内容正文:
专题一 直线运动中的图像问题
1
题型一 常规图像问题
题型二 非常规图像问题
经典习题
◆
◆
考点精讲
课时作业
答案核查【考】
答案核查【作】
2
题型一 常规图像问题
根据图像中横、纵坐标轴所代表的物理量,明确该图像是位移—时间图像( 图像),
还是速度—时间图像(图像),或是加速度—时间图像( 图像),这是解读运动
图像信息的前提.
图像 图像 图像 图像
图像
实例
题
型
一
3
图像 图像 图像 图像
图线
含义 图线①表示质点向正方
向做匀速直线运动
(斜率表示速度 ) 图线①表示质点做匀加速
直线运动(斜率表示加速度
) 图线①表示质点做加速度
增大的运动
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②表示质点做匀变速
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 图线③表示质点做加速度
减小的运动
续表
题
型
一
4
图像 图像 图像 图像
图点
含义 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 交点④表示此时三个质点
有相同的加速度
点⑤表示 时刻质点位
移为 (图中阴影部分的
面积没有意义) 点⑤表示 时刻质点速度
为 (图中阴影部分面积表
示质点在 时间内的位
移) 点⑤表示 时刻质点加速
度为 (图中阴影部分面积
表示质点在 时间内的
速度变化量)
续表
题
型
一
5
例1 [2023·全国甲卷] 一小车沿直线运动,从开始由静止匀加速至 时刻,此
后做匀减速运动,到时刻速度降为零.在下列小车位移与时间 的关系曲线中,
可能正确的是( )
A. B. C. D.
[解析] 在 图像中,斜率表示速度,根据题意可知速度先增大后减小,故斜率先增
大后减小,由于速度方向没有发生变化,所以位移持续增大,故D正确.
√
题
型
一
6
例2 [2025·福建卷] 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新
的世界纪录.在此次比赛中,运动员起跳后于 时刻入水.入水后的运动过程可近似分为
三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动,段为匀速游, 段的冲刺
游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示.已知 ,
,, ,求该运动在
(1) 段的平均速度大小;
[答案]
[解析] 设时刻的速度为,时刻的速度为,段的位移为,平均速度为 ,
以游泳方向为正方向
由匀变速直线运动规律有,
解得 .
题
型
一
7
例2 [2025·福建卷] 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新
的世界纪录.在此次比赛中,运动员起跳后于 时刻入水.入水后的运动过程可近似分为
三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动,段为匀速游, 段的冲刺
游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示.已知 ,
,, ,求该运动在
(2) 段的加速度大小;
[答案]
[解析] 设时刻的速度为,时刻的速度为, 段的加速度为
,以游泳方向为正方向
由加速度定义有
解得 .
题
型
一
8
例2 [2025·福建卷] 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新
的世界纪录.在此次比赛中,运动员起跳后于 时刻入水.入水后的运动过程可近似分为
三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动,段为匀速游, 段的冲刺
游为匀加速直线运动;速率随时间变化的图像如图所示.已知 ,
,, ,求该运动在
(3) 段的位移大小.
[答案]
题
型
一
9
[解析]设段的位移为
由匀变速直线运动规律有
解得 .
题
型
一
10
例3 (多选)[2023·湖北卷] 时刻,质点 从原点由静止开始做直线运动,其加速度
随时间按图示的正弦曲线变化,周期为.在 时间内,下列说法正确的是
( )
A.时, 回到原点
B.时, 的运动速度最小
C.时, 到原点的距离最远
D.时,的运动速度与 时相同
√
√
题
型
一
11
[解析] 质点在 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; 时间内加速度与速度方向相反,先做加
速度增大的减速运动再做加速度减小的减速运动,由 图像与时间轴所围面积表示
速度变化量可知,时刻速度减为零,时间内一直向前运动; 时间
内的运动重复时间内的运动,质点也一直向前运动,A、C错误,B正确~
内速度的变化量为零,因此时刻的速度与 时刻的速度相同,D正确.
题
型
一
12
例4 一质点的位移—时间图像如图所示,能正确表示该质点的速度
与时间 关系的图像是图中的( )
A. B. C. D.
[解析] 质点在开始一段时间内的 图像是一条直线,其斜率不变且为负值,故做匀
速直线运动,速度方向与规定的正方向相反;在第二段时间内,质点处于静止状态,
速度为零;在第三段时间内, 图线的斜率不变且为正值,故做匀速直线运动,速
度方向与规定的正方向相同;在第四段时间内,质点静止在出发点,综上可知,质点
的 图像是A图.
√
题
型
一
13
【技法点拨】
图像间的相互转化一般流程
(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.
题
型
一
14
题型二 非常规图像问题
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.
1.函数法解决 图像
由可得,截距为初速度,图像的斜率为 ,如图甲所示.
题
型
二
15
2.函数法解决<m></m>图像
由<m></m>可知<m></m>,截距<m></m>为<m></m>,图像斜率<m></m>为<m></m>,如图乙所示.
3.其他非常规图像
图像
种类 图像 图像 图像
示例
题
型
二
16
图像
种类 图像 图像 图像
解题
关键 公式依据:
面积意义:速度平方变化量的一半 公式依据:
面积意义:运动
时间 公式依据:
斜率意义:初速度
纵截距意义:加速度的一半
续表
题
型
二
17
例5 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,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与 之
间的关系图像,下列说法正确的是( )
A.动力车的初速度为
B.刹车过程动力车的加速度大小为
C.刹车过程持续的时间为
D.从开始刹车时计时,经过,动力车的位移为
√
题
型
二
18
[解析] 由可得,,则纵截距 ,斜率
,即动力车的初速度为 ,刹车过程动力车的加速度大小为
,A、B错误;由速度—时间公式 ,可得刹车过程持续的时间为
,C错误;从开始刹车时计时,经动力车停止,则 的位移等
于的位移,可得 ,D正确.
题
型
二
19
例6 [2026·河北定州中学开学考] 给某物体一个初速度,使其
沿直线运动,运动过程中的 关系如图所示,下列说法正
确的是( )
A.物体做变加速直线运动
B.物体运动的初速度大小为
C.物体运动的加速度大小为
D.物体通过的位移所用的时间为
[解析] 由运动学公式,并结合图像可知,物体的初速度为 ,加速
度为,所以物体做初速度为、加速度为 的匀减速直线运动;由
图像可知,物体通过的位移时速度为零,则所用时间为 ,所以
选项A、B、C错误,D正确.
√
题
型
二
20
1.一遥控玩具小车在平直路上运动的 图像如图所示,则 ( )
A.末小车的位移为
B.前内小车的加速度为
C.末小车的速度为
D.前 内小车做单方向直线运动
[解析] 图像中斜率表示速度,小车在内的速度为 ,故小车
在内做匀速直线运动,加速度为0, 末小车的位移为
,故A、B错误; 时间内小车的速度为
,即末小车的速度为,故C正确;小车在 末速度方向变为
负方向,故D错误.
√
经典习 题
21
2.某物体做直线运动的 图像如图所示,已知
内的总路程为 .由图可推知,该物体( )
A.时的速度大小为
B.第内和第 内的运动方向相反
C.第内和第 内的位移相同
D.第内和第 内的加速度相同
[解析] 由题图可知,物体内的总路程为,由 图像的面积表示位移的大
小,可得,解得,故时的速度为 ,故A错误;
第内和第内物体都向正方向运动,运动方向相同,故B错误;第内和第 内的
位移大小相等,但是方向相反,故C错误;因为 图像的斜率表示加速度,所以第
内和第 内的加速度相等,故D正确.
√
经典习 题
22
3.宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念.加速
度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同.一质点从静止开始做直
线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.时的急动度和 时的急动度等大反向
B. 内质点做减速运动
C.时质点速度大小等于
D. 内质点速度方向不变
√
经典习 题
23
[解析] 加速度对时间的变化率称为急动度,等于图像的斜率.由题图知 时的
急动度和时的急动度等大同向,故A错误;根据图像与 轴所围的面积表示速
度的变化量,可知内质点的速度增大,做加速运动,故B错误; 内速度的变化
量为 , 因初速度为0,故
时的速度大小为,故C错误; 内质点速度
的变化量为正,说明质点速度方向不变, 故D正确.
经典习 题
24
4.某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术,汽车的位置与时间 的关系
如图所示,则汽车行驶速度与时间 的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
[解析] 图像的斜率表示速度.,图像的斜率增大,速度增大; ,斜率不变,速
度不变; ,斜率变小,速度变小.结合选项可知,A正确.
√
经典习 题
25
5.如图所示为用位移传感器和速度传感器研究某汽车刹车全过程得到的 图像,汽车
刹车过程可视为匀减速运动,则 ( )
A.汽车刹车过程的加速度大小为
B.汽车刹车过程的时间为
C.汽车运动的位移为时的速度为
D.当汽车运动的速度为时运动的位移为
[解析] 由于汽车刹车过程的逆运动为初速度为零的匀加速直线运动,因此有 ,
解得加速度大小,故A错误;汽车刹车过程的时间 ,故B错误;根
据速度与位移的关系式有,解得汽车运动的位移为 时的速度为
,故C错误;当汽车运动的速度为 时的位移为
,故D正确.
√
经典习 题
26
课时作业
27
(限时40分钟)
1.一物体做匀变速直线运动的图像如图所示,为、 的中间时刻,则( )
A.、连线的斜率等于 时刻的瞬时速度
B.、连线的斜率等于 时刻的瞬时速度
C.、连线的斜率等于 时刻的瞬时速度
D.、连线的斜率等于 时刻的瞬时速度
√
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[解析] 、连线的斜率等于 时间内的平均速度,因物体做匀变速直线运动,可
知时间内的平均速度等于到中间时刻的瞬时速度,即等于 时刻的瞬时速度,
选项A正确,B错误;同理可分析,、连线的斜率等于 中间时刻的瞬时速度,
选项C、D错误.
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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 图像,如图所示.图像
中、、、 四点中对应篮球位置最高的是( )
A. 点
B. 点
C. 点
D. 点
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[解析] 所给图像表示篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况,起初速度由零变为负
值,表示篮球下落;然后速度突变为正值,表示篮球落地反弹;接着速度由正值减小,
表示篮球上升;当速度等于零时,篮球到达最高点;之后重复上述过程.由图像可知,
篮球后一次反弹的速度都比前一次的小,说明篮球第一次反弹后上升到的最高点是所
有上升过程中能达到的最高点,故 点对应篮球位置最高,A正确.
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3.[2025·贵州遵义质监] 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. 电梯处于匀加速上升阶段
B. 电梯处于匀速上升阶段
C. 电梯处于匀加速上升阶段
D. 电梯处于静止阶段
[解析] 由题图可知,电梯加速度不断变化,且图线与 轴所围面积为正值,即电
梯处于加速度增大的加速上升阶段,故A错误;图线与 轴平行,面积均匀增大,且
为正值,则电梯处于匀加速上升阶段,故B错误,C正确; 电梯加速度为0,做匀速运
动,故D错误.
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4.一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如
图所示.取物体开始运动的方向为正方向,则物体运动的 图
像正确的是( )
A. B. C. D.
[解析] 根据加速度随时间变化的图像可得, 内物体做匀加速直线运动,末速度
,速度为正方向,选项D错误; 内加速度变为负值,而速度为正
方向,因此做减速运动,到末,,选项B错误; ,
加速度为正,初速度为0,物体做正方向的匀加速直线运动,即从第 开始又重复前
面的运动,选项C正确,A错误.
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5.[2026·山东日照校际联考] 时刻,、两物体均从静止开始做直线运动,其中
物体的加速度随时间变化的图像如图甲所示,物体的速度随时间 变化的图像如
图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 物体做往返运动
B.物体在的时间内,第 末的速度最大
C.物体在内和 内,加速度方向相反
D.物体在 的时间内,平均速度为零
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[解析] 由题图甲可知,物体在内沿正方向做加速度增大的加速运动,
内沿正方向做加速度减小的加速运动, 内,加速度反向,物体沿正方向做加速
度增大的减速运动,内,物体沿正方向做加速度减小的减速运动, 时速度减
小到零,由此可知,物体一直沿正方向运动,不是往返运动, 末物体开始做减速
运动,所以末速度最大,故A错误,B正确;物体在内和内,
图线的斜率不变,即加速度相同,故C错误; 图线与坐标轴所围区域的面积表示
位移,由图可知,物体在的时间内,位移为 ,平均速度为
,故D错误.
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6.水平面上运动的物块在外力作用下其速度随时间变化的图像如图所示,图中 、
、、、、 已知,则下列说法正确的是( )
A.在 时刻物块的加速度为零
B.在 时间内物块做匀变速运动
C.在时间内物块运动的平均速度大于
D.在 时刻物块的加速度最大
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[解析] 图像的斜率表示加速度,所以在时刻物块的加速度不为零,在 时刻物
块的加速度为零,A、D错误;在 时间内图线的斜率逐渐减小,所以物块做加速
度减小的减速运动,B错误;用直线连接与 两时刻图像上的两点,则该运动图像的
平均速度为 ,与原图像对比,在相同时间内,物块运动的位移较小,所以物块的平
均速度大于 ,C正确.
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7.[2026·四川南充高级中学开学考] 一物体在水平面上做直线运动,运动图像如图所示,
下列说法正确的是( )
A.若为 图像,则物体做匀减速直线运动
B.若为 图像,则图像中所有点的纵坐标均表示物体在该时刻的
瞬时速度
C.若为图像且物体初速度为零,则在时间内, 时刻物
体的速度最大
D.若为 图像,则物体做匀变速直线运动
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[解析] 若为图像,根据 图像的斜率表示速度,知物体做匀速直线运动,故A
错误;由,可知,而 ,所以图像中
除点外任意点的纵坐标均不能表示物体在该时刻的瞬时速度,故B错误;若为 图
像,则图线与坐标轴围成的面积表示速度的变化量,结合物体初速度为零,可知 时
刻物体的速度最大,故C正确;由 ,可知
,即匀变速直线运动的 图像不是直线,故D错
误.
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8.如图所示为甲、乙两物体在同一直线上做匀变速直线运动的位移—时间图像,两图
像相切于点,其坐标为 .已知甲物体的初速度为零,乙物体的加速度大小
为 ,由图像可知( )
A.甲、乙两物体的运动方向相反,加速度方向相同
B.乙物体的初速度大小为
C.甲物体的加速度大小为
D.时刻,甲、乙两物体相距
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[解析] 甲物体沿正方向做匀加速运动,乙物体沿正方向做匀减速运动,故甲、乙两物
体速度方向相同,但加速度方向相反,故A错误;甲物体的初速度为零,根据位移—
时间公式有,将代入解得 ,故C错误;两图像相
切于点,图像的斜率表示速度,有 ,解得
,故B正确;乙物体的位移—时间关系为
,将代入解得 ,则
乙物体的出发位置为,所以 时刻,
甲、乙两物体相距 ,故D错误.
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9.无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技,目前尚在完善中,该汽车车头
装有一个激光雷达,就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着前方 范围内
车辆和行人的“气息”,制动反应时间为 ,比有人驾驶汽车平均反
应时间快1秒.下图为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图
A.制动加速度大小为
B.以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要
C.以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为
D.最大安全速度是
像为汽车的速度,为位置坐标 .关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中,下列
说法正确的是( )
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[解析] 根据位移—速度公式,结合图像斜率得 ,A错误;
以的速度匀速行驶时,制动时间为 ,所以从“嗅”到前方行人“气息”
到停止需要,B错误;以 的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行
人“气息”到停止的距离为,C错误;以 的速度匀速行驶时,
从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为 ,D正确.
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10.[2026·广东深圳外国语月考] 汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度 ,
急动度 是评判乘客是否感到舒适的重要指标.如图所示为一辆汽车启动过程中的急动
度随时间变化的关系,已知 时刻汽车速度和加速度均为零,汽车沿直线运动.关
于汽车在该过程中的运动,下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀加速直线运动
B. 汽车做匀速直线运动
C. 末汽车的加速度大小为零
D.末汽车的速度大小为
√
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[解析] 根据题意有,内急动度 恒定,表明汽车的加速度均匀增大,即
汽车做加速度增大的加速直线运动,故A错误;结合上述有 ,可知
图线与时间轴围成的面积表示加速度的变化量,由于0时刻的加速度为0,该面积
能够间接表示加速度大小,则末汽车的加速度大小为, 汽
车的加速度保持不变,仍然为,则 汽车做匀加速直线运动,故B错误;
结合上述,可知末汽车的加速度大小为,故C错误;结合上述,可知 图
线时间轴上侧面积表示加速度在增大,时间轴下侧面积表示加速度在减小,由 图
像作出图像如图所示,根据,即,可知 图线与时间轴围成的面
积表示速度的变化量,由于0时刻的速度为0,则该面积能够间接表示速度大小,则
末汽车的速度大小 ,故D正确.
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11.[2026·湖南长沙一中月考] 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器
材反映了深刻的物理本质,例如伽利略的斜面实验就揭示了匀变速直线运动的规律.某
同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验,如图甲所示,他让小球以某一确定
的初速度从固定斜面顶端点滚下,经过、两个传感器,其中 传感器固定在斜面
底端,测出了、间的距离及小球在、间运动的时间.改变 传感器的位置,多
次重复实验,计算机作出图像如图乙所示.请回答下列问题:
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(1) 小球在斜面上运动的加速度大小为多少?
[答案]
[解析] 根据位移与时间的关系可得
根据速度与时间的关系可得
联立并变形可得
结合图乙可得,
解得
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(2) 小球在顶端 处的速度大小为多少?
[答案]
[解析] 当传感器放置在 点时,传感器所测时间最长,对应图线上横坐标的最小值,
即
所以
根据速度与时间的关系可得
代入数据解得
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(3) 固定斜面的长度为多少?
[答案]
[解析] 固定斜面的长度为
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题型一 例1 D 例2 (1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m> 例3 BD 例4 A
题型二 例5 D 例6 D
答 案 核 查
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基础巩固练
1.A 2.A 3.C 4.C 5.B 6.C 7.C
综合提升练
8.B 9.D 10.D 11.(1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m>
答 案 核 查
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