第1章 专题突破1 运动图像问题-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

专题突破1　运动图像问题 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 1 核心知识　典例研析 突破点一　运动学中的s－t图像和v－t图像 突破点二　运动学中的非常规图像 突破点三　图像间的相互转化 分层训练　巩固提高 内容索引 2 一 核心知识　典例研析 3 突破点一　运动学中的s－t图像和v－t图像 4 1.两种图像的比较 图像 s－t图像 v－t图像 图 像 实 例     5 图像 s－t图像 v－t图像 图 线 含 义 图线①表示质点做匀速直线运动(斜率表示速度v) 图线①表示质点做匀加速直线运动(斜率表示加速度a) 图线②表示质点静止 图线②表示质点做匀速直线运动 图线③表示质点向负方向做匀速直线运动 图线③表示质点做匀减速直线运动 交点④表示此时三个质点相遇 交点④表示此时三个质点有相同的速度 点⑤表示t1时刻质点位移为s1(图中阴影部分的面积没有意义) 点⑤表示t1时刻质点速度为v1(图中阴影部分的面积表示质点在0~t1时间内的位移) 2.两种图像的四点说明 (1)s－t图像、v－t图像都不是物体运动的轨迹，图像中各点的坐标值s、v与t一一对应。 (2)s－t图像、v－t图像的形状由s与t、v与t的函数关系决定。 (3)无论是s－t图像还是v－t图像，所描述的运动都是直线运动。 (4)时间轴是位移方向(s－t图像)或速度方向(v－t图像)改变的分界线。 [典例1]　(2025·八省联考山西卷)2024年8月，我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军。比赛所用标准泳池的长度为50 m，下列与该运动员实际运动过程最接近的位移—时间(x－t)图像是(　　) 考向1　位移—时间图像 C [解析]　根据题意标准泳池的长度为50 m，我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军，可知运动员最后的位移为零，所以位移先增大后减小，离出发点最远处位移为50 m，只有C选项满足，故选C。 [典例2]　(2023·广东卷)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表 示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是(　　) 考向2　速度—时间图像 D [解析]　铯原子团仅受重力的作用，加速度g竖直向下，大小恒定，在v－t图像中，斜率的绝对值等于重力加速度，故斜率不变，所以v－t图像应该是一条倾斜的直线，故A、B错误；因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故C错误，D正确。 [典例3]　(2025·广东大湾区模拟)图甲所示的是丽江古城古老的住宅楼和万古楼，万古楼的“飞檐”屋顶是中国传统建筑的重要表现之一。现把住宅楼和万古楼的屋顶分别看成平直轨道ABC及弯曲轨道ADC，如图乙所示。一颗松果(可看成质点)从A点由静止开始分别沿两轨道滑下到 达C点，不计阻力，下列v－t图像可能正确的是(　　) 考向3　图像的应用 C [解析]　松果沿平直轨道ABC做匀加速直线运动，沿弯曲轨道ADC运动 过程中，加速度逐渐减小，且先大于匀加速运动加速度，后小于匀加速 运动加速度，根据v－t图线斜率等于加速度，故C正确，A，B，D错误。 “三步”巧解运动学图像问题 方法技巧 解决此类问题时要根据物理情境中遵循的规律，由图像提取信息和有关数据，根据对应的规律公式对问题作出正确的解答。具体分析过程如右： 突破点二　运动学中的非常规图像 15 1.三类图像 (1)a－t图像 由vt＝v0＋at可知，图像与横轴所围面积表示速度变化量Δv，如图甲 所示。 16 (2) －t图像 由s＝v0t＋at2可得＝v0＋at，图像的斜率为a，如图乙所示。 (3)v2－s图像 由＝2as可知＋2as，图像斜率为2a，如图丙所示。 2.解题技巧 (1)用函数思想分析图像 对于非常规运动图像，可由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系，来分析图像的斜率、截距、面积的含义。 (2)要注意应用解析法和排除法，两者结合能提高选择题图像类题型的解题准确率和速度。 [典例4]　(多选)(2023·湖北卷)t＝0时刻，质点P从原点由静止开始做直 线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为2t0。在0~3t0 时间内，下列说法正确的是(　　) A.t＝2t0时，P回到原点 B.t＝2t0时，P的运动速度最小 C.t＝t0时，P到原点的距离最远 D.t＝t0时，P的运动速度与t＝t0时相同 BD [解析]　质点在0~t0时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，t0~2t0时间内加速度反向，先做加速度增加的减速运动再做加速度减小的减速运动，2t0时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，2t0~4t0重复此过程的运动，即质点一直向前运动，A、C错误，B正确；a－t图像的面积表示速度变化量，~t0内速度的变化量为零，因此t0时刻相同，D正确。 [典例5]　(2025·广东广州模拟)为检测某新 能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做 刹车实验，如图所示是动力车整个刹车过程 中位移与速度平方之间的关系图像，下列说 法正确的是(　　) A.动力车的初速度为40 m/s B.动力车的初速度为20 m/s C.刹车过程中动力车的加速度大小为10 m/s2 D.刹车过程中动力车的加速度大小为15 m/s2 B [解析]　由题图可知当位移为零时＝400(m/s)2，可知动力车的初速度 为v0＝20 m/s，故A错误，B正确；设刹车过程动力车的加速度大小为a， 根据匀变速直线运动速度与位移的关系得v2－＝－2as，则s＝， 解得a＝5 m/s2，即刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2，故C、D错误。 [典例6]　(2025·广东深圳模拟)一质点沿直线运动，如图所示是从t＝0 时刻开始质点的 －t图像(s为位移)，可以推知(　　) A.质点做匀减速运动 B.质点的加速度大小是1 m/s2 C.t＝2 s时质点的速度是1 m/s D.t＝2 s时质点的位移是3 m B [解析]　由题意可得图线的函数表达式为＝1＋t， 即s＝t＋t2，又因为匀变速直线运动中位移公式 为s＝v0t＋at2，根据对应关系得v0＝1 m/s，a＝ 1 m/s2＞0，因此质点做匀加速运动，故A项错误，B项正确；当t＝2 s时，根据公式vt＝v0＋at，代入数据得v2＝3 m/s，故C项错误；当t＝2 s时，代入表达式s＝t＋t2，可得位移s2＝4 m，故D项错误。 突破点三　图像间的相互转化 25 1.解决图像转换类问题的一般流程 2.要注意应用解析法和排除法，两者结合提高选择题图像类题型的解题准确率和速度。 26 [典例7]　某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车 的位置x与时间t的关系如图所示，则汽车行驶速度v与时间t的关系图像 可能正确的是(　　) A [解析]　x－t图像斜率的物理意义表示速度，在0~t1时间内，x－t图像斜率增大，汽车的速度增大；在t1~t2时间内，x－t图像斜率不变，汽车的速度不变且不为0；在t2~t3时间内，x－t图像的斜率减小，汽车 做减速运动，综上所述，可知A项中v－t图像可能正确，故A正确，B、C、D错误。 [典例8]　(2025·广东肇庆模拟)如图所示为一质点运动 的位移—时间图像，其中0~t1为直线，t1~t2为抛物线， 则有关质点运动的速度—时间图像及加速度—时间图像 可能正确的是(　　) [解析]　位移—时间图像中，0~t1为直线，则质点做匀速直线运动，t1~t2为抛物线，则质点做匀加速直线运动，故A正确，B、C、D错误。 A 分层训练　巩固提高 二 30 1.(2025·广东佛山模拟)甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上 运动，它们的位移—时间(s－t)图像如图所示，由图像可以得出在前4 s 内(　　) A.甲、乙两物体始终同向运动 B.4 s时甲、乙两物体间的距离最大 C.甲的平均速度等于乙的平均速度 D.甲、乙两物体间的最大距离为6 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 夯实基础 C 31  解析：s－t图线的斜率等于速度，可知在前2 s 内甲、乙都沿正向运动，在2 s到4 s内甲沿负向 运动，乙仍沿正向运动，故A错误；前2 s内两 者同向运动，甲的速度大，两者距离增大，2 s 后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离 减小，则第2 s末甲、乙两物体间的距离最大，故B错误；由题图知在前4 s内甲、乙的位移都是2 m，平均速度相等，故C正确；第2 s末甲、乙两物体间的距离最大，最大距离Δs＝4 m－×2 m＝3 m，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 32 2.(2024·河北卷)篮球比赛前，常通过观 察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情 况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程， 并得出了篮球运动的v－t图像，如图所示。 图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最 高的是(　　) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 33 解析：由图像可知，图像第四象限表示向 下运动，速度为负值。当向下运动到速度 最大时篮球与地面接触，运动发生突变， 速度方向变为向上并做匀减速运动。故第 一次反弹后上升至a点，此时速度第一次向 上减为零，到达离地面最远的位置。故四 个点中篮球位置最高的是a点。故A正确， B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 34 3.A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的s－t图像如图所示。下列 说法正确的是(　　) A.4 s时A物体运动方向发生改变 B.0~6 s内B物体的速度逐渐减小 C.0~5 s内两物体的平均速度相等 D.0~6 s内某时刻两物体的速度大小相等 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 35 解析：s－t图像的斜率表示速度，斜率的正负表 示速度方向，所以A物体运动方向不变，故A错 误；s－t图像的斜率表示速度，由题图可知， 0~6 s内B物体的速度逐渐增大，故B错误；由题 图可知，0~5 s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，故C错误；0~6 s内存在某时刻两图像斜率的绝对值相等，即存在某时刻两物体的速度大小相等，故 D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 36 4.汽车中的ABS系统是汽车制动时自动 控制制动器的刹车系统，能防止车轮抱 死，可以减小刹车距离，增强刹车效 果。实验小组通过实验，研究有ABS 系统和无ABS系统两种情况下的匀减 速制动距离，测试的初速度均为60 km/h。根据图中的图线及数据，可 以推断出两种情况下汽车刹车的加速度大小之比a有∶a无等于(　　) A.4∶3　　　　　　 B.3∶4 C.3∶2 D.2∶3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 37 解析：根据v2＝2as得a＝，因为初速度相等时，刹车的距离之比为3∶4，则加速度之比a有∶a无＝4∶3。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 38 5.(多选)a车在平直公路上以30 m/s的速度匀速运动，t＝0时刻突然发现正前方52 m 处的b车正以10 m/s的速度同向匀速前进，a车司机反应过来后立即刹车，刹车中途防抱死系统出现故障，最后两车刚好不相撞，两车的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.a车司机的反应时间为0.4 s B.a车在防抱死系统出现故障前，刹车的加 速度大小为8 m/s2 C.6 s内a车的位移大小为112 m D.6 s内a车的平均速度大小为15 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 AC 39 解析：在速度—时间图像中图线与坐标轴 所围面积表示位移，设a车司机的反应时间 为t1，由题意则有(30－10) m/s·t1＋ m/s·(2 s－t1)＋ m/s·(6 s－2 s) ＝52 m，解得t1＝0.4 s，A正确；a车在防抱 死系统出现故障前，由速度—时间图像的斜率表示加速度可得，刹车的加速度大小为 a＝ m/s2＝6.25 m/s2，B错误；6 s内a车的位移为s＝10×6 m＋52 m＝112 m，6 s内a车的平均速度大小为≈18.7 m/s，C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 40 6.(2025·广东珠海模拟)小明利用手机传感器，测得电梯从静止开始运 行的加速度—时间图像如图所示。手机传感器中加速度向上时为正值， 下列说法正确的是(　　) A.0.6 s到0.8 s电梯处于匀加速下降阶段 B.0.9 s到1.2 s电梯处于匀速上升阶段 C.0.9 s到1.2 s电梯处于匀加速上升阶段 D.1.7 s到2.3 s电梯处于静止阶段 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 41 解析：0.6 s到0.8 s电梯加速度不断变化，不做匀加速运动，故A错误； 0.9 s到1.2 s电梯加速度恒定且为正值，处于匀加速上升阶段，故B错误， C正确；1.7 s到2.3 s电梯加速度为0，处于匀速运动阶段，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 42 7.(2025·广东广州模拟)如图为物体做直线运动的图像。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.甲图中，物体在0~t0这段时间内的位移小于v0t0 B.乙图中，物体的加速度为2 m/s2 43 C.丙图中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量 D.丁图中，t＝3 s时物体的速度为25 m/s 答案：D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 44 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析：由v－t图线与坐标轴围成的面积表示位移，可知题图甲中，物体在0~t0这段时间内的位移大于v0t0(平均速度大于v0)，A错误；根据＝2as可知，2a＝1 m/s2，则物体的加速度为0.5 m/s2，B错误；根据Δv＝at可知，题图丙中阴影部分的面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量，C错误；由s＝v0t＋at2可得＝v0＋at，结合题图丁可知a＝ m/s2＝ 5 m/s2，即a＝10 m/s2，则v0＝－5 m/s，故t＝3 s时物体的速度为v3＝ (－5＋10×3)m/s＝25 m/s，D正确。 45 8.(2025·广东湛江模拟)放在水平面上的物体，在水平力F作用下开始运动，以物体静止时的位置为坐标原点，力F的方向为正方向建立s轴，物体的加速度随位移的变化图像如图所示。下列说法中正确的是(　　) A.0~s2过程中物体做匀加速直线运动，s2~s3过程中物体做减速直线运动 B.位移为s1时，物体的速度大小为 C.位移为s2时，物体的速度达到最大 D.物体的最大速度为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 46 解析：0~s2过程中加速度不变，所以物体做匀加速直 线运动，s2~s3过程中加速度方向不变，依然与速度同 向，故物体仍做加速直线运动，位移为s3时，物体的 速度达到最大，故A、C错误；由位移与速度公式可得2a0s1＝，解得位移为s1时物体的速度大小为v1＝，故B正确；由位移与速度公式可得＝as，故a－s图像的面积表示，则物体在位移为s3时，有a0＝，则最大速度为vm＝，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 47 9.图甲所示的是某医院的医用智能机器人， 图乙所示的是该机器人在医院走廊做直线运 动的位移—时间图像(24 s到36 s的图线为曲 线，其余为直线)。下列说法正确的是(　　) A.机器人在前36 s内的路程大小为3 m B.机器人在24 s到36 s内的平均速度大小为0.25 m/s C.机器人在12 s到24 s内的加速度大小为 m/s2 D.机器人在第6 s末的速度与第18 s末的速度相同 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 能力提升 B 48 解析：根据题图乙可知，机器人在前36 s内 的路程大小l＝5 m＋8 m＝13 m，故A错误； 24 s到36 s内，机器人的平均速度大小 ＝0.25 m/s，故B正确；位移—时间图线的斜 率表示速度，由题图乙可知，机器人在6 s末与18 s末的斜率大小相同、方向相反，即速度大小相等、方向相反，12 s到24 s内，图线的斜率不变，机器人做匀速运动，加速度为0，故C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 49 10.运动质点的v－s图像如图所示，图线为顶 点在坐标原点、开口向右的一条抛物线，则 下列判断不正确的是(　　) 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.质点在0~3 s内的平均速度大小为7.5 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 50 解析：图线为顶点在原点、开口向右的抛物 线的一部分，由数学知识可得v2＝10s(均为 国际单位制单位)。对照匀变速直线运动的公 式v2－＝2as，可知v0＝0，a＝5 m/s2，选 项A、B正确；质点在3 s末的速度大小为v3＝ at＝15 m/s，选项C错误；质点在0~3 s内的平均速度大小＝ 7.5 m/s，选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 51 11.(2025·广东江门模拟)目前，我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。如图为甲、乙两辆车以相同的速度开始减速并通过收费站的v－t图像。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 52 根据图像判断，下列描述正确的是(　　) A.甲车进入的是人工通道，乙车进入的是ETC通道 B.两车通过收费站相同路程(乙车0~18 s内的路程)的时间差为13 s C.甲车进入通道中的加速度大小为5 m/s2，乙车进入通道中的加速度大小为2.5 m/s2 D.甲车进入ETC通道，当速度减为5 m/s后，匀速前进了5 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 53 解析：经过人工通道缴费时车的速度应减为零，然后再启动，而经过ETC通道不需要停车即可通过，由题图可知甲、乙两车均减速，但甲车速度并没有减为零，所以甲车进入的是ETC通道，乙车进入的是人工收费通道，故A错误；由v－t图像图线与坐标轴所围的面积表示位移可知，通过收费站的相同路程为s＝4×10 m＝40 m，乙车用了18 s时间，而甲车用了大于5 s时间(0~5 s时间内，甲图线与时间轴围成的面积小于40 m)，故两车通过收费站相同路程的时间差小于13 s，故B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 54 甲车进入通道的加速度大小为 a甲＝ m/s2＝2.5 m/s2，乙车进入通道的加速度大小为a乙＝ m/s2＝2.5 m/s2，故C错误；由v－t图像图线与坐标轴所围的面积表示位移可知，甲车进入ETC通道，当速度减为5 m/s后，匀速前进的距离x＝vt＝5×1 m＝5 m，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 55 12.(2025·广东汕头模拟)汽车的制动安全和制动舒适性是考量制动性能的两大标准，ABS系统能让车辆在紧急制动时保有理想的抓地力而让制动依然可控，使车速平稳下降从而化解险情。检测人员在某直线路段测试，当ABS启动时车身速度—时间图像和车轮的转速—时间图像如图所示，则制动后，下列判断正确的是(　　) A.车轮转速不断减小 B.车身的加速度不断减小 C.车身做匀减速直线运动 D.车身速度大小始终与车轮转速大小相等 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 56 解析：从车轮的转速—时间图像可知，车轮做减 速—加速—减速—加速……的变速运动，并不是 不断减小，故A错误；从车身的速度—时间图像可 知，速度与时间的图像关系为斜率恒定的直线， 直线斜率表示加速度，因此车身做的是加速度恒定的减速运动，故B错误，C正确；车身的速度—时间图像与车轮转速—时间图像不重叠，因此车身速度大小与车轮转速大小并不相等，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$