第1讲 描述运动的基本物理量 专项训练 -2027届高三物理一轮复习
2026-09-22
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内容正文:
专题01 描述运动的基本物理量
【题型演练】
题型一 质点、参考系、时刻和时间间隔、位移和路程
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•南通月考)2026年8月16日,在全国田径锦标赛女子链球决赛中,19岁选手张家乐以78.64米的成绩夺得冠军并打破亚洲纪录。下列说法中正确的是( )
A.“78.64米”指的是链球运动的位移
B.“78.64米”指的是链球运动的路程
C.研究链球的飞行轨迹时,可将链球看作质点
D.研究链球的投掷动作时,可将链球看作质点
【答案】C
【详解】A.“78.64米”是链球从投掷点到落地点的实际运动轨迹的长度,而位移是从初始位置指向末位置的有向线段的长度,链球运动轨迹是曲线,所以“78.64米”不是链球运动的位移,故A错误;
B.“78.64米”是链球实际运动轨迹的长度,路程是物体实际运动轨迹的总长度,所以“78.64米”指的是链球运动的路程,故B错误;
C.研究链球的飞行轨迹时,链球的大小和形状相对于其飞行轨迹来说可以忽略不计,所以可将链球看作质点,故C正确;
D.研究链球的投掷动作时,链球的大小和形状不能忽略不计,否则无法研究其投掷动作,所以不可将链球看作质点,故D错误。
故选:C。
【例2】(多选)(2023秋•岳阳期末)将近1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。下列有关诗中描述情境的说法正确的有( )
A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中不可以将船视为质点
B.“卧看满天云不动”是以船为参考系
C.“卧看满天云不动”是指“云与我”相对河岸静止
D.“云与我俱东”即“云与我”相对于河岸向东运动
【答案】BD
【详解】A、“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中是穿在半日的路程是百里,这个过程不用考虑船的大小和形状,船的大小和形状对问题没有影响,故可以将船视为质点,A错误;
BC、“卧看满天云不动”描述的是人相对于云静止,所以是以船为参考系,“云与我”相对船静止,相对于河岸是运动的,B正确,C错误;
D、“云与我俱东”表示“云与我”相对于河岸向东运动,D正确。
故选:BD。
【变式训练1】(2026•安康模拟)2025年12月起,全国铁路实行新运行图。D1921次动车组列车从成都东站开往西安北站,其官方时刻表(部分)如下:
站名
到站时间
开车时间
成都东站
—
07:18
广元站
09:42
09:44
汉中站
10:53
10:55
西安北站
12:26
—
下列叙述中,表示时刻的是( )
A.列车从成都东站至西安北站共运行5小时8分钟
B.列车在汉中站停车办理客运业务历时2分钟
C.列车于07时18分由成都东站准时发车
D.列车自广元站出发后经1小时9分钟抵达汉中站
【答案】C
【详解】时刻指时间轴上的一个点,表示某一刻时;时间间隔指两个时刻之间的持续时间。
A.描述列车从成都东站至西安北站的总运行时间为5小时8分钟,属于时间间隔,故A错误;
B.描述列车在汉中站停车持续时间为2分钟,属于时间间隔,故B错误;
C.描述列车发车的具体时间点“07时18分”,属于时刻,故C正确;
D.描述列车从广元站到汉中站的运行持续时间为1小时9分钟,属于时间间隔,故D错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026•模拟)2025年九三阅兵展示了我军大量先进装备,下列描述中的研究对象可以看作质点的是( )
A.研究甲图空中加油机的加油动作
B.研究乙图坦克履带的构造
C.研究丙图军舰的航行轨迹
D.研究丁图武装直升机螺旋桨的转动
【答案】C
【详解】A.根据题意分析可知,研究空中加油机的加油动作时,需要关注加油机与受油机的相对位置、姿态以及对接口的具体位置,飞机的形状和大小不能忽略,故不能看作质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究坦克履带的构造时,需要分析履带的形状、结构及各部件的连接方式,物体的形状和大小是研究的核心,不能忽略,故不能看作质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,研究军舰的航行轨迹时,军舰的大小和形状相对于广阔的海洋航行距离来说可以忽略不计,只关注其位置的变化,故可以看作质点,故C正确;
D.根据题意分析可知,研究武装直升机螺旋桨的转动时,螺旋桨上各点的运动情况不同(如线速度大小不同),需要考虑其形状和大小,故不能看作质点,故D错误。
故选:C。
【变式训练3】(多选)(2024秋•泉州期中)如图所示,一辆车沿着笔直的公路向东做匀速直线运动。某时起,位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动,经过一段时间,甲到达车厢前壁的同时,乙刚好到达车厢后壁,则在这段时间内( )
A.甲、乙两人相对地面移动的速率相等
B.甲、乙两人相对车厢移动的速率相等
C.站在地面不动的人观察到甲一定向东移动
D.站在地面不动的人观察到乙一定向西移动
【答案】BC
【详解】AB、某时起,位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动,如果以地面为参考系,此时车是沿着笔直的公路向东做匀速直线运动,需要考虑车的速率,甲相对地面移动的速率等于车速加甲的速度;乙相对地面移动的速率等于车速减乙的速度;如果以车为参考系,即车是不动的,甲、乙从车的中点同时到达车厢的前后壁,则甲、乙两人相对车厢移动的速率相等,故A错误,B正确;
CD、站在地面不动的人观察,是以地面为参考系,那么甲和车都是向东运动,所以站在地面不动的人观察到甲一定向东移动;但是车向东运动,乙是向西运动,因为车和乙的速率未知,所以站在地面不动的人观察到乙不一定向西移动,故C正确,D错误;
故选:BC。
【题型强化练】
1.(2026秋•浙江月考)如图为2026年美加墨世界杯赛场上某球员主罚任意球时的场景。在下列问题中,足球可被看作质点的是( )
A.研究足球踢出后的转动效果
B.研究足球与球员脚接触时的受力部位
C.研究足球从罚球点飞向球门的飞行轨迹
D.研究足球击中球门立柱时发生的形变情况
【答案】C
【详解】A.根据题意分析可知,研究足球踢出后的转动效果,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究足球与球员脚接触时的受力部位,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,研究足球从罚球点飞向球门的飞行轨迹,可以忽略足球的大小和形状,将足球看成质点,故C正确;
D.根据题意分析可知,研究足球击中球门立柱时发生的形变情况,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故D错误。
故选:C。
2.(2026•冀州区校级开学)11月5日,我国第三艘航空母舰——中国人民解放军海军福建舰正式入列,标志着我国进入三航母时代。图为甲板上的指挥官正在指挥舰载机从航母上弹射起飞,下列说法正确的是( )
A.研究舰载机起飞动作时,可以将飞机看成质点
B.飞机起飞后,研究飞机在茫茫大海上的位置时,不能看成质点
C.以航母为参考系,飞机向后运动
D.飞行员以自身为参考系,甲板上的指挥官在向后运动
【答案】D
【详解】A.根据题意分析可知,研究舰载机起飞动作时,需要关注飞机的姿态、机翼动作等细节,不能忽略飞机的形状和大小,因此不能将飞机看成质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究飞机在大海上的位置时,飞机的大小和形状相对于广阔的大海可以忽略,所以能看成质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,飞机弹射起飞,相对航母向前飞。则以航母为参考系,飞机向前运动。故C错误;
D.根据题意分析可知,飞行员以自身为参考系,飞机起飞后向前运动,因此会看到甲板上的指挥官向后运动,故D正确。
故选:D。
3.(2026•银川模拟)如图为某导航软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,大众常选的“184公里”对应“2小时16分”。下列说法正确的是( )
A.“2小时16分”为时刻
B.“184公里”为位移
C.记录全程运动时间不能将车辆视为质点
D.根据大众常选的两个数据,可以算出整个路段汽车行驶的平均速率
【答案】D
【详解】A.“2小时16分”是行驶一段路程所用的时长,属于时间间隔,并非时刻,故A错误;
B.“184公里”是汽车实际行驶的路径长度,属于路程,位移是从初位置到末位置的有向线段,二者不同,故B错误;
C.记录全程运动时间时,汽车的形状和大小对所考查的时间无影响,可将其视为质点,故C错误;
D.平均速率是路程与时间的比值,根据大众常选的“184公里”路程和“2小时16分”的时间,可计算出整个路段汽车行驶的平均速率,故D正确。
故选:D。
4.(2026•高邮市开学)2026年7月24日7时33分,我国“力箭一号”运载火箭成功将五颗卫星依次送入预定轨道(近地卫星轨道)。下列说法正确的是( )
A.星箭分离时,星箭间相对静止
B.研究卫星姿态调整时,可以将卫星视为质点
C.火箭从发射到星箭分离过程,路程与位移大小相等
D.卫星入轨后运行60min,路程大于位移大小
【答案】D
【详解】A、相对静止的条件是两物体相对速度为0,星箭分离时二者存在相对运动,故A错误;
B、质点是忽略大小、形状的只有质量的点,是突出主要因素、忽略次要因素的理想化模型,研究卫星姿态调整时,卫星的姿态、自身转动是研究核心,不能忽略其大小形状,不能视为质点,故B错误;
C、只有单向直线运动中,路程才等于位移大小。由实际情况可知,火箭发射到星箭分离的过程轨迹不是单向直线,路程大于位移大小,故C错误;
D、卫星入轨后做圆周运动(曲线运动),60min内轨迹为一段圆弧,路程是圆弧的长度,位移大小是初末位置的弦长,因此路程大于位移大小,故D正确。
故选:D。
题型二 平均速度和瞬时速度
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•浙江月考)2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A.50分26秒是指时间间隔
B.以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C.“闪电”机器人的平均速度约为25km/h
D.研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
【答案】A
【详解】A.根据题意分析可知,50分26秒对应的是机器人跑完半程马拉松这一过程所用的时间长度,是指时间间隔,故A正确;
B.根据题意分析可知,以“闪电”机器人为参考系,若陪跑运动员的速度小于机器人的速度,则陪跑运动员向后运动;若陪跑运动员的速度大于机器人的速度,则陪跑运动员向前运动,故B错误;
C.根据题意分析可知,全程21.0975公里是指路程,则
平均速度等于位移与时间的比值,由于半马赛道不是直线,位移大小小于路程,故平均速度大小小于25km/h,故C错误;
D.根据题意分析可知,研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,机器人的大小和形状相对于21公里的路程可以忽略不计,可以将它视为质点,故D错误。
故选:A。
【例2】(多选)(2026秋•同步)小军去看电影,从家出发沿直线步行2x距离到达电影院,步行所用时间为t,在电影院用2t时间观影,观影结束后沿直线原路返回步行x距离到达公园门口,用时为0.5t,则小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中,下列说法正确的是( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率为 D.平均速率为
【答案】AC
【详解】AB.平均速度是位移与所用时间的比值,故小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中平均速度大小为,故A正确,B错误;
CD.平均速率是路程与时间的比值,故小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中平均速率为,故C正确,D错误。
故选:AC。
【变式训练1】(2026•福建开学)暑假期间,某同学跟随家人自驾从A地前往B地旅游,导航软件上显示的路线信息如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中“1小时57分”表示时刻
B.图中“158公里”表示位移大小
C.该家人往返A、B两地一次的平均速度为0
D.该家人往返A、B两地一次的平均速率为0
【答案】C
【详解】A.图中“1小时57分”表示时间,不是时刻,故A错误;
B.图中“158公里”表示路程,不是位移大小,故B错误;
C.该家人往返A、B两地一次的位移为0,则平均速度为0,故C正确;
D.该家人往返A、B两地一次的路程不为0,则平均速率不为0,故D错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026•模拟)物体沿直线做加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m……第ns内的位移是nm,由此可知( )
A.物体一定是做匀加速直线运动
B.物体的初速度一定不是0
C.物体的加速度一定是1m/s2
D.物体在前5s内的平均速度一定是3m/s
【答案】D
【详解】A、各时间段内位移随时间增加,可判断,一定不是匀加速直线运动,但无法确定各段时间内的具体运动形式,故无法判断物体是否做的匀加速直线运动;同时也无法得出物体的初速度及加速度;在相等时间内的位移之差是一恒量,可知物体可能做匀加速直线运动,故ABC错误;
D、由可得,此物体在前5s内的平均速度为,故D正确。
故选:D。
【变式训练3】(多选)(2026•长沙学业考试)如图所示为我国的太极图,图中大圆的半径为20m,圆心在O点,A、C两点之间的连线是直径,大圆内“S”形曲线由两个半径均为10m的半圆弧连接而成。某人晨练时6:30从图中A点出发,沿图中所示路径ABCOA进行(在COA运动指沿“S”形曲线运动),6:34返回A点,关于此人的运动,下列说法正确的是(π取3.14)( )
A.位移大小为0
B.路程为125.6m
C.平均速度大小为0.52m/s
D.平均速率约为0.52m/s
【答案】ABD
【详解】A.位移指由初位置指向末位置的有向线段,此人初、末位置相同,所以位移大小为0,故A正确;
B.此人运动的路程为s=πR+2πr=3.14×20m+2×3.14×10m=125.6m
故B正确;
C.平均速度大小等于位移的大小与时间的比值,位移大小为0,故平均速度为0,故C错误;
D.平均速率等于路程与时间的比值,约为
故D正确。
故选:ABD。
【题型强化练】
1.(2026•模拟)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约7500km,起点到终点的直线距离约2000km。此过程( )
A.该车的路程约为2000km
B.该车的位移大小约为7500km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
【答案】D
【详解】AB、路程是物体实际运动轨迹的长度,位移是初位置到末位置的有向线段。本题中总里程7500km是路程,起点至终点的直线距离2000km是位移大小,故AB错误;
C、汽车速度计显示的是某一时刻的瞬时速率,以显示汽车任一时刻的行驶情况,不是平均速度,故C错误;
D、研究该车的运动轨迹时,汽车自身的大小、形状相对于数千公里的运动路径可以忽略,因此可以将汽车视为质点,故D正确。
故选:D。
2.(2026•模拟)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,通过AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹所用的时间分别是1s、2s、3s、4s。下列说法不正确的是( )
A.物体在AB段的平均速度为1m/s
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体经过A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
【答案】D
【详解】AB、根据
代入数据可得,,故AB正确;
C、所选取的过程离A点越近,平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;
D、由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,B点虽然为中间时刻,不等于AC段的平均速度,D错误。
本题选择错误的,故选:D。
3.(2026•河北模拟)2025年,世界人形机器人运动会中,北京“天工”机器人以21.50秒夺得直线百米赛跑冠军。关于“天工”机器人,下列说法正确的是( )
A.赛跑过程中的合力始终为零
B.平均速度大小约为4.65m/s
C.机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度
D.分析机器人运动姿态时可将其视为质点
【答案】B
【详解】A、机器人赛跑过程中存在加速、减速阶段,速度是变化的,因此加速度不为零,根据牛顿第二定律F合=ma,加速度不为零时合力不为零,故A错误;
B、根据平均速度公式:,故B正确;
C、全程平均速度为约4.65m/s,但冲过终点线时的瞬时速度不一定大于平均速度,例如,若机器人全程以接近平均速度匀速运动,冲线时的瞬时速度可能等于或小于平均速度,故C错误;
D、分析机器人运动姿态时,需要考虑其肢体动作、形状等细节,不能忽略其大小和形状,因此不能视为质点,故D错误。
故选:B。
4.(2026•辽宁模拟)2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松赛在北京开跑,天工Ultra机器人用时2小时40分42秒跑完全程21.0975公里夺得冠军,如图所示为线路示意图。对天工Ultra机器人,下列说法正确的是( )
A.科研人员在观察其奔跑姿态时可将其视为质点
B.全程的平均速度大小约为2.2m/s
C.在匀速率跑过弯道时加速度并不为零
D.跑过前、后半程的平均速度相同
【答案】C
【详解】A、研究机器人跑步的奔跑姿态时,需要关注其肢体细节,不能将其视为质点,故A错误;
B、平均速度是位移与所用时间的比值,而题目只给了路程,无法求出平均速度,故B错误;
C、在机器人匀速率跑过弯道时,速度的方向发生变化,所以加速度并不为零,故C正确;
D、题目只给了路程,无法求出前、后半程的平均速度,故D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026•道里区校级二模)质点从静止开始做直线运动的加速度—时间(a﹣t)图像如图所示,由图可知质点( )
A.0~2s内先加速后减速
B.1s末的速度大小为1m/s
C.0~1s内的平均速度大小为0.5m/s
D.0~2s内的位移大小为2m
【答案】BD
【详解】加速度—时间(a﹣t)图像与时间轴围成的面积等于对应时间内的速度变化量Δv,质点从静止开始运动,初速度v0=0
因此某时刻的速度v=Δv
加速度与速度同向时,物体始终做加速运动;
A.0~2s内先加速后减速0~2s内,加速度a始终为正值,与速度方向(正方向)始终相同,因此质点全程做加速运动,仅加速度先增大后减小,属于加速度先增后减的变加速直线运动,并非先加速后减速,故A错误;
B.1s末的速度大小为 1m/s,根据a﹣t图像的面积规律,1s末的速度等于0~1s内图线与时间轴围成的三角形面积:,故B正确;
C.0~1s内的平均速度大小为0.5m/s,平均速度公式
仅适用于匀变速直线运动,0~1s内质点做加速度逐渐增大的变加速直线运动,v﹣t图像为向上凸的曲线,相同时间内的位移小于匀加速直线运动的位移,因此平均速度小于0.5m/s,故C错误;
D.0~2s内,质点的运动分为两个阶段:0~1s:加速度增大,速度从0增加到1m/s,
0~1s:加速度均匀增大的变加速直线运动初加速度a0=0,1s末加速度
平均加速度,因此1s末速度v1=v0+a1•t1=0+1×1m/s=1m/s,则,0~1s内任意时刻t的速度为v(t)=t2(0到t时刻的平均加速度,故
1~2s:加速度均匀减小的变加速直线运动初加速度,2s末加速度a2=0,平均加速度,
因此2s末速度v2=v1+a2•t2=1+1×1m/s=2m/s,同理,1~2s内任意时刻t的速度为v(t)=﹣t2+4t﹣2
v﹣t图像是开口向上的抛物线,从(0,0)到(1,1)对应面积(位移)
1~2s的位移x2v﹣t图像是开口向下的抛物线,从(1,1)到(2,2),对应面积(位移)
总位移计算0~2s内的总位移:,故D正确。
故选:BD。
题型三 加速度
【例题精讲练】
【例1】(2026•汾阳市校级开学)某次环台岛演习中,山东舰航母编队亮相在台岛东侧的太平洋演训场,歼—15舰载机参与了本次演习。下列说法正确的是( )
A.歼—15舰载机远距离巡航时可以将航母看成质点
B.歼—15舰载机起降时可以将航母看成质点
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,平均速度不为0
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,加速度始终为0
【答案】A
【详解】A.歼—15舰载机远距离巡航时,不考虑航母的大小,可以将航母看成质点,故A正确;
B.舰载机起降时,需要精确关注航母甲板的长度、位置、跑道方向等细节,航母自身大小形状不能忽略,不能看成质点,故B错误;
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,位移为零,所以平均速度也为0,故C错误;
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,由于做曲线运动,所以加速度不为0,故D错误。
故选:A。
【例2】(多选)(2026秋•海淀区校级月考)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是运动的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】AB
【详解】A、机器人转弯时,物体做曲线运动,速度发生变化就一定存在加速度,因此加速度大小一定不为零,故A正确;
B、以冲刺的机器人为参考系,终点的裁判员相对于机器人的位置在不断变化,可知站在终点的裁判员是运动的,故B正确;
C、研究机器人奔跑的姿态时,不能忽略其大小和形状,因此不可将机器人视为质点,故C错误;
D、21.0975km是机器人运动轨迹的长度,属于路程,路程与时间的比值是平均速率,平均速度大小等于位移与时间的比值,故D错误。
故选:AB。
【变式训练1】(2026•模拟)某同学在汽车内观察速度计指针位置的变化,开始时,指针指在如图甲所示的位置,经过2s后,指针指在如图乙所示的位置。若汽车做匀变速直线运动,则它的加速度大小约为( )
A.20m/s2 B.11m/s2 C.5.6m/s2 D.2.8m/s2
【答案】C
【详解】由题图可知,初速度为,末速度为,根据加速度的定义式,代入数据得a≈5.6m/s2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026秋•重庆月考)2024年11月4日凌晨,神舟18号载人飞船成功返回了地球,返回舱在匀减速下降阶段,说法正确的是( )
A.11月4日1时29分许是时间间隔
B.速度减小得越来越慢
C.加速度越来越大
D.速度方向与加速度方向相反
【答案】D
【详解】A.11月4日凌晨是时刻,不是时间间隔,故A错误;
BC.返回舱在匀减速下降阶段,加速度不变,可知速度减小的快慢不变,故BC错误;
D.返回舱在匀减速下降,可知速度方向与加速度方向相反,故D正确。
故选:D。
【变式训练3】(多选)(2026春•凌源市期末)急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式为。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0~4s”内将急动度设定为:j=﹣2t+4(m•s﹣3)。已知t=0时,a0=0;t=2s时,。下列关于汽车在起步阶段“0~4s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加
B.汽车在0∼2s内速度变化量大于2m/s
C.汽车在t=2s时加速度达到最大值
D.汽车在t=2s时速度达到最大值
【答案】BC
【详解】由题意可得急动度定义式为,即单位时间内加速度的变化量,即为加速度的变化率。
根据急动度的定义式变形得Δa=j•Δt,要得到某时刻加速度,需累加各时间段加速度变化。
已知 j=﹣2t+4,t=0 时 a0=0,推导加速度随时间关系式:把时间分成无数极短Δt,每段加速度增量Δa=jΔt,全部累加:a=a0+∑j•Δt
代入j=﹣2t+4,结合高中微元思想计算得加速度函数:a(t)=﹣t2+4t
验证:t=2s,a=(﹣22+4×2)m/s2=4m/s2,和题干条件吻合。
A.根据a(t)=﹣t2+4t可知说明加速度并不是随时间均匀变化的,故A错误;
B.速度变化量Δv等于a﹣t图像与时间轴围成的面积。a(t)=﹣t2+4t是开口向下的抛物线,根据几何关系计算出0~2s图像面积即速度变化量明显大于4m/s,故B正确;
C.根据a(t)=﹣t2+4t是开口向下的二次函数,二次函数顶点处取最大值。对称轴 ,所以t=2s时加速度最大,则最大加速度为,故C正确;
D.速度增大或减小判断依据:加速度的正负情况。令a(t)=﹣t2+4t>0,解得0<t<4s。0∼4s全程加速度均为正值,汽车一直做加速运动,t=4s速度才最大,故D错误。
故选:BC。
【题型强化练】
1.(2026•金坛区校级开学)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是静止的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】A
【详解】A.机器人转弯时,物体做曲线运动,速度发生变化就一定存在加速度,因此加速度大小一定不为零,故A正确;
B.以冲刺的机器人为参考系,终点的裁判员相对于机器人的位置在不断变化,可知站在终点的裁判员是运动的,故B错误;
C.研究机器人奔跑的姿态时,不能忽略其大小和形状,因此不可将机器人视为质点,故C错误;
D.21.0975km是机器人运动轨迹的长度,属于路程,路程与时间的比值是平均速率,不是平均速度的大小,故D错误。
故选:A。
2.(2026•模拟)一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,则汽车的加速度大小为( )
A.2.5m/s2 B.4m/s2 C.5m/s2 D.10m/s2
【答案】C
【详解】根据加速度的定义式可得加速度大小为:am/s2=5m/s2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
3.(2026•衡水校级开学)秋日林间,一只松鼠静立在树枝上。当人缓步靠近时,松鼠在察觉到危险的极短时间内迅速窜向树干高处。该现象主要体现松鼠启动瞬间拥有较大的( )
A.加速度 B.瞬时速度
C.速度变化量 D.位移
【答案】A
【详解】松鼠在察觉到危险的极短时间内迅速窜向树干高处,松鼠初始静止,启动过程时间极短,在很短时间内速度迅速增大。根据加速度定义,短时间内实现速度变化,说明启动瞬间加速度较大,启动瞬间瞬时速度很小,速度变化量、位移也不大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.(2026•宿州校级开学)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N为树木序号,纵坐标t为对应树木出现的时刻,t3~t4内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.t1~t2内的路程等于t2~t3内的路程
B.图线上某点的斜率代表瞬时速度的大小
C.t1~t2内的平均速度大于t2~t3内的平均速度
D.t2~t5内,汽车先做减速运动,再做加速运动,最后减速运动
【答案】C
【详解】树木是等间距d的,故t﹣N图像可类比t﹣x图像。
AC.由图可知t1~t2内的路程为4d,大于t2~t3内的路程3d,汽车做单向直线运动时,位移大小等于路程,t1~t2内的时间小于t2~t3的时间,根据平均速度的定义,可知t1~t2内的平均速度大于t2~t3内的平均速度,故A错误,C正确;
B.根据x=vt可知,t﹣x图像斜率的倒数表示瞬时速度大小,故B错误;
D.由图知t2~t5时间内斜率先增大后减小,可知速度先减小后增大,即先做减速运动后做加速运动,故D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026春•海口校级月考)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车和电梯的设计等多种工作都用到急动度的概念。急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量,即,它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度,当交通工具的急动度为零时乘客感觉最舒适。如图所示为某新能源汽车从静止开始启动的一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。则有( )
A.0~5.0s时间内汽车的加速度增加得越来越快
B.5.0~10.0s时间内汽车匀加速运动
C.12.0s时刻汽车的加速度为零
D.10.0~12.0s时间内汽车加速度的增加量大小为0.8m/s2
【答案】AD
【详解】A.由图可知,0~5.0s时间内汽车的急动度增加,则汽车的加速度增加的越来越快,故A正确;
B.由图可知,5.0~10.0s时间内汽车的急动度不变,则汽车的加速度均匀增大,汽车做变加速运动,故B错误;
C.根据图像意义结合急动度的定义可知,j﹣t图线与时间轴围成的面积表示加速度的变化量,汽车从静止开始启动,0∼12s内图线与时间轴围成的面积为正值,则汽车在12.0s时刻的加速度比开始启动时的加速度增加了,加速度不为0,故C错误;
D.j﹣t图像的面积表示加速度的变化量,10.0~12.0s时间内汽车加速度的变化量大小为:
故D正确。
故选:AD。
题型四 x-t图像与v-t图像的理解和应用
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•佛山校级月考)甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动,其v﹣t图像如图所示。关于两物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.在t=2s时,甲的速度方向发生改变
B.在t=4s时,甲、乙相遇
C.0~6s内,甲、乙平均速度相同
D.在t=1s时,乙在甲前方
【答案】D
【详解】A.由图可知,t=2s时甲的速度方向没有发生变化,故A错误;
B.根据v﹣t图线与坐标轴所围面积表示物体的位移,可得0~4s内甲乙两物体的位移不同,所以二者不会在t=4s时相遇,故B错误;
C.0~6s内,甲、乙两物体的位移分别为,由平均速度公式,可知甲、乙平均速度不相同,故C错误;
D.0~1s内,甲、乙两物体的位移分别为,所以乙在甲前方,故D正确。
故选:D。
【例2】(多选)(2026•模拟)如图甲所示是一种无人配送小车,在某次性能测试时,其位移x与时间t的关系可用图乙所示的图像表示,则下列说法正确的是( )
A.小车做匀减速直线运动,加速度大小为6m/s2
B.小车做匀加速直线运动,初速度大小为9m/s
C.前2s内小车的位移大小为6.75m
D.第2s末,小车的速度大小为3m/s
【答案】AC
【详解】AB、由匀变速直线运动的位移—时间关系可得:,整理可得:,结合图乙可知,,,解得:a=﹣6m/s2,v0=9m/s,由此可知小车做匀减速直线运动,加速度大小为6m/s2,初速度大小为9m/s,故A正确,B错误;
CD、小车刹车时间为:,可知2s时小车已经停止运动,所以第2s末的速度为0,则前2s内小车的位移大小为:,故C正确,D错误。
故选:AC。
【变式训练1】(2026•武进区校级模拟)一个物体做直线运动的v﹣t图像如图所示,则物体在前6s内位移大小为( )
A.12m B.6m C.11m D.10m
【答案】C
【详解】v﹣t图像面积代表位移,物体在前6s内位移大小为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式训练2】(2025秋•冀州区校级月考)如图甲、乙所示为某物体在0~t1时间内运动的x﹣t图线和v﹣t图线,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的运动
C.图甲中时刻,图线的斜率为
D.x1﹣x0t1
【答案】C
【详解】AB.x﹣t图线和v﹣t图线只能用来描述直线运动的规律,由乙图(v﹣t图像)可知,物体做加速度恒定的匀减速直线运动,故AB错误;
C.由A可知物体做匀变速运动,则中间时刻的速度等于全程的平均速度,则图甲中时刻,图线的斜率为,故C正确;
D.乙图(v﹣t图像)所围面积表示物体运动的位移,即有,故D错误。
故选:C。
【变式训练3】(多选)(2026秋•单元)一辆汽车在平直道路上行驶,以x表示它相对于出发点的位移,汽车在0到40s这段时间的x﹣t图像如图所示,关于汽车在这段时间内的运动情况,下列说法正确的是( )
A.汽车在第1个10s内速度大小为3m/s
B.汽车在第2个10s内做匀速直线运动
C.汽车在0到20s内的平均速度为3m/s
D.汽车最远位置到出发点的距离为30m
【答案】AD
【详解】A.由x﹣t图像的斜率表示速度,前十秒内做匀速直线运动,速度,故A正确;
B.第二个十秒对应的x﹣t图像为水平直线,斜率为零,速度为零,静止不动,故B错误;
C.由平均速度定义,0到20秒内的平均速度,故C错误;
D.汽车相对出发点的位移最大值为图像的最大纵坐标30m,因此最远位置到出发点的距离为30m,故D正确。
故选:AD。
【题型强化练】
1.(2026•高邮市开学)汽车沿平直公路先加速一段时间,再减速至停止,其位移—时间、速度—时间的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AB.汽车沿平直公路先加速一段时间,再减速至停止,位移一直增大,结合x﹣t图像斜率的意义可知,位移—时间图像的斜率先增大后减小最后斜率为零,故A正确,B错误;
C.图像显示物体先向负向减速,后向正向加速,与题目的描述不符,故C错误;
D.图像显示物体先向正向减速,后向负向加速,与题目的描述不符,故D错误。
故选:A。
2.(2026•贺州开学)某新能源汽车配备了自动驾驶技术,该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试验时,a、b两车(均可视为质点)从同一地点由静止开始沿同一直线运动的v﹣t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.2t0时刻,两车相遇
B.0~2t0时间内,a车的平均速度比b车的大
C.0~2t0时间内,a、b两车的距离先变大后变小
D.2t0时刻后,两车距离不断增大
【答案】B
【详解】ACD、结合v﹣t图像,两车从同一地点出发,0~2t0时间内a车的速度始终大于b车的速度,则a车在前,b车在后,且两车之间的距离一直变大;
2t0时刻后,b车速度大于a车速度,两车距离不断减小;
当b车追上a车后,两车距离不断增大,故ACD错误;
B、0~2t0时间内,相同时间内,a车的位移大于b车,a车的平均速度比b车的大,故B正确。
故选:B。
3.(2026•宿松县校级开学)如图所示是一个质点在运动过程中的位置—时间(x﹣t)图像中的一段,该曲线为抛物线的一部分,图线上A、B、C三点是质点在运动过程中所对应位置,关于该质点的运动,以下说法正确的有( )
A.该质点做的是曲线运动
B.该质点做的是匀加速直线运动
C.质点在t=3s时的速度等于2m/s
D.质点从0时刻开始到速度为0时,位移为12.25m
【答案】D
【详解】AB、结合,该曲线为抛物线的一部分,该质点的运动一定为匀变速直线运动,位移—时间图线的切线斜率在减小,速度减小,故该匀变速运动为匀减速直线运动,故A错误、B错误;
C、将t1=1s,x1=6m,t2=2s,x2=10m,分别代入
代入数据可得质点的初速度大小v0=7m/s,加速度大小a=2m/s2
质点在t3=3s时的速度v3=v0﹣at3
代入数据可得v3=1m/s,故C错误;
D、0时刻到速度为0位移为
代入数据可得s=12.25m,故D正确。
故选:D。
4.(2026•模拟)甲、乙两物体同时出发沿一条直线运动,它们的位置﹣时间关系(x﹣t图像)如图1所示:丙、丁两物体同时出发沿一条直线运动,它们的速度—时间关系(v﹣t图像)如图2所示。根据图中信息判定下列说法中正确的是( )
A.物体甲的速度大于物体乙的速度
B.在t0时刻物体乙的运动方向发生改变
C.在2t0时刻物体丙、丁的速度相同
D.在t0时刻物体丁的加速度方向发生改变
【答案】C
【详解】AB、由x﹣t图像可知,甲、乙两物体分别沿x轴负方向、正方向做匀速直线运动;x﹣t图像斜率的绝对值表示速度大小,物体甲的速度大小为
物体乙的速度大小为
物体甲的速度小于物体乙的速度,故AB错误;
CD、由v﹣t图像可知,在2t0时刻,丙、丁的速度相同;v﹣t图像的斜率表示加速度,物体丁做匀加速直线运动,斜率大于零,故物体丁的加速度方向始终是正方向,故C正确,D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026•绵阳校级开学)甲、乙两位同学在两相邻直赛道比赛,t=0时同时起跑,t4时刻同时到达终点,其速度—时间图像如图所示,下列描述正确的是( )
A.0~t1时间内甲、乙两同学都在做加速直线运动
B.t1~t2时间内甲、乙两同学保持相对静止
C.0~t3时间内甲同学的路程等于乙同学的路程
D.t3时刻甲同学的速度等于乙同学的速度
【答案】AD
【详解】A、0~t1时间内甲、乙的图像都是倾斜向上的直线,速度v都在增大,物体做的是加速直线运动,故A正确;
B、t1~t2时间内甲、乙的图像在v轴的高度不同,两者速度大小不同,不能保持相对静止,故B错误;
C、0~t3时间内(不含两始末端点),乙的速度一直大于甲的速度,经过相同时间,乙的路程大于甲的路程,故C错误;
D、v﹣t图像的交点代表速度相等,t3时刻甲同学的速度等于乙同学的速度,故D正确。
故选:AD。
【真题回顾】
1.(2026•浙江)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是静止的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】A
【详解】A、机器人途中转弯时,机器人的速度发生变化,具有加速度,则加速度大小一定不为零,故A正确;
B、以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是运动的,故B错误;
C、研究机器人在奔跑过程中的姿态时,机器人的大小和形状不能忽略,故不能将机器人视为质点,故C错误;
D、由题意可知“21.0975km”是路程,由平均速率的定义可知“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速率的大小,故D错误。
故选:A。
2.(2026•广西)下列情况中,平陆运河中的船可以忽略大小与形状看作质点的是( )
A.过船闸口时
B.掉转船头时
C.以10km/h的平均速率行驶时
D.躲避暗礁时
【答案】C
【详解】A、过船闸口时,需考虑船的长度、宽度与闸口的匹配关系,船的大小形状不可忽略,故A错误;
B、掉转船头时,研究的是船的姿态转动,船的形状、大小不可忽略,故B错误;
C、研究船以10km/h的平均速率行驶时,船的形状、大小对平均速率没有影响,可以忽略,故C正确;
D、躲避暗礁时,需考虑船的大小、各部位位置以避免触礁,大小形状不可忽略,故D错误。
故选:C。
3.(2026•河北)某同学健身时,哑铃被举高0.5m后再回到原位置,如图所示。如此重复10次,哑铃的位移大小为( )
A.0 B.5m C.10m D.11m
【答案】A
【详解】位移只与初末位置有关,哑铃重复十次后回到原位置,初末位置重合,位移大小为零,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.(2026•山西)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A.位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
【答案】A
【详解】A.位移由初末位置决定,两种运输方式起点都是P点、终点都是Q点,初末位置完全相同,故位移一定相同,故A正确;
B.路程是运动轨迹的实际长度,无人机和新能源货车的运动路径不同,轨迹长度不同,故路程不一定相同,故B错误;
C.运动时间取决于运输速度和路径,无人机与航班车的运动速度不同,故时间不一定相同,故C错误;
D.平均速度等于位移与时间的比值,位移相同但时间不同,故平均速度不一定相同,故D错误。
故选:A。
5.(2026•浙江)下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼﹣35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【答案】A
【详解】A、研究图甲中“四川舰”的航行路径时,舰艇的大小对于航行路径来说可以忽略不计,因此可以看成质点,故A正确;
B、研究图乙中“歼﹣35”战斗机的飞行姿态时,不能看成质点,若看成质点,就没有姿态了,故B错误;
C、研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式时,需要调整相对位置和姿态,形状和大小均不能忽略,因此不能看成质点,故C错误;
D、研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程时,需要调整潜水器方位使其回舱,这时形状和大小均不能忽略,因此不能看成质点,故D错误。
故选:A。
6.(2026•黑龙江)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约7500km,起点到终点的直线距离约2000km。此过程( )
A.该车的路程约为2000km
B.该车的位移大小约为7500km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
【答案】D
【详解】A.该车的路程指实际里程距离,故路程约为7500km,故A错误;
B.该车的位移大小为起点到终点的直线距离,故位移大小约为2000km,故B错误;
C.某时刻该车速度计显示的是当前时刻的速度,即瞬时速率,故C错误;
D.该车的运动轨迹远远大于车长,故可以忽略车的大小、形状,可以视为质点,故D正确;
故选:D。
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专题01 描述运动的基本物理量
【题型演练】
题型一 质点、参考系、时刻和时间间隔、位移和路程
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•南通月考)2026年8月16日,在全国田径锦标赛女子链球决赛中,19岁选手张家乐以78.64米的成绩夺得冠军并打破亚洲纪录。下列说法中正确的是( )
A.“78.64米”指的是链球运动的位移
B.“78.64米”指的是链球运动的路程
C.研究链球的飞行轨迹时,可将链球看作质点
D.研究链球的投掷动作时,可将链球看作质点
【答案】C
【详解】A.“78.64米”是链球从投掷点到落地点的实际运动轨迹的长度,而位移是从初始位置指向末位置的有向线段的长度,链球运动轨迹是曲线,所以“78.64米”不是链球运动的位移,故A错误;
B.“78.64米”是链球实际运动轨迹的长度,路程是物体实际运动轨迹的总长度,所以“78.64米”指的是链球运动的路程,故B错误;
C.研究链球的飞行轨迹时,链球的大小和形状相对于其飞行轨迹来说可以忽略不计,所以可将链球看作质点,故C正确;
D.研究链球的投掷动作时,链球的大小和形状不能忽略不计,否则无法研究其投掷动作,所以不可将链球看作质点,故D错误。
故选:C。
【例2】(多选)(2023秋•岳阳期末)将近1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。下列有关诗中描述情境的说法正确的有( )
A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中不可以将船视为质点
B.“卧看满天云不动”是以船为参考系
C.“卧看满天云不动”是指“云与我”相对河岸静止
D.“云与我俱东”即“云与我”相对于河岸向东运动
【答案】BD
【详解】A、“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中是穿在半日的路程是百里,这个过程不用考虑船的大小和形状,船的大小和形状对问题没有影响,故可以将船视为质点,A错误;
BC、“卧看满天云不动”描述的是人相对于云静止,所以是以船为参考系,“云与我”相对船静止,相对于河岸是运动的,B正确,C错误;
D、“云与我俱东”表示“云与我”相对于河岸向东运动,D正确。
故选:BD。
【变式训练1】(2026•安康模拟)2025年12月起,全国铁路实行新运行图。D1921次动车组列车从成都东站开往西安北站,其官方时刻表(部分)如下:
站名
到站时间
开车时间
成都东站
—
07:18
广元站
09:42
09:44
汉中站
10:53
10:55
西安北站
12:26
—
下列叙述中,表示时刻的是( )
A.列车从成都东站至西安北站共运行5小时8分钟
B.列车在汉中站停车办理客运业务历时2分钟
C.列车于07时18分由成都东站准时发车
D.列车自广元站出发后经1小时9分钟抵达汉中站
【答案】C
【详解】时刻指时间轴上的一个点,表示某一刻时;时间间隔指两个时刻之间的持续时间。
A.描述列车从成都东站至西安北站的总运行时间为5小时8分钟,属于时间间隔,故A错误;
B.描述列车在汉中站停车持续时间为2分钟,属于时间间隔,故B错误;
C.描述列车发车的具体时间点“07时18分”,属于时刻,故C正确;
D.描述列车从广元站到汉中站的运行持续时间为1小时9分钟,属于时间间隔,故D错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026•模拟)2025年九三阅兵展示了我军大量先进装备,下列描述中的研究对象可以看作质点的是( )
A.研究甲图空中加油机的加油动作
B.研究乙图坦克履带的构造
C.研究丙图军舰的航行轨迹
D.研究丁图武装直升机螺旋桨的转动
【答案】C
【详解】A.根据题意分析可知,研究空中加油机的加油动作时,需要关注加油机与受油机的相对位置、姿态以及对接口的具体位置,飞机的形状和大小不能忽略,故不能看作质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究坦克履带的构造时,需要分析履带的形状、结构及各部件的连接方式,物体的形状和大小是研究的核心,不能忽略,故不能看作质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,研究军舰的航行轨迹时,军舰的大小和形状相对于广阔的海洋航行距离来说可以忽略不计,只关注其位置的变化,故可以看作质点,故C正确;
D.根据题意分析可知,研究武装直升机螺旋桨的转动时,螺旋桨上各点的运动情况不同(如线速度大小不同),需要考虑其形状和大小,故不能看作质点,故D错误。
故选:C。
【变式训练3】(多选)(2024秋•泉州期中)如图所示,一辆车沿着笔直的公路向东做匀速直线运动。某时起,位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动,经过一段时间,甲到达车厢前壁的同时,乙刚好到达车厢后壁,则在这段时间内( )
A.甲、乙两人相对地面移动的速率相等
B.甲、乙两人相对车厢移动的速率相等
C.站在地面不动的人观察到甲一定向东移动
D.站在地面不动的人观察到乙一定向西移动
【答案】BC
【详解】AB、某时起,位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动,如果以地面为参考系,此时车是沿着笔直的公路向东做匀速直线运动,需要考虑车的速率,甲相对地面移动的速率等于车速加甲的速度;乙相对地面移动的速率等于车速减乙的速度;如果以车为参考系,即车是不动的,甲、乙从车的中点同时到达车厢的前后壁,则甲、乙两人相对车厢移动的速率相等,故A错误,B正确;
CD、站在地面不动的人观察,是以地面为参考系,那么甲和车都是向东运动,所以站在地面不动的人观察到甲一定向东移动;但是车向东运动,乙是向西运动,因为车和乙的速率未知,所以站在地面不动的人观察到乙不一定向西移动,故C正确,D错误;
故选:BC。
【题型强化练】
1.(2026秋•浙江月考)如图为2026年美加墨世界杯赛场上某球员主罚任意球时的场景。在下列问题中,足球可被看作质点的是( )
A.研究足球踢出后的转动效果
B.研究足球与球员脚接触时的受力部位
C.研究足球从罚球点飞向球门的飞行轨迹
D.研究足球击中球门立柱时发生的形变情况
【答案】C
【详解】A.根据题意分析可知,研究足球踢出后的转动效果,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究足球与球员脚接触时的受力部位,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,研究足球从罚球点飞向球门的飞行轨迹,可以忽略足球的大小和形状,将足球看成质点,故C正确;
D.根据题意分析可知,研究足球击中球门立柱时发生的形变情况,不能忽略足球的大小和形状,不能将足球看成质点,故D错误。
故选:C。
2.(2026•冀州区校级开学)11月5日,我国第三艘航空母舰——中国人民解放军海军福建舰正式入列,标志着我国进入三航母时代。图为甲板上的指挥官正在指挥舰载机从航母上弹射起飞,下列说法正确的是( )
A.研究舰载机起飞动作时,可以将飞机看成质点
B.飞机起飞后,研究飞机在茫茫大海上的位置时,不能看成质点
C.以航母为参考系,飞机向后运动
D.飞行员以自身为参考系,甲板上的指挥官在向后运动
【答案】D
【详解】A.根据题意分析可知,研究舰载机起飞动作时,需要关注飞机的姿态、机翼动作等细节,不能忽略飞机的形状和大小,因此不能将飞机看成质点,故A错误;
B.根据题意分析可知,研究飞机在大海上的位置时,飞机的大小和形状相对于广阔的大海可以忽略,所以能看成质点,故B错误;
C.根据题意分析可知,飞机弹射起飞,相对航母向前飞。则以航母为参考系,飞机向前运动。故C错误;
D.根据题意分析可知,飞行员以自身为参考系,飞机起飞后向前运动,因此会看到甲板上的指挥官向后运动,故D正确。
故选:D。
3.(2026•银川模拟)如图为某导航软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,大众常选的“184公里”对应“2小时16分”。下列说法正确的是( )
A.“2小时16分”为时刻
B.“184公里”为位移
C.记录全程运动时间不能将车辆视为质点
D.根据大众常选的两个数据,可以算出整个路段汽车行驶的平均速率
【答案】D
【详解】A.“2小时16分”是行驶一段路程所用的时长,属于时间间隔,并非时刻,故A错误;
B.“184公里”是汽车实际行驶的路径长度,属于路程,位移是从初位置到末位置的有向线段,二者不同,故B错误;
C.记录全程运动时间时,汽车的形状和大小对所考查的时间无影响,可将其视为质点,故C错误;
D.平均速率是路程与时间的比值,根据大众常选的“184公里”路程和“2小时16分”的时间,可计算出整个路段汽车行驶的平均速率,故D正确。
故选:D。
4.(2026•高邮市开学)2026年7月24日7时33分,我国“力箭一号”运载火箭成功将五颗卫星依次送入预定轨道(近地卫星轨道)。下列说法正确的是( )
A.星箭分离时,星箭间相对静止
B.研究卫星姿态调整时,可以将卫星视为质点
C.火箭从发射到星箭分离过程,路程与位移大小相等
D.卫星入轨后运行60min,路程大于位移大小
【答案】D
【详解】A、相对静止的条件是两物体相对速度为0,星箭分离时二者存在相对运动,故A错误;
B、质点是忽略大小、形状的只有质量的点,是突出主要因素、忽略次要因素的理想化模型,研究卫星姿态调整时,卫星的姿态、自身转动是研究核心,不能忽略其大小形状,不能视为质点,故B错误;
C、只有单向直线运动中,路程才等于位移大小。由实际情况可知,火箭发射到星箭分离的过程轨迹不是单向直线,路程大于位移大小,故C错误;
D、卫星入轨后做圆周运动(曲线运动),60min内轨迹为一段圆弧,路程是圆弧的长度,位移大小是初末位置的弦长,因此路程大于位移大小,故D正确。
故选:D。
题型二 平均速度和瞬时速度
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•浙江月考)2026年4月19日在北京亦庄举办机器人半马,起点为北京亦庄通明湖畔科创十七街,终点为南海子公园,全程21.0975公里。荣耀公司“齐天大圣”队的“闪电”机器人以50分26秒夺冠,是全球首个人形机器人半马赛事的历史性突破,下列说法正确的是( )
A.50分26秒是指时间间隔
B.以“闪电”机器人为参考系,路旁的陪跑运动员一定向后运动
C.“闪电”机器人的平均速度约为25km/h
D.研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,不可以将它视为质点
【答案】A
【详解】A.根据题意分析可知,50分26秒对应的是机器人跑完半程马拉松这一过程所用的时间长度,是指时间间隔,故A正确;
B.根据题意分析可知,以“闪电”机器人为参考系,若陪跑运动员的速度小于机器人的速度,则陪跑运动员向后运动;若陪跑运动员的速度大于机器人的速度,则陪跑运动员向前运动,故B错误;
C.根据题意分析可知,全程21.0975公里是指路程,则
平均速度等于位移与时间的比值,由于半马赛道不是直线,位移大小小于路程,故平均速度大小小于25km/h,故C错误;
D.根据题意分析可知,研究“闪电”机器人从起点到终点的轨迹时,机器人的大小和形状相对于21公里的路程可以忽略不计,可以将它视为质点,故D错误。
故选:A。
【例2】(多选)(2026秋•同步)小军去看电影,从家出发沿直线步行2x距离到达电影院,步行所用时间为t,在电影院用2t时间观影,观影结束后沿直线原路返回步行x距离到达公园门口,用时为0.5t,则小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中,下列说法正确的是( )
A.平均速度大小为 B.平均速度大小为
C.平均速率为 D.平均速率为
【答案】AC
【详解】AB.平均速度是位移与所用时间的比值,故小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中平均速度大小为,故A正确,B错误;
CD.平均速率是路程与时间的比值,故小军从家到电影院再返回到公园门口的过程中平均速率为,故C正确,D错误。
故选:AC。
【变式训练1】(2026•福建开学)暑假期间,某同学跟随家人自驾从A地前往B地旅游,导航软件上显示的路线信息如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中“1小时57分”表示时刻
B.图中“158公里”表示位移大小
C.该家人往返A、B两地一次的平均速度为0
D.该家人往返A、B两地一次的平均速率为0
【答案】C
【详解】A.图中“1小时57分”表示时间,不是时刻,故A错误;
B.图中“158公里”表示路程,不是位移大小,故B错误;
C.该家人往返A、B两地一次的位移为0,则平均速度为0,故C正确;
D.该家人往返A、B两地一次的路程不为0,则平均速率不为0,故D错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026•模拟)物体沿直线做加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m……第ns内的位移是nm,由此可知( )
A.物体一定是做匀加速直线运动
B.物体的初速度一定不是0
C.物体的加速度一定是1m/s2
D.物体在前5s内的平均速度一定是3m/s
【答案】D
【详解】A、各时间段内位移随时间增加,可判断,一定不是匀加速直线运动,但无法确定各段时间内的具体运动形式,故无法判断物体是否做的匀加速直线运动;同时也无法得出物体的初速度及加速度;在相等时间内的位移之差是一恒量,可知物体可能做匀加速直线运动,故ABC错误;
D、由可得,此物体在前5s内的平均速度为,故D正确。
故选:D。
【变式训练3】(多选)(2026•长沙学业考试)如图所示为我国的太极图,图中大圆的半径为20m,圆心在O点,A、C两点之间的连线是直径,大圆内“S”形曲线由两个半径均为10m的半圆弧连接而成。某人晨练时6:30从图中A点出发,沿图中所示路径ABCOA进行(在COA运动指沿“S”形曲线运动),6:34返回A点,关于此人的运动,下列说法正确的是(π取3.14)( )
A.位移大小为0
B.路程为125.6m
C.平均速度大小为0.52m/s
D.平均速率约为0.52m/s
【答案】ABD
【详解】A.位移指由初位置指向末位置的有向线段,此人初、末位置相同,所以位移大小为0,故A正确;
B.此人运动的路程为s=πR+2πr=3.14×20m+2×3.14×10m=125.6m
故B正确;
C.平均速度大小等于位移的大小与时间的比值,位移大小为0,故平均速度为0,故C错误;
D.平均速率等于路程与时间的比值,约为
故D正确。
故选:ABD。
【题型强化练】
1.(2026•模拟)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约7500km,起点到终点的直线距离约2000km。此过程( )
A.该车的路程约为2000km
B.该车的位移大小约为7500km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
【答案】D
【详解】AB、路程是物体实际运动轨迹的长度,位移是初位置到末位置的有向线段。本题中总里程7500km是路程,起点至终点的直线距离2000km是位移大小,故AB错误;
C、汽车速度计显示的是某一时刻的瞬时速率,以显示汽车任一时刻的行驶情况,不是平均速度,故C错误;
D、研究该车的运动轨迹时,汽车自身的大小、形状相对于数千公里的运动路径可以忽略,因此可以将汽车视为质点,故D正确。
故选:D。
2.(2026•模拟)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,通过AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹所用的时间分别是1s、2s、3s、4s。下列说法不正确的是( )
A.物体在AB段的平均速度为1m/s
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体经过A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
【答案】D
【详解】AB、根据
代入数据可得,,故AB正确;
C、所选取的过程离A点越近,平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;
D、由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,B点虽然为中间时刻,不等于AC段的平均速度,D错误。
本题选择错误的,故选:D。
3.(2026•河北模拟)2025年,世界人形机器人运动会中,北京“天工”机器人以21.50秒夺得直线百米赛跑冠军。关于“天工”机器人,下列说法正确的是( )
A.赛跑过程中的合力始终为零
B.平均速度大小约为4.65m/s
C.机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度
D.分析机器人运动姿态时可将其视为质点
【答案】B
【详解】A、机器人赛跑过程中存在加速、减速阶段,速度是变化的,因此加速度不为零,根据牛顿第二定律F合=ma,加速度不为零时合力不为零,故A错误;
B、根据平均速度公式:,故B正确;
C、全程平均速度为约4.65m/s,但冲过终点线时的瞬时速度不一定大于平均速度,例如,若机器人全程以接近平均速度匀速运动,冲线时的瞬时速度可能等于或小于平均速度,故C错误;
D、分析机器人运动姿态时,需要考虑其肢体动作、形状等细节,不能忽略其大小和形状,因此不能视为质点,故D错误。
故选:B。
4.(2026•辽宁模拟)2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松赛在北京开跑,天工Ultra机器人用时2小时40分42秒跑完全程21.0975公里夺得冠军,如图所示为线路示意图。对天工Ultra机器人,下列说法正确的是( )
A.科研人员在观察其奔跑姿态时可将其视为质点
B.全程的平均速度大小约为2.2m/s
C.在匀速率跑过弯道时加速度并不为零
D.跑过前、后半程的平均速度相同
【答案】C
【详解】A、研究机器人跑步的奔跑姿态时,需要关注其肢体细节,不能将其视为质点,故A错误;
B、平均速度是位移与所用时间的比值,而题目只给了路程,无法求出平均速度,故B错误;
C、在机器人匀速率跑过弯道时,速度的方向发生变化,所以加速度并不为零,故C正确;
D、题目只给了路程,无法求出前、后半程的平均速度,故D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026•道里区校级二模)质点从静止开始做直线运动的加速度—时间(a﹣t)图像如图所示,由图可知质点( )
A.0~2s内先加速后减速
B.1s末的速度大小为1m/s
C.0~1s内的平均速度大小为0.5m/s
D.0~2s内的位移大小为2m
【答案】BD
【详解】加速度—时间(a﹣t)图像与时间轴围成的面积等于对应时间内的速度变化量Δv,质点从静止开始运动,初速度v0=0
因此某时刻的速度v=Δv
加速度与速度同向时,物体始终做加速运动;
A.0~2s内先加速后减速0~2s内,加速度a始终为正值,与速度方向(正方向)始终相同,因此质点全程做加速运动,仅加速度先增大后减小,属于加速度先增后减的变加速直线运动,并非先加速后减速,故A错误;
B.1s末的速度大小为 1m/s,根据a﹣t图像的面积规律,1s末的速度等于0~1s内图线与时间轴围成的三角形面积:,故B正确;
C.0~1s内的平均速度大小为0.5m/s,平均速度公式
仅适用于匀变速直线运动,0~1s内质点做加速度逐渐增大的变加速直线运动,v﹣t图像为向上凸的曲线,相同时间内的位移小于匀加速直线运动的位移,因此平均速度小于0.5m/s,故C错误;
D.0~2s内,质点的运动分为两个阶段:0~1s:加速度增大,速度从0增加到1m/s,
0~1s:加速度均匀增大的变加速直线运动初加速度a0=0,1s末加速度
平均加速度,因此1s末速度v1=v0+a1•t1=0+1×1m/s=1m/s,则,0~1s内任意时刻t的速度为v(t)=t2(0到t时刻的平均加速度,故
1~2s:加速度均匀减小的变加速直线运动初加速度,2s末加速度a2=0,平均加速度,
因此2s末速度v2=v1+a2•t2=1+1×1m/s=2m/s,同理,1~2s内任意时刻t的速度为v(t)=﹣t2+4t﹣2
v﹣t图像是开口向上的抛物线,从(0,0)到(1,1)对应面积(位移)
1~2s的位移x2v﹣t图像是开口向下的抛物线,从(1,1)到(2,2),对应面积(位移)
总位移计算0~2s内的总位移:,故D正确。
故选:BD。
题型三 加速度
【例题精讲练】
【例1】(2026•汾阳市校级开学)某次环台岛演习中,山东舰航母编队亮相在台岛东侧的太平洋演训场,歼—15舰载机参与了本次演习。下列说法正确的是( )
A.歼—15舰载机远距离巡航时可以将航母看成质点
B.歼—15舰载机起降时可以将航母看成质点
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,平均速度不为0
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,加速度始终为0
【答案】A
【详解】A.歼—15舰载机远距离巡航时,不考虑航母的大小,可以将航母看成质点,故A正确;
B.舰载机起降时,需要精确关注航母甲板的长度、位置、跑道方向等细节,航母自身大小形状不能忽略,不能看成质点,故B错误;
C.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,位移为零,所以平均速度也为0,故C错误;
D.若歼—15舰载机定速巡航环岛一圈,由于做曲线运动,所以加速度不为0,故D错误。
故选:A。
【例2】(多选)(2026秋•海淀区校级月考)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是运动的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】AB
【详解】A、机器人转弯时,物体做曲线运动,速度发生变化就一定存在加速度,因此加速度大小一定不为零,故A正确;
B、以冲刺的机器人为参考系,终点的裁判员相对于机器人的位置在不断变化,可知站在终点的裁判员是运动的,故B正确;
C、研究机器人奔跑的姿态时,不能忽略其大小和形状,因此不可将机器人视为质点,故C错误;
D、21.0975km是机器人运动轨迹的长度,属于路程,路程与时间的比值是平均速率,平均速度大小等于位移与时间的比值,故D错误。
故选:AB。
【变式训练1】(2026•模拟)某同学在汽车内观察速度计指针位置的变化,开始时,指针指在如图甲所示的位置,经过2s后,指针指在如图乙所示的位置。若汽车做匀变速直线运动,则它的加速度大小约为( )
A.20m/s2 B.11m/s2 C.5.6m/s2 D.2.8m/s2
【答案】C
【详解】由题图可知,初速度为,末速度为,根据加速度的定义式,代入数据得a≈5.6m/s2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式训练2】(2026秋•重庆月考)2024年11月4日凌晨,神舟18号载人飞船成功返回了地球,返回舱在匀减速下降阶段,说法正确的是( )
A.11月4日1时29分许是时间间隔
B.速度减小得越来越慢
C.加速度越来越大
D.速度方向与加速度方向相反
【答案】D
【详解】A.11月4日凌晨是时刻,不是时间间隔,故A错误;
BC.返回舱在匀减速下降阶段,加速度不变,可知速度减小的快慢不变,故BC错误;
D.返回舱在匀减速下降,可知速度方向与加速度方向相反,故D正确。
故选:D。
【变式训练3】(多选)(2026春•凌源市期末)急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式为。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0~4s”内将急动度设定为:j=﹣2t+4(m•s﹣3)。已知t=0时,a0=0;t=2s时,。下列关于汽车在起步阶段“0~4s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加
B.汽车在0∼2s内速度变化量大于2m/s
C.汽车在t=2s时加速度达到最大值
D.汽车在t=2s时速度达到最大值
【答案】BC
【详解】由题意可得急动度定义式为,即单位时间内加速度的变化量,即为加速度的变化率。
根据急动度的定义式变形得Δa=j•Δt,要得到某时刻加速度,需累加各时间段加速度变化。
已知 j=﹣2t+4,t=0 时 a0=0,推导加速度随时间关系式:把时间分成无数极短Δt,每段加速度增量Δa=jΔt,全部累加:a=a0+∑j•Δt
代入j=﹣2t+4,结合高中微元思想计算得加速度函数:a(t)=﹣t2+4t
验证:t=2s,a=(﹣22+4×2)m/s2=4m/s2,和题干条件吻合。
A.根据a(t)=﹣t2+4t可知说明加速度并不是随时间均匀变化的,故A错误;
B.速度变化量Δv等于a﹣t图像与时间轴围成的面积。a(t)=﹣t2+4t是开口向下的抛物线,根据几何关系计算出0~2s图像面积即速度变化量明显大于4m/s,故B正确;
C.根据a(t)=﹣t2+4t是开口向下的二次函数,二次函数顶点处取最大值。对称轴 ,所以t=2s时加速度最大,则最大加速度为,故C正确;
D.速度增大或减小判断依据:加速度的正负情况。令a(t)=﹣t2+4t>0,解得0<t<4s。0∼4s全程加速度均为正值,汽车一直做加速运动,t=4s速度才最大,故D错误。
故选:BC。
【题型强化练】
1.(2026•金坛区校级开学)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是静止的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】A
【详解】A.机器人转弯时,物体做曲线运动,速度发生变化就一定存在加速度,因此加速度大小一定不为零,故A正确;
B.以冲刺的机器人为参考系,终点的裁判员相对于机器人的位置在不断变化,可知站在终点的裁判员是运动的,故B错误;
C.研究机器人奔跑的姿态时,不能忽略其大小和形状,因此不可将机器人视为质点,故C错误;
D.21.0975km是机器人运动轨迹的长度,属于路程,路程与时间的比值是平均速率,不是平均速度的大小,故D错误。
故选:A。
2.(2026•模拟)一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,则汽车的加速度大小为( )
A.2.5m/s2 B.4m/s2 C.5m/s2 D.10m/s2
【答案】C
【详解】根据加速度的定义式可得加速度大小为:am/s2=5m/s2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
3.(2026•衡水校级开学)秋日林间,一只松鼠静立在树枝上。当人缓步靠近时,松鼠在察觉到危险的极短时间内迅速窜向树干高处。该现象主要体现松鼠启动瞬间拥有较大的( )
A.加速度 B.瞬时速度
C.速度变化量 D.位移
【答案】A
【详解】松鼠在察觉到危险的极短时间内迅速窜向树干高处,松鼠初始静止,启动过程时间极短,在很短时间内速度迅速增大。根据加速度定义,短时间内实现速度变化,说明启动瞬间加速度较大,启动瞬间瞬时速度很小,速度变化量、位移也不大,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.(2026•宿州校级开学)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N为树木序号,纵坐标t为对应树木出现的时刻,t3~t4内汽车通过隧道。关于汽车的运动,下列说法合理的是( )
A.t1~t2内的路程等于t2~t3内的路程
B.图线上某点的斜率代表瞬时速度的大小
C.t1~t2内的平均速度大于t2~t3内的平均速度
D.t2~t5内,汽车先做减速运动,再做加速运动,最后减速运动
【答案】C
【详解】树木是等间距d的,故t﹣N图像可类比t﹣x图像。
AC.由图可知t1~t2内的路程为4d,大于t2~t3内的路程3d,汽车做单向直线运动时,位移大小等于路程,t1~t2内的时间小于t2~t3的时间,根据平均速度的定义,可知t1~t2内的平均速度大于t2~t3内的平均速度,故A错误,C正确;
B.根据x=vt可知,t﹣x图像斜率的倒数表示瞬时速度大小,故B错误;
D.由图知t2~t5时间内斜率先增大后减小,可知速度先减小后增大,即先做减速运动后做加速运动,故D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026春•海口校级月考)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车和电梯的设计等多种工作都用到急动度的概念。急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量,即,它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度,当交通工具的急动度为零时乘客感觉最舒适。如图所示为某新能源汽车从静止开始启动的一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。则有( )
A.0~5.0s时间内汽车的加速度增加得越来越快
B.5.0~10.0s时间内汽车匀加速运动
C.12.0s时刻汽车的加速度为零
D.10.0~12.0s时间内汽车加速度的增加量大小为0.8m/s2
【答案】AD
【详解】A.由图可知,0~5.0s时间内汽车的急动度增加,则汽车的加速度增加的越来越快,故A正确;
B.由图可知,5.0~10.0s时间内汽车的急动度不变,则汽车的加速度均匀增大,汽车做变加速运动,故B错误;
C.根据图像意义结合急动度的定义可知,j﹣t图线与时间轴围成的面积表示加速度的变化量,汽车从静止开始启动,0∼12s内图线与时间轴围成的面积为正值,则汽车在12.0s时刻的加速度比开始启动时的加速度增加了,加速度不为0,故C错误;
D.j﹣t图像的面积表示加速度的变化量,10.0~12.0s时间内汽车加速度的变化量大小为:
故D正确。
故选:AD。
题型四 x-t图像与v-t图像的理解和应用
【例题精讲练】
【例1】(2026秋•佛山校级月考)甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动,其v﹣t图像如图所示。关于两物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.在t=2s时,甲的速度方向发生改变
B.在t=4s时,甲、乙相遇
C.0~6s内,甲、乙平均速度相同
D.在t=1s时,乙在甲前方
【答案】D
【详解】A.由图可知,t=2s时甲的速度方向没有发生变化,故A错误;
B.根据v﹣t图线与坐标轴所围面积表示物体的位移,可得0~4s内甲乙两物体的位移不同,所以二者不会在t=4s时相遇,故B错误;
C.0~6s内,甲、乙两物体的位移分别为,由平均速度公式,可知甲、乙平均速度不相同,故C错误;
D.0~1s内,甲、乙两物体的位移分别为,所以乙在甲前方,故D正确。
故选:D。
【例2】(多选)(2026•模拟)如图甲所示是一种无人配送小车,在某次性能测试时,其位移x与时间t的关系可用图乙所示的图像表示,则下列说法正确的是( )
A.小车做匀减速直线运动,加速度大小为6m/s2
B.小车做匀加速直线运动,初速度大小为9m/s
C.前2s内小车的位移大小为6.75m
D.第2s末,小车的速度大小为3m/s
【答案】AC
【详解】AB、由匀变速直线运动的位移—时间关系可得:,整理可得:,结合图乙可知,,,解得:a=﹣6m/s2,v0=9m/s,由此可知小车做匀减速直线运动,加速度大小为6m/s2,初速度大小为9m/s,故A正确,B错误;
CD、小车刹车时间为:,可知2s时小车已经停止运动,所以第2s末的速度为0,则前2s内小车的位移大小为:,故C正确,D错误。
故选:AC。
【变式训练1】(2026•武进区校级模拟)一个物体做直线运动的v﹣t图像如图所示,则物体在前6s内位移大小为( )
A.12m B.6m C.11m D.10m
【答案】C
【详解】v﹣t图像面积代表位移,物体在前6s内位移大小为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式训练2】(2025秋•冀州区校级月考)如图甲、乙所示为某物体在0~t1时间内运动的x﹣t图线和v﹣t图线,由图可知,在0~t1时间内( )
A.物体做的是曲线运动
B.物体做加速度越来越小的运动
C.图甲中时刻,图线的斜率为
D.x1﹣x0t1
【答案】C
【详解】AB.x﹣t图线和v﹣t图线只能用来描述直线运动的规律,由乙图(v﹣t图像)可知,物体做加速度恒定的匀减速直线运动,故AB错误;
C.由A可知物体做匀变速运动,则中间时刻的速度等于全程的平均速度,则图甲中时刻,图线的斜率为,故C正确;
D.乙图(v﹣t图像)所围面积表示物体运动的位移,即有,故D错误。
故选:C。
【变式训练3】(多选)(2026秋•单元)一辆汽车在平直道路上行驶,以x表示它相对于出发点的位移,汽车在0到40s这段时间的x﹣t图像如图所示,关于汽车在这段时间内的运动情况,下列说法正确的是( )
A.汽车在第1个10s内速度大小为3m/s
B.汽车在第2个10s内做匀速直线运动
C.汽车在0到20s内的平均速度为3m/s
D.汽车最远位置到出发点的距离为30m
【答案】AD
【详解】A.由x﹣t图像的斜率表示速度,前十秒内做匀速直线运动,速度,故A正确;
B.第二个十秒对应的x﹣t图像为水平直线,斜率为零,速度为零,静止不动,故B错误;
C.由平均速度定义,0到20秒内的平均速度,故C错误;
D.汽车相对出发点的位移最大值为图像的最大纵坐标30m,因此最远位置到出发点的距离为30m,故D正确。
故选:AD。
【题型强化练】
1.(2026•高邮市开学)汽车沿平直公路先加速一段时间,再减速至停止,其位移—时间、速度—时间的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AB.汽车沿平直公路先加速一段时间,再减速至停止,位移一直增大,结合x﹣t图像斜率的意义可知,位移—时间图像的斜率先增大后减小最后斜率为零,故A正确,B错误;
C.图像显示物体先向负向减速,后向正向加速,与题目的描述不符,故C错误;
D.图像显示物体先向正向减速,后向负向加速,与题目的描述不符,故D错误。
故选:A。
2.(2026•贺州开学)某新能源汽车配备了自动驾驶技术,该车在红绿灯启停、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶。某次试验时,a、b两车(均可视为质点)从同一地点由静止开始沿同一直线运动的v﹣t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.2t0时刻,两车相遇
B.0~2t0时间内,a车的平均速度比b车的大
C.0~2t0时间内,a、b两车的距离先变大后变小
D.2t0时刻后,两车距离不断增大
【答案】B
【详解】ACD、结合v﹣t图像,两车从同一地点出发,0~2t0时间内a车的速度始终大于b车的速度,则a车在前,b车在后,且两车之间的距离一直变大;
2t0时刻后,b车速度大于a车速度,两车距离不断减小;
当b车追上a车后,两车距离不断增大,故ACD错误;
B、0~2t0时间内,相同时间内,a车的位移大于b车,a车的平均速度比b车的大,故B正确。
故选:B。
3.(2026•宿松县校级开学)如图所示是一个质点在运动过程中的位置—时间(x﹣t)图像中的一段,该曲线为抛物线的一部分,图线上A、B、C三点是质点在运动过程中所对应位置,关于该质点的运动,以下说法正确的有( )
A.该质点做的是曲线运动
B.该质点做的是匀加速直线运动
C.质点在t=3s时的速度等于2m/s
D.质点从0时刻开始到速度为0时,位移为12.25m
【答案】D
【详解】AB、结合,该曲线为抛物线的一部分,该质点的运动一定为匀变速直线运动,位移—时间图线的切线斜率在减小,速度减小,故该匀变速运动为匀减速直线运动,故A错误、B错误;
C、将t1=1s,x1=6m,t2=2s,x2=10m,分别代入
代入数据可得质点的初速度大小v0=7m/s,加速度大小a=2m/s2
质点在t3=3s时的速度v3=v0﹣at3
代入数据可得v3=1m/s,故C错误;
D、0时刻到速度为0位移为
代入数据可得s=12.25m,故D正确。
故选:D。
4.(2026•模拟)甲、乙两物体同时出发沿一条直线运动,它们的位置﹣时间关系(x﹣t图像)如图1所示:丙、丁两物体同时出发沿一条直线运动,它们的速度—时间关系(v﹣t图像)如图2所示。根据图中信息判定下列说法中正确的是( )
A.物体甲的速度大于物体乙的速度
B.在t0时刻物体乙的运动方向发生改变
C.在2t0时刻物体丙、丁的速度相同
D.在t0时刻物体丁的加速度方向发生改变
【答案】C
【详解】AB、由x﹣t图像可知,甲、乙两物体分别沿x轴负方向、正方向做匀速直线运动;x﹣t图像斜率的绝对值表示速度大小,物体甲的速度大小为
物体乙的速度大小为
物体甲的速度小于物体乙的速度,故AB错误;
CD、由v﹣t图像可知,在2t0时刻,丙、丁的速度相同;v﹣t图像的斜率表示加速度,物体丁做匀加速直线运动,斜率大于零,故物体丁的加速度方向始终是正方向,故C正确,D错误。
故选:C。
5.(多选)(2026•绵阳校级开学)甲、乙两位同学在两相邻直赛道比赛,t=0时同时起跑,t4时刻同时到达终点,其速度—时间图像如图所示,下列描述正确的是( )
A.0~t1时间内甲、乙两同学都在做加速直线运动
B.t1~t2时间内甲、乙两同学保持相对静止
C.0~t3时间内甲同学的路程等于乙同学的路程
D.t3时刻甲同学的速度等于乙同学的速度
【答案】AD
【详解】A、0~t1时间内甲、乙的图像都是倾斜向上的直线,速度v都在增大,物体做的是加速直线运动,故A正确;
B、t1~t2时间内甲、乙的图像在v轴的高度不同,两者速度大小不同,不能保持相对静止,故B错误;
C、0~t3时间内(不含两始末端点),乙的速度一直大于甲的速度,经过相同时间,乙的路程大于甲的路程,故C错误;
D、v﹣t图像的交点代表速度相等,t3时刻甲同学的速度等于乙同学的速度,故D正确。
故选:AD。
【真题回顾】
1.(2026•浙江)在2026年人形机器人半程马拉松比赛中,“闪电”机器人以50分26秒的成绩获得冠军,比赛路程为21.0975km。下列说法正确的是( )
A.途中转弯时,机器人的加速度大小一定不为零
B.以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是静止的
C.研究机器人在奔跑过程中的姿态时,可将机器人视为质点
D.“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速度大小
【答案】A
【详解】A、机器人途中转弯时,机器人的速度发生变化,具有加速度,则加速度大小一定不为零,故A正确;
B、以冲刺的机器人为参考系,站在终点的裁判员是运动的,故B错误;
C、研究机器人在奔跑过程中的姿态时,机器人的大小和形状不能忽略,故不能将机器人视为质点,故C错误;
D、由题意可知“21.0975km”是路程,由平均速率的定义可知“21.0975km”与“50分26秒”之比为机器人的平均速率的大小,故D错误。
故选:A。
2.(2026•广西)下列情况中,平陆运河中的船可以忽略大小与形状看作质点的是( )
A.过船闸口时
B.掉转船头时
C.以10km/h的平均速率行驶时
D.躲避暗礁时
【答案】C
【详解】A、过船闸口时,需考虑船的长度、宽度与闸口的匹配关系,船的大小形状不可忽略,故A错误;
B、掉转船头时,研究的是船的姿态转动,船的形状、大小不可忽略,故B错误;
C、研究船以10km/h的平均速率行驶时,船的形状、大小对平均速率没有影响,可以忽略,故C正确;
D、躲避暗礁时,需考虑船的大小、各部位位置以避免触礁,大小形状不可忽略,故D错误。
故选:C。
3.(2026•河北)某同学健身时,哑铃被举高0.5m后再回到原位置,如图所示。如此重复10次,哑铃的位移大小为( )
A.0 B.5m C.10m D.11m
【答案】A
【详解】位移只与初末位置有关,哑铃重复十次后回到原位置,初末位置重合,位移大小为零,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.(2026•山西)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A.位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
【答案】A
【详解】A.位移由初末位置决定,两种运输方式起点都是P点、终点都是Q点,初末位置完全相同,故位移一定相同,故A正确;
B.路程是运动轨迹的实际长度,无人机和新能源货车的运动路径不同,轨迹长度不同,故路程不一定相同,故B错误;
C.运动时间取决于运输速度和路径,无人机与航班车的运动速度不同,故时间不一定相同,故C错误;
D.平均速度等于位移与时间的比值,位移相同但时间不同,故平均速度不一定相同,故D错误。
故选:A。
5.(2026•浙江)下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼﹣35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【答案】A
【详解】A、研究图甲中“四川舰”的航行路径时,舰艇的大小对于航行路径来说可以忽略不计,因此可以看成质点,故A正确;
B、研究图乙中“歼﹣35”战斗机的飞行姿态时,不能看成质点,若看成质点,就没有姿态了,故B错误;
C、研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式时,需要调整相对位置和姿态,形状和大小均不能忽略,因此不能看成质点,故C错误;
D、研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程时,需要调整潜水器方位使其回舱,这时形状和大小均不能忽略,因此不能看成质点,故D错误。
故选:A。
6.(2026•黑龙江)某游客驾车由丹东出发,沿“最美边境公路”国道G331到达额济纳旗,路线如图中实线所示,总里程约7500km,起点到终点的直线距离约2000km。此过程( )
A.该车的路程约为2000km
B.该车的位移大小约为7500km
C.某时刻该车速度计显示的是平均速度
D.若研究该车的运动轨迹,该车可视为质点
【答案】D
【详解】A.该车的路程指实际里程距离,故路程约为7500km,故A错误;
B.该车的位移大小为起点到终点的直线距离,故位移大小约为2000km,故B错误;
C.某时刻该车速度计显示的是当前时刻的速度,即瞬时速率,故C错误;
D.该车的运动轨迹远远大于车长,故可以忽略车的大小、形状,可以视为质点,故D正确;
故选:D。
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