专题强化2 匀变速直线运动的有关图像 精品讲义及专题强化练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-03
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摘要:
该高中物理讲义通过表格系统对比x-t、v-t等常规图像的运动描述、交点、斜率及面积意义,结合函数推导梳理v²-x、a-t等非常规图像的物理内涵,构建从基础要素到综合应用的知识脉络,清晰呈现匀变速直线运动图像的重难点联系。
讲义亮点在于考向分层设计,如v-t图像结合无人机配送、汽车测试等情境例题,培养科学思维与模型建构能力。通过函数法推导非常规图像(如由x=v₀t+½at²分析x/t-t图像),指导学生掌握图像转化技巧。分层练习(变式训练、题型强化练)满足不同学生需求,真题回顾助力教师精准把握考情,提升复习效率。
内容正文:
2027高一上学期物理考点精讲及巩固强化练
2 专题强化 匀变速直线运动的有关图像
一、常规图像
对常规图像的理解
比较项目
x-t图像
v-t图像
运动描述
交点
两条图线的交点表示两个物体该时刻相遇
两条图线的交点表示两个物体此刻速度相等
线
(1)倾斜直线表示物体做匀速直线运动;
(2)图像为曲线时,物体做变速直线运动;
(3)图像平行于时间轴表示物体静止
(1)倾斜直线表示物体做匀变速直线运动;
(2)图像为曲线时,表示物体做非匀变速直线运动;
(3)图像平行于时间轴表示物体做匀速直线运动
斜率
描述速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向
描述加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向
面积
无实际意义
表示对应时间内的位移。图线在时间轴上方表示位移为正,图线在时间轴下方表示位移为负。若图线与时间轴有交叉,总位移为上、下面积的代数和
1.xt图像
(1)意义:反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值:表示物体速度的大小。
②斜率的正负:表示物体速度的方向。
(3)两种特殊的xt图像
①若xt图像是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于静止状态。(如图中甲所示)
②若xt图像是一条倾斜的直线,说明物体在做匀速直线运动。(如图中乙所示)
2.vt图像
(1)意义:反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值:表示物体加速度的大小。
②斜率的正负:表示物体加速度的方向。
(3)两种特殊的vt图像
①匀速直线运动的vt图像是与横轴平行的直线。(如图中甲所示)
②匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线。(如图中乙所示)
(4)图线与时间轴围成的“面积”的意义
①图线与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的位移。
②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
二、非常规图像
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。
1.函数法解决-t图像
由x=v0t+at2可得=v0+at,纵截距b为初速度v0,图像的斜率k为a,如图甲所示。
2.函数法解决v2-x图像
由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,纵截距b为v02,图像斜率k为2a,如图乙所示。
3.其他非常规图像
图像种类
示例
解题关键
-图像
公式依据:x=v0t+at2→=v0·+a
斜率意义:初速度v0
纵截距意义:加速度的一半
a-x图像
公式依据:v2-v02=2ax→ax=
面积意义:速度平方变化量的一半
-x图像
公式依据:t=·x
面积意义:运动时间t
4.匀变速直线运动的非常规图像
(1)at图像:由v=v0+at可知图像与时间轴所围面积表示速度变化量Δv,如图甲所示。
(2)t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,图像的斜率为a,纵截距为v0,如图乙所示。
(3)v2x图像:由v2-v=2ax可知v2=v+2ax,图像斜率为2a,纵截距为v,如图丙所示。
5.解答非常规图像的注意点
(1)根据图像确定各物理量的具体意义,选取合适的公式求解。
(2)-t图线与横轴所围面积不代表时间t内的位移,而是图线上某一点的纵坐标乘以时间代表位移。
考向1 v-t图像
【例1】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)物体甲的v-t图像和乙的s-t图像分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
A.甲在整个t=4s时间内运动方向一直不变
B.甲在整个t=4s时间内有来回运动
C.乙在整个t=4s时间内有来回运动
D.乙在整个t=4s时间内运动方向一直不变,通过的总位移大小为3m
【答案】B
【详解】AB.甲图是图像,速度的正负表示运动的方向,故前2s沿负方向运动,后2s沿正方向运动,则甲在整个内来回运动,故A错误,B正确;
CD.乙图是位移-时间图像,斜率表示速度,直线的斜率不变,说明乙的速度不变,故乙在整个t=4s时间内运动方向一直不变,位移为6m,故CD错误。
故选B。
【例2】(多选)(25-26高一上·山东德州·阶段检测)某同学在物理数字化实验室采用如图甲所示的装置“探究物体加速度与力的关系”,开始时将质量为的物体置于水平桌面上。现对物体施加一个水平向右的恒定推力。经过一段时间后撤去此力,通过放在物体右前方的运动传感器得到了物体部分运动过程的图线,如图乙所示(向右为速度正方向)。则( )
A.内的位移为
B.桌面对物体的摩擦力大小为
C.推力的大小为
D.物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
【答案】BD
【详解】A.根据图像与坐标轴所形成图形的面积等于物体的位移,可知内物体的位移为,故A 错误;
BD.内恒定推力撤去后,加速度为
由牛顿第二定律得
解得,桌面对物体的滑动摩擦力大小为
故 BD 正确。
C.内物体的加速度为
由牛顿第二定律得
解得,故C错误。
故选 BD。
【变式训练1】(25-26高一上·重庆渝中·阶段检测)甲、乙两个物体同时从同一地点出发,它们在同一直线上运动的速度图像如图所示,则( )
A.前,乙物体在前,甲物体在后;后,甲物体在前,乙物体在后
B.时甲、乙两物体相遇
C.甲物体的加速度大小大于乙物体的加速度大小
D.在相遇前,甲、乙两物体间的最远距离为20m
【答案】D
【详解】A.前,乙物体在前,甲物体在后。后一段时间内,仍然是乙物体在前,故A错误;
B.图像的面积表示位移大小,则时,乙的位移大于甲的位移,可知甲、乙两物体没有相遇,故B错误;
C.图像的斜率大小表示物体加速度的大小,根据图像可知,甲、乙两物体的加速度大小相同,故C错误;
D.时甲乙速度相等,此时相距最远,则在相遇前,甲、乙两物体的最远距离等于两图像与坐标轴围成的面积差,大小为
故D正确。
故选D。
【变式训练2】(26-27高三上·重庆·开学考试)如题图所示为某国产新能源汽车测试时的图像,下列说法正确的是( )
A.内汽车静止
B.内和内汽车速度方向相反
C.内汽车的平均速度小于内的平均速度
D.内和内汽车的加速度方向相同
【答案】C
【详解】A.由图可知,内汽车速度为,未静止,故A错误;
B.由图可知,内和内汽车速度均为正值,即速度方向相同,故B错误;
C.图面积表示位移,由图可知,内汽车位移小于内汽车位移,且两段时间相同,根据可知,内汽车的平均速度小于内的平均速度,故C正确;
D.图斜率表示加速度,由图可知内图像斜率为负,内图像斜率为正,故加速度方向不同,故D错误。
故选C。
【变式训练3】(多选)(25-26高一上·山东威海·阶段检测)如图所示,三条直线描述了A、B、C三个物体的运动。下列说法正确的是( )
A.A物体的加速度最大
B.A物体比其它两物体提前运动了2s
C.0~6秒内C物体比A物体多运动了2.5m
D.7秒末B物体的速度比A的大
【答案】AC
【详解】A.在图像中,斜率表示加速度。A的加速度
B的加速度
C的加速度
故A加速度最大。A正确;
B. 图像显示:A从开始运动,B和C从开始运动。所以 A实际晚运动。B错误;
C.0~6秒内C物体比A物体多运动了
A位移(2~6s匀加速)
C位移(0~6s匀减速)
差值 ,C正确;
D.7秒末B物体的纵坐标比A的小,即7秒末B物体的速度比A的小,D错误。
故选AC。
【题型强化练】
1.(25-26高三·全国·一轮复习)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车的加速度—时间图像如图(b)所示。则( )
A.0~2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B.乙车在t=2s和t=6s时的速度不同
C.2~6s内,甲、乙两车的位移不同
D.t=8s时,甲、乙两车的速度不同
【答案】C
【详解】A.由题图(a)可知0~2s内,甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故A错误;
B.由题图(b)可知乙车在0~2s内的速度变化量等于a-t图像与t轴围成的面积,故t=2s时的速度为2m/s,同理可知乙车在t=6s时的速度为2m/s,故B错误;
C.根据题图(a)可知,2~6s内甲车的位移为0;根据题图(b)可知,2~6s内乙车一直向正方向运动,则2~6s内,甲、乙两车的位移不同,故C正确;
D.根据题图(a)可知,t=8s时甲车的速度为0,由题图(b)可知,乙车在0~8 s内速度变化量为0,故t=8s时乙车的速度为0,故D错误。
故选C。
2.(25-26高一上·山东聊城·阶段检测)如图所示,甲、乙、丙、丁四个图像表示六个物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲图中A物体与B物体在2s末一定相遇
B.乙图中C物体与D物体在2s末一定相遇
C.丙图中E物体的加速度大小为10m/s2
D.丁图中F物体在3s末的速度大小为20m/s
【答案】D
【详解】A.在图像中,交点表示相遇,所以甲图中,A物体与B物体在1s末相遇,故A错误;
B.图像与坐标轴围成的面积表示位移,乙图中C物体与D物体在内的位移相等,但由于不知道两者的初始位置,所以C物体与D物体在末不一定相遇,故B错误;
C.根据速度与位移的关系式
变形得
因此图像的斜率表示,则有
所以E物体的加速度大小为,故C错误;
D.根据位移公式
变形得
所以图像的斜率表示,则有
解得F物体的加速度为
又因为图像的纵截距表示初速度,所以F物体的初速度为
则根据匀变速直线运动的速度公式可知,F物体在3s末的速度为
速度是矢量,负号表示其方向与初速度方向相反,所以F物体在3s末的速度大小为20m/s,故D正确。
故选D。
3.(26-27高三上·重庆·开学考试)低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是( )
A.研究无人机螺旋桨的转动状态,可将它视为质点
B.,无人机处于超重状态
C.时,无人机只受重力
D.,无人机做匀减速直线运动回到地面
【答案】B
【详解】A.研究无人机螺旋桨的转动状态,其形状和大小不可以忽略,故不可将它视为质点,故A错误;
B.,图像斜率表示加速度,故其加速度逐渐增大,向上做变加速直线运动,故无人机处于超重状态,故B正确;
C.时,其速度最大,此时加速度为0,故其处于平衡状态,故C错误;
D.,无人机速度逐渐减小,其加速度为定值,但速度大小仍为正,故其在竖直方向上做匀减速直线运动,仍向上运动直到速度减为0,故D错误。
故选B。
4.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)甲、乙两小车(均可视为质点)沿平直公路前进,其速度-时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在0~10s内,甲车的平均速度大小为5m/s
B.在0~20s内,乙车的位移大小为80m
C.在0~20s内,甲车的加速度总是比乙车的加速度大
D.在0~10s内,甲车做加速度逐渐减小的加速运动
【答案】D
【详解】A.速度-时间图像与时间轴所围成的面积大小表示位移,在0~10s内,假如甲车做匀加速直线运动,平均速度大小为
而实际上甲的位移大于甲做匀加速运动的位移,所以甲车的平均速度大于5m/s,故A错误;
B.在0~20s内,乙车的位移大小为,故B错误;
C.速度-时间图像的斜率表示加速度,斜率的绝对值越大,加速度越大,在0~20s内,乙车的加速度大小保持不变,而甲车的加速度在10s时为零,故C错误;
D.在0s~10s内,甲车的速度-时间图像的斜率逐渐减小,即加速度逐渐减小,速度逐渐增大,所以甲车做加速度逐渐减小的加速运动,故D正确。
故选D。
5.(多选)(25-26高一上·山东临沂·阶段检测)如图甲所示为市面上深受儿童喜欢的一款玩具——“冲天火箭”,模型火箭被安装在竖直发射支架上,当小朋友用力一踩旁边的气囊,模型火箭会受到一个较大的气体压力而瞬间被竖直发射出去,离开支架后的运动可看成直线运动,若运动过程所受阻力大小与速率成正比,以刚开始离开支架瞬间为计时起点,火箭的速度时间图像如图乙所示,则( )
A.过程火箭的加速度先减小后增大 B.时刻火箭的加速度大小等于重力加速度g
C.火箭离开支架后上升的最大高度小于 D.若时刻火箭回到起始位置,则
【答案】BC
【详解】A.图像斜率代表加速度,过程火箭图像的斜率一直在减小,所以火箭的加速度一直减小,故A错误;
B.设火箭运动过程所受阻力大小满足,为比例系数,为速率,时刻火箭速度为,阻力,合力等于重力,因此加速度大小等于重力加速度,故B正确;
C.过程曲线与时间轴围成的面积代表上升的高度,上升过程图像为向下凹的曲线,曲线位于连接与的直线下方,因此曲线与时间轴围成的面积小于三角形面积,即上升最大高度小于,故C正确;
D.上升过程平均加速度大于,下降过程平均加速度小于,上升与下落的位移大小相等,由可知,下落时间大于上升时间,因此总时间,故D错误。
故选BC。
考向2 a-t图像
【例1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢,在物理学中又被称作“急动度”。汽车急动度越小,乘客舒适感越好。某轿车由静止启动,前3s内加速度随时间的变化关系如图所示,则( )
A.2s~3s内轿车做匀速运动
B.0~2s轿车速度均匀变化
C.整个过程轿车急动度先不变,后为零
D.乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
【答案】C
【详解】A.内轿车加速度恒定且不为零,做匀加速直线运动,不是匀速运动,故A错误;
B.速度的变化率是加速度,内加速度均匀增大,说明加速度是变化的,因此速度不是均匀变化,故B错误;
C.内图像斜率恒定,即加速度变化率(急动度)不变
内加速度不变,加速度变化量为0,急动度为零,因此整个过程急动度先不变,后为零,故C正确;
D.急动度越小越舒适,急动度不为零,急动度为零,因此内更舒适,故D错误。
故选 C。
【例2】(多选)(26-27高三上·新疆·阶段检测)图甲是上海东方明珠塔和观光电梯示意图。小明乘坐观光电梯时,通过手机上的加速度传感器,记录了电梯从静止开始运动的加速度a随时间t变化情况,近似处理后得到如图乙所示图像(以向上为正方向)。电梯总质量,忽略一切阻力,重力加速度g取,下列说法中正确的是( )
A.电梯在第1s末的速率为
B.电梯在第11s末速度达到最大
C.电梯在11s到30s内向上做匀速运动且速率为
D.电梯在上升过程中受到的最小拉力为
【答案】ABC
【详解】A.图像与时间轴所包围的面积表示速度变化量,电梯的初速度为零,所以电梯在第1s末的速率为,故A正确;
B.电梯在内向上加速运动,内向上匀速运动,内向上减速运动,所以电梯在第11s末速度达到最大,故B正确;
C.电梯在11s到30s内向上做匀速运动,由于初速度为零,所以其速率等于内的速度变化量,即,故C正确;
D.电梯在以最大加速度减速上升过程中受到的拉力最小,减速上升的最大加速度为
根据牛顿第二定律有
求得,故D错误。
故选ABC。
【变式训练1】(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度-时间图像如图甲(a)所示,乙车的加速度-时间图像如图乙(b)所示。则下列说法正确的是( )
A.内,甲车的速度大小逐渐增大 B.内,甲、乙两车的位移相同
C.时,乙车的速度较大 D.乙车在和时的速度相同
【答案】D
【详解】A.由甲图可知内,甲车的速度大小逐渐减小,时,甲车的速度为零,故A错误;
BCD.甲车的位移为图像与坐标轴围成的面积, t = 8s时,甲车回到出发点。图像与坐标轴围成的面积表示速度的变化量,内乙车做加速度增大的加速运动,内乙车做加速度减小的加速运动,内乙车做加速度增大的减速运动,内乙车做加速度减小的减速运动;时乙车的速度最大,时,乙车的速度为零;内,乙车做单向运动,内,甲、乙两车的位移不相同;乙车在和时的速度相同,故D正确,BC错误。
故选D。
【变式训练2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)时刻,P、Q两物体均从静止开始做直线运动,其中P物体的加速度a随时间t变化的图像如图甲所示,Q物体的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.P物体做往返运动 B.P物体在0~4s的时间内,第1s末的速度最大
C.Q物体在1~2s内和2~3s内,加速度方向相反 D.Q物体在1~5s的时间内,平均速度为零
【答案】D
【详解】AB.由图可知,P物体在0~1s内沿正方向做加速度增大的加速运动,1~2s内沿正方向做加速度减小的加速运动,2~3s内,加速度反向,物体沿正方向做加速度增大的减速运动,3~4s内,物体仍沿正方向做加速度减小的减速运动,4s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,2s时物体开始做减速运动,所以2s末速度最大,故AB错误;
C.Q物体在1~2s内和2~3s内,图线的斜率不变,即加速度相同,故C错误;
D.图线与坐标轴所围区域的面积表示位移,由图可知,Q物体在1~5s的时间内,位移为
平均速度为,故D正确。
故选D。
【变式训练3】(多选)(25-26高一上·北京·期中)零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.在前10s内,乙的位移为100m B.在第15s末,乙在甲北面20m处
C.在前30s内,甲、乙相遇两次 D.在第30s末,甲在乙北面200m处
【答案】ACD
【详解】A.由乙的a-t图像可知,在前10s内从静止开始做匀加速直线运动,乙车的位移为,故A正确;
B.在0~15s内,甲车的位移为:x甲=v甲t0=10×15m=150m,方向向北;
在0~10s内,x1=100m;在10~15s内,乙车的位移为;
故乙车在0~15s内的位移为x乙=x1+x2=100m+75m=175m,方向向北;
故Δx=x乙-x甲=175m-150m=25m
即在第15s末,乙在甲北面25m处,故B错误;
C.在0~30s内,乙车先向北加速运动,再向北减速运动,再向南加速运动;甲车始终匀速向北运动;
在10s末,乙车的位移为x1=100m,方向向北;甲车的位移为:x甲C=v甲t甲C=10×10m=100m,方向向北。
可知,甲、乙在10s末第一次相遇;
在0~20s内,乙车的位移为:x′1=2x1=2×100m=200m,方向向北
在0~20s内,甲车的位移为:xC=v甲tC=10×20m=200m,方向向北;
可知,第20s末两者第二次相遇,在20s~30s内,乙车向南匀加速运动,甲车继续向北匀速运动,故在20s~30s内不再相遇,即0~30s内,甲、乙相遇两次,故C正确;
D.在0~30s内,甲车的位移为:x甲′=v甲t3=10×30m=300m,方向向北;
在0~20s内,乙车的位移为x′1=200m;第20s末,乙的速度为0,在20~30s内,乙车的位移为:
则在0~30s内,乙车的位移为:x乙′=x1+x3=200m-100m=100m,方向向北;
即有Δx′=x甲′-x乙′=300m-100m=200m,即甲在乙北面200m处,故D正确。
故选ACD。
【题型强化练】
1.(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)某同学在回家乘电梯上行时,用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度随时间的变化如图所示。取竖直向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A.3~5s内该同学的惯性增大
B.9~11s内电梯减速上升
C.4.5s时处于失重状态
D.5~8s内电梯处于静止状态
【答案】B
【详解】A.惯性是物体固有的属性,与物体的运动状态无关,因此加速度的变化不会影响惯性的大小,故A错误;
B.在9~11s内,加速度为负向下,因为电梯上行,速度向上,所以电梯在减速上升,故B正确;
C.4.5s时加速度为正,表示加速度方向向上,此时该同学处于超重状态,故C错误;
D.5~8s内加速度为0,电梯处于匀速直线运动状态,故D错误。
故选B。
2.(26-27高三上·福建福州·开学考试)《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)数据,对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序,中国占据前三甲,其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0~41 s内,该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程
B.1~10 s内,人对电梯的压力是最大的;31~40 s内,人对电梯的压力是最小的
C.第41 s内,电梯对乘客的支持力随时间不断减小
D.0~11 s内,电梯先向上加速后向上减速,11 s末电梯的速度为0
【答案】B
【详解】A.a-t图像与时间轴围成的面积表示速度变化量,0~11s内加速度为正,电梯速度增大,11s末速度达到最大值;
11~30s加速度为0,电梯匀速向上运动;
30~41s加速度为负,电梯速度减小,但速度始终向上,电梯一直向上运动,电梯没有下降回到初位置,故A错误;
B.设向上为正方向,对人受力分析:人受重力mg、电梯的支持力N,则有
可知
根据牛顿第三定律,人对电梯的压力等于N,则人对电梯的压力随a增大而增大,随a减小而减小;
1-10s内a最大,人对电梯的压力是最大的;30-41s内a最小,人对电梯的压力是最小的,故B正确;
C.第41s内即40~41s阶段,加速度从增大到0,处于失重状态;由
可知电梯对乘客的支持力随时间增大,且小于乘客自身重力,故C错误;
D.0~11s内加速度始终为正,电梯速度一直向上增大,11s时速度达到最大值,不为0,故D错误。
故选B。
3.(25-26高一上·广西玉林·期中)一物体从静止开始做直线运动,其加速度与时间的变化关系如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体在末返回起点
B.物体在末改变运动方向
C.0~2 s内与2 s~4 s内物体的位移相等
D.0~2 s内与2 s~4 s内物体的速度变化相同
【答案】C
【详解】A.在内,物体的位移为,故A错误;
B.在末,物体的速度为,速度方向未改变,只是加速度方向改变,故B错误;
C.由前述计算得末的速度为,末的速度为,故内的位移为,故C正确;
D.两个时段的速度变化量分别为,,方向相反,故D错误。
故选C。
4.(25-26高一上·山东菏泽·期中)汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体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,则该物体在( )
A.内速度的变化量
B.内加速度的变化量
C.时和时加速度相同
D.的急动度
【答案】A
【详解】A.根据图像中面积表示速度变化量,由图可知,内速度的变化量,故A正确;
B.由图可知,内加速度的变化量,故B错误;
C.由图可知,时和时加速度大小相等,方向相反,故C错误;
D.根据图像的斜率表示急动度,由图可知,的急动度,故D错误。
故选A。
5.(多选)(25-26高一上·安徽池州·期中)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,在时间内,下列说法错误的是( )
A.时,质点P到原点的距离最远
B. 时,质点P运动的速度最小
C. 时,质点P回到原点
D.与 两时刻质点P运动的速度相同
【答案】AC
【详解】ABC.根据题意分析可知,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时间内加速度和速度反向,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,故AC错误,B正确;
D.根据题意分析可知,a~t图像的面积表示速度变化量,内速度的变化量为零,因此与 两时刻的速度相同,故D正确。
此题选择错误的,故选AC。
考向3 非常规图像
【例1】(26-27高三上·北京西城·阶段检测)关于甲、乙、丙、丁四个图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,在时间内,的平均速度大于的平均速度
B.乙图中,若时刻、两质点第一次相遇,则时刻两质点再次相遇
C.丙图中,0时刻物体的速度为
D.丁图中,时物体的速度大小为
【答案】C
【详解】A.甲图中,在时间内,、两物体的初末位置相同,即位移相同,由可知,两物体平均速度相同,故A错误;
B.乙图为速度时间图像,图线交点表示两质点速度相同,图线与坐标轴围成的面积表示位移,若时刻、两质点第一次相遇,则在时间内,A的位移大于B的,故时刻两质点未相遇,故B错误;
C.丙图中,图线的表达式为
代入坐标点和联立解得,故C正确;
D.丁图中坐标点的含义是前三秒内的平均速度为,故D错误。
故选C。
【例2】(多选)(25-26高一上·吉林延边·阶段检测)图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中0-t1时间内,三物体中A的平均速度更大
B.乙图是汽车刹车的图像,经过3s汽车的位移为25m
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量
D.丁图中,物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2
【答案】BC
【详解】A.0−t1时间内,三个物体的初末位置相同,位移相等,运动时间相同,三者平均速度相等,A错误;
B.匀变速直线运动位移公式为
变形得
符合乙图的坐标形式。 代入乙图两点、
联立解得,
汽车刹车后速度减为0就停止运动,停车时间
因此3s位移等于2.5s的位移,B正确;
C.由加速度定义式
可得
可知a−t图像面积表示速度变化量,因此阴影面积就是时间内的速度变化量,C正确;
D.匀变速直线运动
变形得
因此
解得加速度,D错误。
故选BC。
【变式训练1】(25-26高三上·陕西渭南·期中)甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大小为10
B.乙车的初速度大小为2.5m/s
C.在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D.在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
【答案】D
【详解】AB.根据
整理得
可得图像斜率、纵截距分别为,
可得甲、乙车的初速度大小分别为,
甲、乙车的加速度大小分别为,,故AB错误;
C.在t=4s时,甲、乙两车速度分别为,
可得甲、乙两车速度不相同,故C错误;
D.甲、乙车的位移分别为,
可得
已知两车在t=3s时并排行驶,可得在t=0时,甲车在乙车前方3.75m,故D正确。
故选D。
【变式训练2】(25-26高一上·北京东城·期中)利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质,从时刻开始计时得到了的图像。如图所示,由此可知( )
A.玩具车做变加速直线运动
B.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为
C.玩具车做匀加速直线运动,初速度大小为1m/s
D.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为
【答案】D
【详解】根据可得
结合图像可知,,可得
即玩具车做匀加速直线运动,初速度大小为2m/s,加速度的大小为。
故选D。
【变式训练3】(多选)(26-27高三上·北京丰台·开学考试)随着科技的进步,机器狗的应用越来越普及,机器狗四次取送货物做直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第一次图线所围的“面积”表示时间,速度从增加到时用时
B.第二次图线的“斜率”表示加速度,加速度为
C.第三次图线所围的“面积”表示位移,内位移大于
D.第四次图线的“斜率”表示加速度,加速度大小为
【答案】AC
【详解】A.第一次运动,根据
变形得
可知图像与横轴围成的面积表示物体运动时间,速度从0增加到20m/s用时
故A正确;
B.第二次运动,根据
可知图像与横轴围成的斜率表示,则有
故B错误;
C.第三次运动,图像与横轴围成的面积表示位移,若机器狗在内是做初速度为零的匀加速直线运动,则位移为
而由第三次运动的图像,可知机器狗是做加速度逐渐减小的加速直线运动,其图像与横轴围成的面积大于匀加速直线运动围成的面积,故内位移大于,故C正确;
D.第四次运动,根据
变形得
可知图像的斜率为
由图像可得斜率为
联立可得
即加速度的大小为,故D错误。
故选AC。
【题型强化练】
1.(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标为树木序号,纵坐标为对应树木出现的时刻。其中段的图像为直线,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.内汽车做匀加速直线运动
B.内做减速运动
C.内的路程大于内的路程
D.内的平均速率一定等于内的平均速率
【答案】C
【详解】A.树木间距相等,图像横坐标每增加相同值表示汽车通过相同路程;在t1~t2内图像为直线,斜率不变,说明通过相等路程所用时间相等,即汽车做匀速直线运动,并非匀加速直线运动,故A错误;
B.在t4~t5内,图像斜率逐渐减小,汽车通过相等路程所用时间逐渐减小,速度逐渐增大,汽车做加速运动,故B错误;
C.由图可知,t1~t2内树木序号的增加量大于t2~t3内的增加量。由于树木等间距,汽车在t1~t2内通过的路程大于t2~t3内通过的路程,故C正确。
D.汽车在同一方向上行驶,某段的平均速率等于该段路程与所用时间之比。图中t2~t3和t4~t5两段的树木序号变化量与时间间隔之比不同,因此两段的平均速率不一定相等,故D错误。
故选C。
2.(25-26高一上·全国·课后作业)一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其图像如图所示,则( )
A.质点做匀速直线运动,速度为0.5m/s
B.质点做匀加速直线运动,加速度为
C.质点在1s末速度为1.5m/s
D.质点在第1s内的平均速度为1.5m/s
【答案】C
【详解】AB.由图像和数学知识可得
则得
故质点做匀加速直线运动,根据,得
由图得
则加速度为
质点的初速度,故AB错误;
C.在1s末速度为,故C正确;
D.质点在第1s内的平均速度,故D错误。
故选C。
3.(25-26高一上·河南许昌·期中)图像能够直观描述物理过程、形象表述物理规律、有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,阴影面积表示时间内物体的加速度变化量
B.图乙中,内物体的加速度大小为
C.丙图中所描述的物体正在做匀减速直线运动,该物体的初速度大小为
D.丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,该物体的加速度大小为
【答案】C
【详解】A.甲图为图像,根据可知,图线与时间轴围成的面积表示时间内物体的速度变化量,故A错误;
B.乙图为图像,根据匀变速直线运动公式可知,图像斜率
在内,斜率
因此加速度大小,故B错误;
C.丙图为图像,根据位移公式
可得
由此可知图像斜率=,由图可知
即
纵轴截距为,由图可知截距为负值(延长线交于负半轴),说明加速度与初速度方向相反,物体做匀减速直线运动,故C正确;
D.丁图为图像,根据位移公式
可得
由此可知图像斜率
由图可知
解得加速度
又因为
所以丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,该物体的加速度大小为,故D错误。
故选C。
4.(25-26高一上·四川内江·期中)、两物体从同一地点同时出发,沿相同方向运动。图甲是做匀加速直线运动的图像,图乙是做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是( )
A.时刻,的速度为,的速度为
B.的加速度大小为,的加速度大小为
C.前内两物体间距离一直在变大
D.时两物体速度相等
【答案】D
【详解】A.由图甲,图像为抛物线,设
代入和解得,
即时刻的速度为;由图乙,当时,即的初速度,故A错误;
B.由A分析知的加速度大小为;由图乙,当时,根据
代入数据
解得
即的加速度大小为,故B错误;
CD.的速度,的速度
当时,即
解得
前内,在之前,距离变大,之后,距离变小,故C错误,D正确。
故选D。
5.(多选)(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)甲、乙两辆汽车在同一直线上运动,从t=0时刻起同时出发,甲做初速度为0的匀加速直线运动,x—t图像如图(a)所示。乙做刹车运动,整个运动过程的x—v2图像如图(b)所示。则下列说法正确的是( )
A.甲汽车的加速度大小为4m/s2
B.乙汽车的初速度
C.经过,甲追上乙
D.甲追上乙之前两车相距最远的距离为
【答案】ABD
【详解】A.甲初速度为零,取运动方向为正,由匀变速直线运动位移公式得
由图像知时,所以
由图像知时,所以
联立得,故A正确;
B.乙刹车过程为匀变速直线运动,由速度与位移关系得
由图像读出乙开始刹车时停车时,;时,
代入上式得
解得,由图可知,
所以,故B正确;
C.乙的停车时刻由匀变速直线运动速度公式确定,代入停车条件得
解得乙在时停在处。由中同一位移方程及,,甲的位置为
乙停车后保持在处,甲追上乙需满足
解得,故C错误;
D.在乙停车前,两车的位置分别为和
两车间距为
由匀变速直线运动速度公式得,,两车相距最远时相对速度为零,因此
得,小于乙的停车时刻,代入间距方程得,故D正确。
故选ABD。
1.(2013·海南·高考真题)一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a—t图象如图所示.下列v—t图象中,可能正确描述此物体运动的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由a—t图象知,0~0.5T时间内的加速度与T~2T时间内的加速度大小相等,方向相反,而对应时间内的v-t图象的斜率的绝对值相等,正负不同,可得D正确,ABC错误。
2.(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
【答案】B
【详解】根据加速度的定义式
故选B。
3.(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动
B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同
D.汽车在和时间内的速度方向相反
【答案】A
【详解】A.由图可知图像的斜率表示加速度,时间内加速度为负且恒定,速度为正,加速度方向与速度方向相反,故时,汽车做匀减速直线运动,故A正确;
B.内,汽车做匀速直线运动,故B错误;
C.内加速度为负,内加速度为正,故和内,汽车加速度方向相反,故C错误;
D.和内,汽车速度方向相同,均为正,故D错误。
故选A。
4.(2024·重庆·高考真题)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】滑雪爱好者在水平雪道上做匀速直线运动,滑上平滑连接(没有能量损失,速度大小不变)的倾斜雪道,在倾斜雪道上做匀减速直线运动。
故选C。
5.(2024·甘肃·高考真题)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示,此两站间的距离约为( )
A.980m B.1230m C.1430m D.1880m
【答案】C
【详解】图像中图线与横轴围成的面积表示位移,故可得
故选C。
6.(2024·河北·高考真题)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
【答案】A
【详解】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。
故选A。
7.(多选)(2021·海南·高考真题)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,时经过路边的同一路标,下列位移-时间图像和速度-时间图像对应的运动中,甲、乙两人在时刻之前能再次相遇的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】A.该图中,甲乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能相遇,选项A错误;
B.该图中,甲乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,选项B正确;
C.因v-t图像的面积等于位移,则甲乙在t0时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,选项C正确;
D.因v-t图像的面积等于位移,由图像可知甲乙在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,则两人不能相遇,选项D错误。
故选BC。
8.(多选)(2018·全国II卷·高考真题)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )。
A.两车在t1时刻也并排行驶 B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.乙车的加速度大小先减小后增大
【答案】BD
【详解】AB.0~t1时间内
t1~t2时间内
t2时刻两车相遇,但0~t1时间内两者的位移差小于t1~t2时间内两者的位移差,则t1时刻甲在乙的后面,A错误B正确;
CD.由图象的斜率知,甲、乙两车的加速度均先减小后增大,C错误D正确。
故选BD。
9.(多选)(2014·山东·高考真题)一质点在外力作用下做直线运动,其速度随时间 变化的图象如图.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】如果质点所受合力的方向与速度方向相同,物体做加速运动;合力的方向与速度方向相反,物体做减速运动.
AC、在、时刻,速度都在不断增加,因此合力的方向与速度方向相同,A、C正确;
BD、在、时刻,速度在不断减小,合力的方向与速度方向相反,B、D错误.
10.(多选)(2013·四川·高考真题)甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )
A.甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动
B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D.甲、乙在t=6s时的加速度方向相同
【答案】BD
【详解】A.在t=0到t=1s之间,甲始终沿正方向运动,而乙先沿负方向运动后沿正方向运动,故A错误;
B.根据速度图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移,t轴上方的“面积”表示位移是正值,t轴下方的“面积”表示位移是负值,则知在t=0到t=7s之间乙的位移为零,故B正确;
C.t=0在到t=4s之间,甲的速度始终为正值,说明甲一直沿正方向做单向直线运动,故C错误;
D.根据斜率等于物体的加速度知,甲、乙在t=6s时的加速度方向都沿负方向,方向相同,故D正确.
【点睛】本题应抓住速度时间图象中速度的正负表示速度的方向,图象与坐标轴所围的“面积”表示物体的位移,斜率等于物体的加速度进行分析.
11.(多选)(2012·山东·高考真题)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,图像如图所示.以下判断正确的是( )
A.前3s内货物处于超重状态
B.最后2s内货物只受重力作用
C.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D.第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒
【答案】AC
【详解】前3s内货物速度增大,加速度向上,处于超重状态,A正确;最后2s内货物的加速度为,受重力和拉力作用,B错误;前3s内的平均速度,后2s内的平均速度,两段时间内的平均速度相同.故C正确;3到5s内物体做匀速直线运动,动能不变,高度增大,重力势能增加,所以机械能不守恒,D错误.
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$2027高一上学期物理考点精讲及巩固强化练
2 专题强化 匀变速直线运动的有关图像
一、常规图像
对常规图像的理解
比较项目
x-t图像
v-t图像
运动描述
交点
两条图线的交点表示两个物体该时刻相遇
两条图线的交点表示两个物体此刻速度相等
线
(1)倾斜直线表示物体做匀速直线运动;
(2)图像为曲线时,物体做变速直线运动;
(3)图像平行于时间轴表示物体静止
(1)倾斜直线表示物体做匀变速直线运动;
(2)图像为曲线时,表示物体做非匀变速直线运动;
(3)图像平行于时间轴表示物体做匀速直线运动
斜率
描述速度,斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向
描述加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向
面积
无实际意义
表示对应时间内的位移。图线在时间轴上方表示位移为正,图线在时间轴下方表示位移为负。若图线与时间轴有交叉,总位移为上、下面积的代数和
1.xt图像
(1)意义:反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值:表示物体速度的大小。
②斜率的正负:表示物体速度的方向。
(3)两种特殊的xt图像
①若xt图像是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于静止状态。(如图中甲所示)
②若xt图像是一条倾斜的直线,说明物体在做匀速直线运动。(如图中乙所示)
2.vt图像
(1)意义:反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律。
(2)图线上某点切线的斜率的意义
①斜率的绝对值:表示物体加速度的大小。
②斜率的正负:表示物体加速度的方向。
(3)两种特殊的vt图像
①匀速直线运动的vt图像是与横轴平行的直线。(如图中甲所示)
②匀变速直线运动的vt图像是一条倾斜的直线。(如图中乙所示)
(4)图线与时间轴围成的“面积”的意义
①图线与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的位移。
②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
二、非常规图像
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。
1.函数法解决-t图像
由x=v0t+at2可得=v0+at,纵截距b为初速度v0,图像的斜率k为a,如图甲所示。
2.函数法解决v2-x图像
由v2-v02=2ax可知v2=v02+2ax,纵截距b为v02,图像斜率k为2a,如图乙所示。
3.其他非常规图像
图像种类
示例
解题关键
-图像
公式依据:x=v0t+at2→=v0·+a
斜率意义:初速度v0
纵截距意义:加速度的一半
a-x图像
公式依据:v2-v02=2ax→ax=
面积意义:速度平方变化量的一半
-x图像
公式依据:t=·x
面积意义:运动时间t
4.匀变速直线运动的非常规图像
(1)at图像:由v=v0+at可知图像与时间轴所围面积表示速度变化量Δv,如图甲所示。
(2)t图像:由x=v0t+at2可得=v0+at,图像的斜率为a,纵截距为v0,如图乙所示。
(3)v2x图像:由v2-v=2ax可知v2=v+2ax,图像斜率为2a,纵截距为v,如图丙所示。
5.解答非常规图像的注意点
(1)根据图像确定各物理量的具体意义,选取合适的公式求解。
(2)-t图线与横轴所围面积不代表时间t内的位移,而是图线上某一点的纵坐标乘以时间代表位移。
考向1 v-t图像
【例1】(25-26高一上·广东广州·阶段检测)物体甲的v-t图像和乙的s-t图像分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
A.甲在整个t=4s时间内运动方向一直不变
B.甲在整个t=4s时间内有来回运动
C.乙在整个t=4s时间内有来回运动
D.乙在整个t=4s时间内运动方向一直不变,通过的总位移大小为3m
【例2】(多选)(25-26高一上·山东德州·阶段检测)某同学在物理数字化实验室采用如图甲所示的装置“探究物体加速度与力的关系”,开始时将质量为的物体置于水平桌面上。现对物体施加一个水平向右的恒定推力。经过一段时间后撤去此力,通过放在物体右前方的运动传感器得到了物体部分运动过程的图线,如图乙所示(向右为速度正方向)。则( )
A.内的位移为
B.桌面对物体的摩擦力大小为
C.推力的大小为
D.物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
【变式训练1】(25-26高一上·重庆渝中·阶段检测)甲、乙两个物体同时从同一地点出发,它们在同一直线上运动的速度图像如图所示,则( )
A.前,乙物体在前,甲物体在后;后,甲物体在前,乙物体在后
B.时甲、乙两物体相遇
C.甲物体的加速度大小大于乙物体的加速度大小
D.在相遇前,甲、乙两物体间的最远距离为20m
【变式训练2】(26-27高三上·重庆·开学考试)如题图所示为某国产新能源汽车测试时的图像,下列说法正确的是( )
A.内汽车静止
B.内和内汽车速度方向相反
C.内汽车的平均速度小于内的平均速度
D.内和内汽车的加速度方向相同
【变式训练3】(多选)(25-26高一上·山东威海·阶段检测)如图所示,三条直线描述了A、B、C三个物体的运动。下列说法正确的是( )
A.A物体的加速度最大
B.A物体比其它两物体提前运动了2s
C.0~6秒内C物体比A物体多运动了2.5m
D.7秒末B物体的速度比A的大
【题型强化练】
1.(25-26高三·全国·一轮复习)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车的加速度—时间图像如图(b)所示。则( )
A.0~2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B.乙车在t=2s和t=6s时的速度不同
C.2~6s内,甲、乙两车的位移不同
D.t=8s时,甲、乙两车的速度不同
2.(25-26高一上·山东聊城·阶段检测)如图所示,甲、乙、丙、丁四个图像表示六个物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲图中A物体与B物体在2s末一定相遇
B.乙图中C物体与D物体在2s末一定相遇
C.丙图中E物体的加速度大小为10m/s2
D.丁图中F物体在3s末的速度大小为20m/s
3.(26-27高三上·重庆·开学考试)低空经济正迅猛崛起,成为全球瞩目的新兴力量。如图乙为某无人机从地面静止开始配送物资过程中在竖直方向运动的图像。过程图像为直线。以竖直向上为正方向,设水平方向速度始终为0,不计空气阻力和水平作用力。下列说法正确的是( )
A.研究无人机螺旋桨的转动状态,可将它视为质点
B.,无人机处于超重状态
C.时,无人机只受重力
D.,无人机做匀减速直线运动回到地面
4.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)甲、乙两小车(均可视为质点)沿平直公路前进,其速度-时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在0~10s内,甲车的平均速度大小为5m/s
B.在0~20s内,乙车的位移大小为80m
C.在0~20s内,甲车的加速度总是比乙车的加速度大
D.在0~10s内,甲车做加速度逐渐减小的加速运动
5.(多选)(25-26高一上·山东临沂·阶段检测)如图甲所示为市面上深受儿童喜欢的一款玩具——“冲天火箭”,模型火箭被安装在竖直发射支架上,当小朋友用力一踩旁边的气囊,模型火箭会受到一个较大的气体压力而瞬间被竖直发射出去,离开支架后的运动可看成直线运动,若运动过程所受阻力大小与速率成正比,以刚开始离开支架瞬间为计时起点,火箭的速度时间图像如图乙所示,则( )
A.过程火箭的加速度先减小后增大 B.时刻火箭的加速度大小等于重力加速度g
C.火箭离开支架后上升的最大高度小于 D.若时刻火箭回到起始位置,则
考向2 a-t图像
【例1】(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢,在物理学中又被称作“急动度”。汽车急动度越小,乘客舒适感越好。某轿车由静止启动,前3s内加速度随时间的变化关系如图所示,则( )
A.2s~3s内轿车做匀速运动
B.0~2s轿车速度均匀变化
C.整个过程轿车急动度先不变,后为零
D.乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
【例2】(多选)(26-27高三上·新疆·阶段检测)图甲是上海东方明珠塔和观光电梯示意图。小明乘坐观光电梯时,通过手机上的加速度传感器,记录了电梯从静止开始运动的加速度a随时间t变化情况,近似处理后得到如图乙所示图像(以向上为正方向)。电梯总质量,忽略一切阻力,重力加速度g取,下列说法中正确的是( )
A.电梯在第1s末的速率为
B.电梯在第11s末速度达到最大
C.电梯在11s到30s内向上做匀速运动且速率为
D.电梯在上升过程中受到的最小拉力为
【变式训练1】(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度-时间图像如图甲(a)所示,乙车的加速度-时间图像如图乙(b)所示。则下列说法正确的是( )
A.内,甲车的速度大小逐渐增大 B.内,甲、乙两车的位移相同
C.时,乙车的速度较大 D.乙车在和时的速度相同
【变式训练2】(25-26高一上·江苏无锡·阶段检测)时刻,P、Q两物体均从静止开始做直线运动,其中P物体的加速度a随时间t变化的图像如图甲所示,Q物体的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.P物体做往返运动 B.P物体在0~4s的时间内,第1s末的速度最大
C.Q物体在1~2s内和2~3s内,加速度方向相反 D.Q物体在1~5s的时间内,平均速度为零
【变式训练3】(多选)(25-26高一上·北京·期中)零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.在前10s内,乙的位移为100m B.在第15s末,乙在甲北面20m处
C.在前30s内,甲、乙相遇两次 D.在第30s末,甲在乙北面200m处
【题型强化练】
1.(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)某同学在回家乘电梯上行时,用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度随时间的变化如图所示。取竖直向上为正方向,则下列说法正确的是( )
A.3~5s内该同学的惯性增大
B.9~11s内电梯减速上升
C.4.5s时处于失重状态
D.5~8s内电梯处于静止状态
2.(26-27高三上·福建福州·开学考试)《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)数据,对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序,中国占据前三甲,其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0~41 s内,该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程
B.1~10 s内,人对电梯的压力是最大的;31~40 s内,人对电梯的压力是最小的
C.第41 s内,电梯对乘客的支持力随时间不断减小
D.0~11 s内,电梯先向上加速后向上减速,11 s末电梯的速度为0
3.(25-26高一上·广西玉林·期中)一物体从静止开始做直线运动,其加速度与时间的变化关系如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体在末返回起点
B.物体在末改变运动方向
C.0~2 s内与2 s~4 s内物体的位移相等
D.0~2 s内与2 s~4 s内物体的速度变化相同
4.(25-26高一上·山东菏泽·期中)汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体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,则该物体在( )
A.内速度的变化量
B.内加速度的变化量
C.时和时加速度相同
D.的急动度
5.(多选)(25-26高一上·安徽池州·期中)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,在时间内,下列说法错误的是( )
A.时,质点P到原点的距离最远
B. 时,质点P运动的速度最小
C. 时,质点P回到原点
D.与 两时刻质点P运动的速度相同
考向3 非常规图像
【例1】(26-27高三上·北京西城·阶段检测)关于甲、乙、丙、丁四个图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,在时间内,的平均速度大于的平均速度
B.乙图中,若时刻、两质点第一次相遇,则时刻两质点再次相遇
C.丙图中,0时刻物体的速度为
D.丁图中,时物体的速度大小为
【例2】(多选)(25-26高一上·吉林延边·阶段检测)图像能够直观描述物理过程,能形象表述物理规律,能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中0-t1时间内,三物体中A的平均速度更大
B.乙图是汽车刹车的图像,经过3s汽车的位移为25m
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量
D.丁图中,物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2
【变式训练1】(25-26高三上·陕西渭南·期中)甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A.甲车的加速度大小为10
B.乙车的初速度大小为2.5m/s
C.在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D.在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
【变式训练2】(25-26高一上·北京东城·期中)利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质,从时刻开始计时得到了的图像。如图所示,由此可知( )
A.玩具车做变加速直线运动
B.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为
C.玩具车做匀加速直线运动,初速度大小为1m/s
D.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为
【变式训练3】(多选)(26-27高三上·北京丰台·开学考试)随着科技的进步,机器狗的应用越来越普及,机器狗四次取送货物做直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第一次图线所围的“面积”表示时间,速度从增加到时用时
B.第二次图线的“斜率”表示加速度,加速度为
C.第三次图线所围的“面积”表示位移,内位移大于
D.第四次图线的“斜率”表示加速度,加速度大小为
【题型强化练】
1.(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)如图甲所示,汽车在平直公路上行驶,路边有等间距的树木,车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙,横坐标为树木序号,纵坐标为对应树木出现的时刻。其中段的图像为直线,内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.内汽车做匀加速直线运动
B.内做减速运动
C.内的路程大于内的路程
D.内的平均速率一定等于内的平均速率
2.(25-26高一上·全国·课后作业)一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其图像如图所示,则( )
A.质点做匀速直线运动,速度为0.5m/s
B.质点做匀加速直线运动,加速度为
C.质点在1s末速度为1.5m/s
D.质点在第1s内的平均速度为1.5m/s
3.(25-26高一上·河南许昌·期中)图像能够直观描述物理过程、形象表述物理规律、有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,阴影面积表示时间内物体的加速度变化量
B.图乙中,内物体的加速度大小为
C.丙图中所描述的物体正在做匀减速直线运动,该物体的初速度大小为
D.丁图中所描述的物体正在做匀加速直线运动,该物体的加速度大小为
4.(25-26高一上·四川内江·期中)、两物体从同一地点同时出发,沿相同方向运动。图甲是做匀加速直线运动的图像,图乙是做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是( )
A.时刻,的速度为,的速度为
B.的加速度大小为,的加速度大小为
C.前内两物体间距离一直在变大
D.时两物体速度相等
5.(多选)(26-27高三上·宁夏银川·阶段检测)甲、乙两辆汽车在同一直线上运动,从t=0时刻起同时出发,甲做初速度为0的匀加速直线运动,x—t图像如图(a)所示。乙做刹车运动,整个运动过程的x—v2图像如图(b)所示。则下列说法正确的是( )
A.甲汽车的加速度大小为4m/s2
B.乙汽车的初速度
C.经过,甲追上乙
D.甲追上乙之前两车相距最远的距离为
1.(2013·海南·高考真题)一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a—t图象如图所示.下列v—t图象中,可能正确描述此物体运动的是
A. B.
C. D.
2.(2026·湖南·高考真题)某舰载机起飞时,在第2s内的v—t图像如图所示,该段时间内舰载机加速度的大小为( )
A.10m/s2 B.20m/s2 C.30m/s2 D.40m/s2
3.(2025·海南·高考真题)ETC是电子不停车收费系统的简称,常见于高速公路出入口,只要在车挡风玻璃上安装一个打卡装置,就能实现快速收费,提高通行效率。如图所示是一辆汽车通过ETC通道运动过程的速度—时间图像,其中时间内的图线是一条平行于轴的直线,则( )
A.汽车在时间内做匀减速直线运动
B.汽车在时间内处于静止状态
C.汽车在和时间内的加速度方向相同
D.汽车在和时间内的速度方向相反
4.(2024·重庆·高考真题)如图所示,某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道,当其达到N点时速度为0,水平雪道上滑行视为匀速直线运动,在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中,其速度大小v随时间t的变化图像可能是( )
A. B.
C. D.
5.(2024·甘肃·高考真题)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的图像如图所示,此两站间的距离约为( )
A.980m B.1230m C.1430m D.1880m
6.(2024·河北·高考真题)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
7.(多选)(2021·海南·高考真题)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,时经过路边的同一路标,下列位移-时间图像和速度-时间图像对应的运动中,甲、乙两人在时刻之前能再次相遇的是( )
A. B.
C. D.
8.(多选)(2018·全国II卷·高考真题)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度—时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是( )。
A.两车在t1时刻也并排行驶 B.在t1时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小 D.乙车的加速度大小先减小后增大
9.(多选)(2014·山东·高考真题)一质点在外力作用下做直线运动,其速度随时间 变化的图象如图.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有
A. B. C. D.
10.(多选)(2013·四川·高考真题)甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )
A.甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动
B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D.甲、乙在t=6s时的加速度方向相同
11.(多选)(2012·山东·高考真题)将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,图像如图所示.以下判断正确的是( )
A.前3s内货物处于超重状态
B.最后2s内货物只受重力作用
C.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D.第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒
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