．D．【答案】B【解析】根据速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，在t=2s内物体位移最大的是图B。6．（2020·湖南省高考模拟）如图所示为甲物体和乙物体在平直地面上同向运动的v﹣t图象，已知t＝0时甲在乙前方x0＝70m处。下列说法正确的是（ ）A．2s时，甲物体的速度方向发生改变B．在0～4s内，甲和乙之间的最大距离为78mC．3s时，甲、乙物体相遇D．在0～3s内，甲物体在乙物体前面，3s～4s内乙物体在甲物体前面【答案】B【解析】A、根据图象可知，0﹣4s内甲的速度都为正，方向没有发生变化，故A错误；BC、t＝3s时甲和乙两物的速度相等，两者之间的距离最大，最大距离为S＝x甲+x0﹣x乙＝，故B正确，C错误；D、t＝3s两者之间的距离最大，则3s之后的一段时间内，甲仍在乙的前面，故D错误。7.（2020·山东卷）一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（ ）A.0~t1时间内，v增大，FN>mgB.t1~t2时间内，v减小，FN
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