专题02 运动图像 -2025-2026学年高一上学期物理期末专题复习讲练
2025-12-12
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2份
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34页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.96 MB |
| 发布时间 | 2025-12-12 |
| 更新时间 | 2025-12-12 |
| 作者 | 罗仲达 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55385588.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本高中物理讲义以“运动图像”为核心,通过表格系统梳理常规图像“六看”法则(轴、线、斜率等)及非常规图像破解方法,构建从基础规律到综合应用的知识脉络,突出x-t、v-t图像的核心要点与内在联系。
讲义亮点在于分层练习设计,涵盖常规图像分析、a-t图像应用及非常规图像破解等题型,通过公式变形推导培养科学思维。如x/t-t图像结合匀变速公式变形分析斜率与加速度关系,助力学生掌握图像转化方法,支持分层提升与教师精准教学。
内容正文:
运动图像
知识点一:运动图像的深度解析与应用
1. 运动图像分析的“六看”法则
分析任何运动图像都应遵循以下系统方法(常规图像):
分析维度
核心要点
具体应用(x-t / v-t 图像)
一看“轴”
明确横纵坐标的物理量及其单位
x-t图:纵轴=位移/位置,横轴=时间;
v-t图:纵轴=速度,横轴=时间
二看“线”
观察图线形状判断运动性质
x-t图:倾斜直线→匀速直线运动,
曲线→变速运动。
v-t图:倾斜直线→匀变速直线运动,
水平直线→匀速运动,曲线→变加速运动。
三看“斜率”
理解导数关系:斜率=纵轴量对横轴量的变化率
x-t图:斜率=瞬时速度 (v=Δx/Δt)
v-t图:斜率=瞬时加速度 (a=Δv/Δt)
四看“截距”
截距对应初始条件或特殊时刻
纵截距:t=0时的值(初位置/初速度)
横截距:纵轴量为0的时刻(回到原点/速度减为零的时刻)
五看“面积”
分析图线与坐标轴围成面积的物理意义
x-t图面积:无直接物理意义;
v-t图面积:表示位移(x轴上方为正,下方为负);
六看“交点”
交点表示两运动量在该时刻相等
x-t图交点:两物体相遇;
v-t图交点:两物体速度相同(不一定相遇)。
2. 非常规运动图像的破解方法
解题核心思路:
(1)写出物理规律的基本公式
(2)变形为与图像坐标匹配的函数形式 (y = kx + b)
(3)识别斜率(k)、截距(b)、面积的物理意义
常见非常规图像解析表:
图像类型
函数表达式推导
(匀变速直线运动)
斜率(k)的物理意义
纵截距(b)的物理意义
面积(S)的物理意义
图像类型 函数表达式推导 斜率(k)的物理意义 纵截距(b)的物理意义 面积(S)的物理意义
a-t图像
(加速度-时间)
a=a0(恒定)
或a=f(t)
无直接意义
(水平线斜率为0)
初始加速度 a₀
速度变化量 Δv
v²-x图像
(速度平方-位移)
由v²-v0²=2ax
得:v²=v0²+ 2ax
k=2a
(a为加速度)
初速度平方v0²
无直接物理意义
x/t-t图像
(平均速度-时间)
由x=v0t+½at²
两边除以t:
x/t=v0+ (a/2)·t
k=a/2
(加速度的一半)
初速度 v₀
无直接物理意义
x/t²-1/t图像
(衍生图像)
由x=v0t+½at²
变形得多种形式
需具体推导
需具体推导
无直接物理意义
3. 实用解题策略
常规图像优先确定运动类型:通过“线”的形状判断;
定量计算时:斜率求速度/加速度,面积求位移;
比较多个物体:利用交点分析相遇、追及问题。
非常规图像写出匀变速基本公式;
将公式变形为与图像坐标一致的 y=kx+b形式
对比确定:k=?,b=?
知识讲练-及时强化
题型一:常规图像(v-t x-t图像)
例1.如图为某物体在t时间内的位移一时间图像和速度一时间图像,从图像上可以判断( )
A.物体做曲线运动 B.物体在t时间内的平均速度为4m/s
C.物体运动的时间t为 D.物体运动的加速度小于
【答案】C
【详解】A.位移-时间图像和速度—时间图像都只能描述直线运动,选项A错误;
B.由速度-时间图像可知,物体做匀加速直线运动,则物体在t时间内的平均速度为
选项B错误;
C.在时间t内的位移为x=8m,则物体运动的时间
选项C正确;
D.物体运动的加速度
选项D错误。
故选C。
例2.(多选)质点A和质点B沿x轴正方向运动、其位移-时间图像(如图所示)分别为图中直线a和曲线b,直线经过点,曲线经过点且和直线在点相切,则下列说法正确的是( )
A.质点A做匀速直线运动,且速度
B.质点B的加速度大小为
C.质点B在时的速度大小为,方向沿x轴正方向
D.时,间的距离为
【答案】BD
【详解】A.a的图线为倾斜直线,故a做匀速直线运动,且
A错误;
B.设b的位移、速度分别满足
代入图中数据,且当时,,联立可解出
可知,b做匀减速直线运动,且加速度大小为a=2m/s2,B正确;
C.由由选项B的分析可知,b的初速度为8m/s,方向沿x轴正方向,C错误;
D.a的出发点为x=2m处,由选项B的分析可知,b的出发点坐标为x=-7m,故时a和b的距离为,D正确。
故选BD。
变式1.如图所示为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的速度-时间图像,则下列说法正确的是( )
A.前5s的平均速度是0.5m/s B.0~10s的平均速度大于30s~36s的平均速度
C.30s~36s钢索的拉力在变小 D.前10s钢索最容易发生断裂
【答案】D
【详解】A.根据图像可知,第5s时速度为0.5m/s,前5s的平均速度是
A错误;
B.0~10s的平均速度为
30~36s的平均速度为
0~10s的平均速度等于30~36s的平均速度,B错误;
C.30~36s内,图像斜率不变,加速度不变,根据牛顿第二定律
可知,拉力大小不变,C错误;
D.前10s内,加速度方向向上,拉力大于重力,10~30s内,做匀速直线运动,拉力等于重力,30~36s内,加速度方向向下,拉力小于重力,可知前10s内钢索最容易发生断裂,D正确。
故选D。
变式2.甲、乙两汽车沿同一条公路的两条平行车道同时开始运动,其图像如图所示,其中甲为曲线,乙为直线。下列说法正确的是( )
A.甲做加速直线运动
B.乙做匀加速直线运动
C.从出发到第一次相遇,甲的平均速度等于乙的平均速度
D.甲、乙第二次相遇时,甲的速度小于乙的速度
【答案】A
【详解】AB.图像中的切线斜率表示速度,由图像可知,甲做加速直线运动,乙做匀速直线运动,故A正确,B错误;
C.甲、乙两图线相交代表相遇,从出发到第一次相遇,甲通过的位移小于乙通过的位移,由可知,从出发到第一次相遇,甲的平均速度小于乙的平均速度,故C错误;
D.第二次相遇时,甲的切线斜率大于乙的切线斜率,即甲的速度大于乙的速度,故D错误。
故选A。
变式3(多选).某物体沿水平方向做直线运动,其v-t图像如图所示,规定向右为正方向,下列判断正确的是( )
A.在0~1s内,物体做曲线运动
B.在1~2s内,物体向右运动,且速度大小在减小
C.在1~3s内,物体的加速度大小为2m/s2
D.在3s末,物体处于出发点右方
【答案】BD
【详解】A.速度时间图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动,故A错误;
B.图像可知在1~2s内,速度为正值,物体向右运动,且速度大小在减小,故B正确;
C.速度时间图像斜率表示加速度,在1~3s内物体的加速度
故加速度大小为,故C错误;
D.速度时间图像与横轴围成的面积表示位移,图像可知1s内位移为正值,1s到3s过程物体位移为0,故3s内物体总位移为正值,故在3 s末,物体处于出发点右方,故D正确。
故选 BD。
变式4.已知、、三个物体沿同一直线运动,在时间内的运动规律如图所示,则在这内关于、、三个物体的运动,下列说法正确的是( )
A.先加速后减速,做匀速直线运动,做匀加速直线运动
B.的速率一直大于和的速率
C.三个物体都向同一方向运动
D.三个物体的平均速度相同
【答案】D
【详解】A.图像的斜率表示速度,先减速后反向加速,做匀速直线运动,一直做加速直线运动,但不一定是匀加速直线运动,故A错误;
B.图像的斜率表示速度,先减速后反向加速,某时刻速率减小到零,故B错误;
C.a先沿x轴正方向运动、后沿x轴负方向运动,b和c始终沿x轴正方向运动,故C错误;
D.a、b、c三个物体的运动时间相同,位移相同,所以平均速度相同,故D正确。
故选D。
题型二:a-t图像
例1.一物体由静止开始运动,如图所示为其加速度随时间变化的关系图线。下列说法正确的是( )
A.物体做往返运动
B.第2s末物体运动方向发生变化
C.0~4s内,第2s末物体的速度最大
D.0~4s内,第2s末物体的速度最小
【答案】C
【详解】A.图像与t轴围成的面积表示速度变化量可知,速度增加,速度减小,4s时速度为零,之后重复前面的过程,故物体做单方向运动,故A错误;
BCD.根据上述分析可知,0~4s内,第2s末物体的速度最大,运动方向未发生变化,故BD错误,C正确;
故选C。
变式1.某物体从静止开始做直线运动,以物体开始运动时为时刻,其加速度与时间遵循如图所示的余弦变化规律,下列说法正确的是( )
A.时,物体回到出发点
B.时,物体的运动速度最小
C.时,物体的速度方向与加速度方向相同
D.过程中物体的平均速度与过程中物体的平均速度相同
【答案】D
【详解】A.加速度与时间的关系图线与坐标轴围成的面积表示速度的变化量,t轴上方速度变化量为正,t轴下方速度变化量为负,因为初速度为零,图像的面积就表示物体的速度,故结合图像对称性可知,内物体速度变化量为零,可知物体先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,时速度刚好减为零,故速度方向一直未变,故时未回到出发点,故A错误;
B.由图像可知,时速度刚好减为零,时面积不为零,故时速度不是最小,故B错误;
C.由图像可知,内图线面积为负,速度变化量为负,故时速度方向为负,但加速度方向为正,故C错误;
D.因为时物体速度刚好减为零,故内物体先做加速度减小的加速运动,后物体做加速度增大的减速运动,由于加速度的对称性可知,和时这两个过程中物体位移是相等的,因为时间相同,故这两端时间内平均速度相同,故D正确。
故选D 。
变式2.一辆警车沿平直街道巡逻的速度为,发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.警车做匀减速直线运动 B.时,警车速度为
C.时,警车速度为零 D.警车的最大速度为
【答案】D
【详解】A.由图像可知,内,警车做加速运动,内,警车做减速运动,故警车做变加速直线运动,A错误;
BD.由图线所围“面积”表示速度变化量可知,时,警车的速度最大为
B错误、D正确;
C.时,速度变化量为零,警车的速度大小
C错误。
故选D。
变式3.关于描述物体做直线运动的两个图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中,物体在0~6s这段时间内做加速度变大的加速运动
B.图甲中,物体在0~6s这段时间内的位移等于18m
C.图乙中,0~6s内物体速度变化量的大小为
D.图乙中,6s末物体的速度大小为
【答案】C
【详解】A.v-t图像中各点切线的斜率表示加速度,斜率减小,加速度逐渐减小,物体做加速度逐渐减小的加速运动,故A错误;
B.如果物体做匀加速直线运动,则在0~6s这段时间内,位移
甲图图形面积大于匀加速直线运动的图形面积,所以图甲中,物体在这段时间内的位移大于18m,故B错误;
C.由可知,a-t图像与时间轴所围面积表示速度变化量,则0~6s内物体速度变化量的大小为
故C正确;
D.由a-t图像得到的是速度变化量,因物体初速度未知,故无法求得6s末物体的速度,故D错误。
故选C。
题型三:非常规图像
例1.如图所示,四幅图均为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~10s这段时间内的平均速度小于9m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为3.5m/s2
C.丙图中,阴影面积表示4~6s时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,物体从t=0时刻开始运动,t=3s时物体的速度为50m/s
【答案】D
【详解】A.题图甲中,若v-t图像为直线,则0~10s时间内的平均速度为
由图中曲线可知物体在0~10s这段时间内平均速度大于9m/s,A错误;
B.题图乙中,根据运动学公式,则有
可知
即物体的加速度大小为3.75m/s2,B错误;
C.图丙中,根据可知,阴影面积表示4~6s时间内物体的速度变化量,C错误;
D.图丁中,根据运动学方程可知
即
由图像可解得
则t=3s时物体的速度为
D正确。
故选D。
例2(多选).如图甲所示,竖直起降火箭是一种可以垂直升空并在任务结束后垂直着陆的火箭,竖直起降技术使得火箭的核心部分可以被重复使用,可降低太空探索的成本。某火箭测试时,火箭上升到最高点的过程中的位移与时间的比值和时间的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.火箭做匀速直线运动,速度大小为50m/s
B.火箭做匀减速直线运动,加速度大小为50m/s²
C.火箭在末的瞬时速度为0
D.内火箭的平均速度大小为50m/s
【答案】CD
【详解】AB.由匀变速直线运动的公式,可得
由于题中图像斜率为负值,因此此运动为匀减速直线运动,且初速度大小为,加速度大小为,故AB错误;
C.由可知火箭在1s末减速至0,故C正确;
D.在内火箭的位移为
则,平均速度为
故D正确。
故选CD。
变式1.随着自动驾驶技术不断成熟,北京、上海等城市某些特定地区相继出现无人驾驶网约车,给市民出行带来方便。甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发,两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙车的加速度大小为1m/s2
B.3s末两车速度相同
C.当乙车速度为6m/s时,甲车速度为18m/s
D.甲车追上乙车前,两车间最远距离为8m
【答案】C
【详解】AB.根据运动学公式可得
由图像可知,甲车初速度为零,加速度
可得
乙车的初速度
加速度
解得
两车速度相同时
解得
故AB错误;
C.乙车速度为时,即
解得
此时甲车速度为
故C正确;
D.甲车追上乙车前,两车速度相等时距离最远,则最远距离为
故D错误。
故选C。
变式2.一辆汽车以24 m/s的速度匀速行驶,刹车后做匀减速直线运动的速度v随位移x变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车时的加速度大小为6 m/s2 B.汽车刹车2 s后的速度大小为10 m/s
C.汽车刹车最后1 s内的位移大小为6 m D.汽车的刹车时间为6 s
【答案】A
【详解】A.由图可知,汽车刹车时的初速度为
刹车距离为
根据匀变速直线运动规律
解得其制动时的加速度
即刹车时的加速度大小为6 m/s2,A正确;
B.根据匀变速直线运动速度与时间的关系,解得汽车刹车2 s后的速度大小
B错误;
C.汽车刹车最后1 s内的位移大小为可以等效为汽车以初速为的0匀加速运动第1 s内的位移,故有
C错误;
D.汽车的刹车时间
D错误。
故选A。
变式3.公路上有甲、乙两辆汽车在同一条直线上沿相同方向运动,甲车在前。初始时刻两车间距离为5m,此后,两车速率的平方与位移的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲车加速度大小为 B.甲车先停止运动
C.两车都停止时甲车在乙车前面 D.停止前乙车速度始终大于甲车
【答案】C
【详解】A.根据
结合图像可得
,
解得
,
则甲车加速度大小为。故A错误;
B.由图可知,
,
解得
,
则有
,
可得
所以乙车先停止运动。故B错误;
C.由图可知,两车都停止时
甲车在乙车前面。故C正确;
D.设经t时间两车共速,则有
解得
可知4s前乙车速度大于甲车,4s后乙车速度小于甲车。故D错误。
故选C。
自我检测—巩固训练
一、单选题
1.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0时刻到这段时间的图像。下列说法正确的是( )
A.汽车最远位置距离出发点约为 B.汽车在时间内驶向出发点
C.汽车在时间内没有行驶 D.汽车在时间内驶离出发点
【答案】C
【详解】A.由图像可知汽车最远位置距离出发点为,故A错误;
B.由图像可知汽车在时间内驶离出发点,故B错误;
C.由图像可知汽车在时间内处于静止状态,没有行驶,故C正确;
D.由图像可知汽车在时间内驶向出发点,故D错误。
故选C。
2.如图所示为某物体运动的x-t图线,由图可知,在0~t1时间内,下列说法正确的是( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体运动的越来越快
C.物体的平均速度大小
D. t1时刻后物体的速度为0
【答案】D
【详解】A.图线为曲线表示物体做变速直线运动,故A错误;
B.图线的倾斜程度越大表示速度越大,即运动的越快,内图线越来越平缓,表示物体运动的越来越慢,故B错误;
C.物体的平均速度大小为
故C错误;
D.时刻后物体的位置不随时间变化,表示物体的速度为0,故D正确。
故选D。
3.国际机器人联合会年9月发布的报告显示,中国工业机器人总保有量近180万台,位居全球第一。某工业机器人在一段时间内运动的图像如图所示,在0~4s内,下列说法正确的是( )
A.机器人做曲线运动 B.机器人做匀减速运动
C.机器人的速度变化率变大 D.机器人在0~4s内的位移小于
【答案】D
【详解】A.图像只能描述直线运动,所以机器人做直线运动,A错误;
BC.根据图像中图线的斜率表示加速度可知,机器人在内做减速运动,且加速度减小,速度的变化率逐渐减小,BC错误;
D.根据图像中的图线与t轴所围面积表示位移,用直线连接图线初、末两点,对应围成面积为
而原图线位于连线下方,所以机器人在内的实际位移小于,D正确。
故选D。
4.如图为某物体在t时间内的位移—时间图像和速度—时间图像,从图像上可以判断( )
A.物体做匀变速直线运动 B.物体在t时间内的平均速度为4m/s
C.物体运动的时间t为2s D.物体运动的加速度小于
【答案】A
【详解】AD.由乙图可知,物体做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动位移与速度的关系
参考图像的数据可得
A正确,D错误;
B.根据匀变速直线运动平均速度的公式
解得物体在t时间内的平均速度为
B错误;
C.根据匀变速直线运动速度与时间的关系
解得
C错误。
故选A。
5.某同学操控无人机沿竖直方向从地面起飞,前5s内的v-t图像如图所示,下列对无人机在该段时间内运动的描述正确的是( )
A.无人机在1s末到达最高点 B.3-4s无人机做匀减速直线运动
C.无人机在4s末速度最小 D.无人机上升的最大高度为6m
【答案】D
【详解】ACD.图像与坐标轴围成的面积代表无人机的位移,可知t=3s上升的高度最大此时速度最小,高度为
故D正确,AC错误;
B.由图可知3s~4s向下做匀加速直线运动,故B错误。
故选D。
二、多选题
6.战地无人机从地面起飞,沿竖直方向做直线运动。前内的图像如图所示,下列选项正确的是( )
A.无人机在末到达最高点 B.无人机时加速度大小不为0
C.无人机在时速度方向改变 D.无人机在内的平均速度不为0
【答案】BD
【详解】AC.由图像可知,无人机在内一直向上运动,内反向向下运动,则无人机在末到达最高点;无人机在时速度方向没有改变,故AC错误;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知无人机时加速度大小不为0,故B正确;
D.根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知无人机在内的位移不为0,根据可知,无人机在内的平均速度不为0,故D正确。
故选BD。
7.如图,曲线a和b分别是在同一条平直公路上行驶的汽车a和b的位移时间图像。由图可知( )
A.t1时刻,a车追上b车
B.t2时刻,a、b两车速度方向相反
C.t1到t2这段时间内,b车的速率一直在减小
D.t1到t2这段时间内a、b两车的平均速度相同
【答案】BD
【详解】A.在时刻t1之前,a的纵坐标比b的大,a在b的前方,所以在t1时刻,b车追上a车,故A错误;
B.根据位移时间图像的斜率等于速度,可知在t2时刻,a、b两车运动方向相反,故B正确;
C.图线切线的斜率表示速度,t1到t2这段时间内,b车图线斜率绝对值先减小后增大,则b车的速率先减小后增大,故C错误;
D.t1到t2这段时间内,两车的位移相等,所用时间也相等,则平均速度相等,故D正确。
故选BD。
8.广州正谋划与其他超大城市间高速磁悬浮通道及实验线建设,预留京港澳、沪广高速磁悬浮通道。某磁悬浮列车进站过程中的图像如图所示,进站过程的运动可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是( )
A.列车进站的初速度大小为2b
B.列车进站过程中的加速度大小为
C.列车从开始进站到停止所用的时间为
D.列车进站过程通过的距离为
【答案】BC
【详解】AB.根据题意,由运动学公式整理可得
结合图像可得
,
解得
即加速度大小为,故A错误,B正确;
C.根据题意,由可得,列车从开始进站到停止所用的时间为
故C正确;
D.根据题意,由运动学公式可得,列车进站过程通过的距离为
故D错误。
故选BC。
9.如图所示四幅图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~5s这段时间内的平均速度大于12m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为6m/s²
C.丙图中,阴影面积表示2~3s时间内物体加速度的变化量
D.丁图中,t=3s时物体的速度大小为50m/s
【答案】AD
【详解】A.若物体做匀加速直线运动,则平均速度为
因为图甲中物体在0~5s内的位移大于匀加速的位移,所以平均速度大于12m/s。
故A正确;
B.由公式对比图乙可得
解得
故B错误;
C.丙图中,阴影面积表示2~3s时间内物体速度的变化量。故C错误;
D.由公式,结合图丁,代入数据,;,,将两组数据代入公式可得
t=3s时物体的速度大小
故D正确。
故选AD。
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运动图像
知识点一:运动图像的深度解析与应用
1. 运动图像分析的“六看”法则
分析任何运动图像都应遵循以下系统方法(常规图像):
分析维度
核心要点
具体应用(x-t / v-t 图像)
一看“轴”
明确横纵坐标的物理量及其单位
x-t图:纵轴=位移/位置,横轴=时间;
v-t图:纵轴=速度,横轴=时间
二看“线”
观察图线形状判断运动性质
x-t图:倾斜直线→匀速直线运动,
曲线→变速运动。
v-t图:倾斜直线→匀变速直线运动,
水平直线→匀速运动,曲线→变加速运动。
三看“斜率”
理解导数关系:斜率=纵轴量对横轴量的变化率
x-t图:斜率=瞬时速度 (v=Δx/Δt)
v-t图:斜率=瞬时加速度 (a=Δv/Δt)
四看“截距”
截距对应初始条件或特殊时刻
纵截距:t=0时的值(初位置/初速度)
横截距:纵轴量为0的时刻(回到原点/速度减为零的时刻)
五看“面积”
分析图线与坐标轴围成面积的物理意义
x-t图面积:无直接物理意义;
v-t图面积:表示位移(x轴上方为正,下方为负);
六看“交点”
交点表示两运动量在该时刻相等
x-t图交点:两物体相遇;
v-t图交点:两物体速度相同(不一定相遇)。
2. 非常规运动图像的破解方法
解题核心思路:
(1)写出物理规律的基本公式
(2)变形为与图像坐标匹配的函数形式 (y = kx + b)
(3)识别斜率(k)、截距(b)、面积的物理意义
常见非常规图像解析表:
图像类型
函数表达式推导
(匀变速直线运动)
斜率(k)的物理意义
纵截距(b)的物理意义
面积(S)的物理意义
图像类型 函数表达式推导 斜率(k)的物理意义 纵截距(b)的物理意义 面积(S)的物理意义
a-t图像
(加速度-时间)
a=a0(恒定)
或a=f(t)
无直接意义
(水平线斜率为0)
初始加速度 a₀
速度变化量 Δv
v²-x图像
(速度平方-位移)
由v²-v0²=2ax
得:v²=v0²+ 2ax
k=2a
(a为加速度)
初速度平方v0²
无直接物理意义
x/t-t图像
(平均速度-时间)
由x=v0t+½at²
两边除以t:
x/t=v0+ (a/2)·t
k=a/2
(加速度的一半)
初速度 v₀
无直接物理意义
x/t²-1/t图像
(衍生图像)
由x=v0t+½at²
变形得多种形式
需具体推导
需具体推导
无直接物理意义
3. 实用解题策略
常规图像优先确定运动类型:通过“线”的形状判断;
定量计算时:斜率求速度/加速度,面积求位移;
比较多个物体:利用交点分析相遇、追及问题。
非常规图像写出匀变速基本公式;
将公式变形为与图像坐标一致的 y=kx+b形式
对比确定:k=?,b=?
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题型一:常规图像(v-t x-t图像)
例1.如图为某物体在t时间内的位移一时间图像和速度一时间图像,从图像上可以判断( )
A.物体做曲线运动 B.物体在t时间内的平均速度为4m/s
C.物体运动的时间t为 D.物体运动的加速度小于
例2.(多选)质点A和质点B沿x轴正方向运动、其位移-时间图像(如图所示)分别为图中直线a和曲线b,直线经过点,曲线经过点且和直线在点相切,则下列说法正确的是( )
A.质点A做匀速直线运动,且速度
B.质点B的加速度大小为
C.质点B在时的速度大小为,方向沿x轴正方向
D.时,间的距离为
变式1.如图所示为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的速度-时间图像,则下列说法正确的是( )
A.前5s的平均速度是0.5m/s B.0~10s的平均速度大于30s~36s的平均速度
C.30s~36s钢索的拉力在变小 D.前10s钢索最容易发生断裂
变式2.甲、乙两汽车沿同一条公路的两条平行车道同时开始运动,其图像如图所示,其中甲为曲线,乙为直线。下列说法正确的是( )
A.甲做加速直线运动
B.乙做匀加速直线运动
C.从出发到第一次相遇,甲的平均速度等于乙的平均速度
D.甲、乙第二次相遇时,甲的速度小于乙的速度
变式3(多选).某物体沿水平方向做直线运动,其v-t图像如图所示,规定向右为正方向,下列判断正确的是( )
A.在0~1s内,物体做曲线运动
B.在1~2s内,物体向右运动,且速度大小在减小
C.在1~3s内,物体的加速度大小为2m/s2
D.在3s末,物体处于出发点右方
变式4.已知、、三个物体沿同一直线运动,在时间内的运动规律如图所示,则在这内关于、、三个物体的运动,下列说法正确的是( )
A.先加速后减速,做匀速直线运动,做匀加速直线运动
B.的速率一直大于和的速率
C.三个物体都向同一方向运动
D.三个物体的平均速度相同
题型二:a-t图像
例1.一物体由静止开始运动,如图所示为其加速度随时间变化的关系图线。下列说法正确的是( )
A.物体做往返运动
B.第2s末物体运动方向发生变化
C.0~4s内,第2s末物体的速度最大
D.0~4s内,第2s末物体的速度最小
变式1.某物体从静止开始做直线运动,以物体开始运动时为时刻,其加速度与时间遵循如图所示的余弦变化规律,下列说法正确的是( )
A.时,物体回到出发点
B.时,物体的运动速度最小
C.时,物体的速度方向与加速度方向相同
D.过程中物体的平均速度与过程中物体的平均速度相同
变式2.一辆警车沿平直街道巡逻的速度为,发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.警车做匀减速直线运动 B.时,警车速度为
C.时,警车速度为零 D.警车的最大速度为
变式3.关于描述物体做直线运动的两个图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中,物体在0~6s这段时间内做加速度变大的加速运动
B.图甲中,物体在0~6s这段时间内的位移等于18m
C.图乙中,0~6s内物体速度变化量的大小为
D.图乙中,6s末物体的速度大小为
题型三:非常规图像
例1.如图所示,四幅图均为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~10s这段时间内的平均速度小于9m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为3.5m/s2
C.丙图中,阴影面积表示4~6s时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,物体从t=0时刻开始运动,t=3s时物体的速度为50m/s
例2(多选).如图甲所示,竖直起降火箭是一种可以垂直升空并在任务结束后垂直着陆的火箭,竖直起降技术使得火箭的核心部分可以被重复使用,可降低太空探索的成本。某火箭测试时,火箭上升到最高点的过程中的位移与时间的比值和时间的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.火箭做匀速直线运动,速度大小为50m/s
B.火箭做匀减速直线运动,加速度大小为50m/s²
C.火箭在末的瞬时速度为0
D.内火箭的平均速度大小为50m/s
变式1.随着自动驾驶技术不断成熟,北京、上海等城市某些特定地区相继出现无人驾驶网约车,给市民出行带来方便。甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发,两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙车的加速度大小为1m/s2
B.3s末两车速度相同
C.当乙车速度为6m/s时,甲车速度为18m/s
D.甲车追上乙车前,两车间最远距离为8m
变式2.一辆汽车以24 m/s的速度匀速行驶,刹车后做匀减速直线运动的速度v随位移x变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车时的加速度大小为6 m/s2 B.汽车刹车2 s后的速度大小为10 m/s
C.汽车刹车最后1 s内的位移大小为6 m D.汽车的刹车时间为6 s
变式3.公路上有甲、乙两辆汽车在同一条直线上沿相同方向运动,甲车在前。初始时刻两车间距离为5m,此后,两车速率的平方与位移的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲车加速度大小为 B.甲车先停止运动
C.两车都停止时甲车在乙车前面 D.停止前乙车速度始终大于甲车
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一、单选题
1.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0时刻到这段时间的图像。下列说法正确的是( )
A.汽车最远位置距离出发点约为 B.汽车在时间内驶向出发点
C.汽车在时间内没有行驶 D.汽车在时间内驶离出发点
2.如图所示为某物体运动的x-t图线,由图可知,在0~t1时间内,下列说法正确的是( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体运动的越来越快
C.物体的平均速度大小
D. t1时刻后物体的速度为0
3.国际机器人联合会年9月发布的报告显示,中国工业机器人总保有量近180万台,位居全球第一。某工业机器人在一段时间内运动的图像如图所示,在0~4s内,下列说法正确的是( )
A.机器人做曲线运动 B.机器人做匀减速运动
C.机器人的速度变化率变大 D.机器人在0~4s内的位移小于
4.如图为某物体在t时间内的位移—时间图像和速度—时间图像,从图像上可以判断( )
A.物体做匀变速直线运动 B.物体在t时间内的平均速度为4m/s
C.物体运动的时间t为2s D.物体运动的加速度小于
5.某同学操控无人机沿竖直方向从地面起飞,前5s内的v-t图像如图所示,下列对无人机在该段时间内运动的描述正确的是( )
A.无人机在1s末到达最高点 B.3-4s无人机做匀减速直线运动
C.无人机在4s末速度最小 D.无人机上升的最大高度为6m
二、多选题
6.战地无人机从地面起飞,沿竖直方向做直线运动。前内的图像如图所示,下列选项正确的是( )
A.无人机在末到达最高点 B.无人机时加速度大小不为0
C.无人机在时速度方向改变 D.无人机在内的平均速度不为0
7.如图,曲线a和b分别是在同一条平直公路上行驶的汽车a和b的位移时间图像。由图可知( )
A.t1时刻,a车追上b车
B.t2时刻,a、b两车速度方向相反
C.t1到t2这段时间内,b车的速率一直在减小
D.t1到t2这段时间内a、b两车的平均速度相同
8.广州正谋划与其他超大城市间高速磁悬浮通道及实验线建设,预留京港澳、沪广高速磁悬浮通道。某磁悬浮列车进站过程中的图像如图所示,进站过程的运动可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是( )
A.列车进站的初速度大小为2b
B.列车进站过程中的加速度大小为
C.列车从开始进站到停止所用的时间为
D.列车进站过程通过的距离为
9.如图所示四幅图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~5s这段时间内的平均速度大于12m/s
B.乙图中,物体的加速度大小为6m/s²
C.丙图中,阴影面积表示2~3s时间内物体加速度的变化量
D.丁图中,t=3s时物体的速度大小为50m/s
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