物理课件（新教材鲁科版）第一章运动的描述匀变速直线运动的研究专题强化一运动图像问题

运动图像问题专题强化一目标要求1.知道几种运动学图像的物理意义.2.会由图像分析物体的运动情况.3.能根据图像判断或求解图像以外的物理量.4.掌握运动学图像间的相互转化.

内容索引题型一运动学图像的理解和应用题型二用函数法解决非常规图像问题题型三图像间的相互转化课时精练题型一运动学图像的理解和应用1.对基本图像(s－t

图像、v－t

图像)的理解梳理必备知识

s－t图像v－t图像图像举例斜率意义____________速度加速度面积意义无_____特别处两条图线的交点表示_____图线的拐点表示速度_____图线与时间轴所围面积表示位移图线的拐点表示

反向位移相遇反向加速度2.对a－t图像的理解(1)图线①表示物体做加速度逐渐增大的直线运动，图线③表示物体做

，图线②表示物体做匀变速直线运动.(2)由Δv＝aΔt可知图像中图线与横轴所围面积表示

.加速度逐渐减小的直线运动速度变化量1.s－t图像表示物体运动的轨迹.(

)2.s－t图像中的图线过t轴表明速度方向一定发生变化.(

)3.v－t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇.(

)4.v－t图像中图线的斜率表示物体的加速度，s－t图像中图线的斜率表示物体的速度.(

)5.s－t、v－t和a－t图像都只能描述直线运动.(

)×××√√1.无论s－t图像、v－t图像是直线还是曲线，所描述的运动都是直线运动，图像的形状反映了s与t、v与t的函数关系，而不是物体运动的轨迹.2.s－t图像中两图线的交点表示两物体相遇，v－t图像中两图线的交点表示该时刻两物体的速度相等，并非相遇.3.位置坐标x－y图像则能描述曲线运动，图线交点表示物体均经过该位置，但不一定相遇，因为不知道时间关系.提升关键能力例1

(2023·广东省模拟)中国海军服役的歼－15舰载机在航母甲板上加速起飞过程中，某段时间内舰载机的位移时间(s－t)图像如图所示，则A.由图可知，舰载机起飞的运动轨迹是曲线B.在0～3s内，舰载机的平均速度大于12m/sC.在M点对应的位置，舰载机的速度大于20m/sD.在N点对应的时刻，舰载机的速度为7.5m/s√s－t图像只能表示直线运动的规律，即舰载机起飞的运动轨迹是直线，A错误；过N点的切线斜率大小，可知在N点对应的时刻，舰载机的速度大于ON段平均速度7.5m/s，D错误.例2

(2023·福建宁德市质检)ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称，汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5m/s，甲、乙两车以15m/s的速度进入ETC通道感应识别区前，都恰好减速至5m/s，减速过程的v－t图像如图所示，则A.t1时刻甲车的速度大于乙车的速度B.t1时刻甲车的加速度等于乙车的加速度～t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同～t1时间内甲、乙两车的平均速度相同√题图为v－t图像，纵坐标表示速度，所以t1时刻，甲、乙两车速度相等，A错误；v－t图像斜率的绝对值表示加速度大小，故t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度，B错误；0～t1时间内甲、乙两车的初末速度相同，所以0～t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同，C正确；例3

(多选)(2021·广东卷·8)赛龙舟是端午节的传统活动.下列v－t和s－t图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有√√A图是v－t图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以途中不可能出现甲、乙船头并齐，故A错误；B图是v－t图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，v－t图像中图线与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在途中甲、丙位移会相同，所以在途中甲、丙船头会并齐，故B正确；C图是s－t图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以途中不可能出现甲、丁船头并齐，故C错误；D图是s－t图像，交点表示相遇，所以甲、戊在途中船头会并齐，故D正确.例4

一物体由静止开始，在粗糙的水平面上沿直线运动，其加速度a随时间t变化的a－t图像如图所示.若选物体开始运动的方向为正方向，那么，下列说法中正确的是A.在0～2s的时间内，物体先做匀速直线运动后做匀

减速运动B.在2s时物体的位移最大C.在2～3s的时间内，物体速度的变化量为－1m/sD.在0～4s的时间内，物体的位移为0√在0～1s的时间内，加速度不变，物体做匀加速运动，在1～2s的时间内加速度数值减小，物体做加速度减小的加速运动，A错误；2s时，加速度为0，速度最大，此时位移不是最大，B错误；a－t图像中图线与横轴所围的面积表示速度的变化量，在2～3s的时间内，速度变化量为Δv＝

×1×(－2)m/s＝－1m/s，C正确；在0～4s内，物体的速度变化量为0，即物体在4s时停止运动，位移不为0，D错误.题型二用函数法解决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

－t图像梳理必备知识初速度v02.函数法解决v2－s图像由v2－v02＝2as可知v2＝v02＋2as，截距b为

，图像斜率k为

，如图乙所示.v022a3.其他非常规图像图像种类示例解题关键初速度v0a－s图像公式依据：v2－v02＝2as→____________面积意义：____________________________速度平方变化量的一

－s图像

公式依据：_____面积意义：__________运动时间t例5

(2023·广东省模拟)一物体从t＝0时刻开始沿直线运动，运动时间为t时，对应的位移为s，规定向右为正方向，其

－t图像如图所示，则下列说法正确的是A.t＝0时，物体的初速度大小为3m/sB.物体的加速度大小为3m/s2～2s内物体的位移为6mD.3s末物体位于出发点左侧9m处√√√汽车制动过程，由题图乙可知其加速度a随位移s均匀增大，故汽车做加速度逐渐增大的减速运动，故A错误；根据匀变速运动的速度位移关系式v2－v02＝2as，汽车做非匀变速运动，运用“微元法”，可知“a－s”图线与s轴所围图形的“面积”表示“速度平方变化量的一半”.可知汽车制动中0－v02＝2××(－6)×12(m2/s2)，可得汽车制动时的速度大小为v0＝

，故B错误，C正确；题型三图像间的相互转化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.例8

(2021·辽宁卷·3)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√x－t图像斜率的物理意义是速度，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；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中v－t图像可能正确，故选A.例9

一静止在光滑水平面的物体从t＝0时刻开始的加速度与时间的关系图像如图所示，a随t周期性变化.(1)画出物体在0～9s内的v－t图像；答案见解析图根据题意作出物体的v－t图像，如图所示.(2)求t＝0到t＝32s内物体的位移大小.答案32m由v－t图像可知0～3s内位移大小为Δs1＝

×3×2m＝3m0～30s内位移大小为10Δs1＝30m30～32s内位移大小为Δs2＝

×2×2m＝2m故0～32s内物体位移大小为s＝10Δs1＋Δs2＝32m.四课时精练1.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.4s时A物体运动方向发生改变～6s内B物体的速度逐渐减小～5s内两物体的平均速度大小相等～6s内某时刻两物体的速度大小相等基础落实练√12345678910111213s－t图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度方向，所以A物体运动方向始终不变，故A错误；由题图可知，0～6s内B物体的速度逐渐增大，故B错误；由题图可知，0～5s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；0～6s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.123456789101112132.(2023·福建泉州市模拟)2021年举办的东京奥运会上，我国运动员全红婵获得10米跳台冠军.从全红婵离开跳台开始计时，取竖直向下为正方向，不考虑空气阻力和水平方向的运动，其速度随时间变化的图像简化为如图所示，则全红婵A.在t2时刻运动到最高点B.在0～t2时间内的加速度先减小后增大C.在0～t2时间内的平均速度大小为D.在t2～t3时间内的平均速度大小为12345678910111213√12345678910111213从全红婵离开跳台开始计时，取竖直向下为正方向，由v－t图像可读出0～t1时间内向上做匀减速直线运动，t1～t2时间内向下做匀加速直线运动，t2～t3时间内向下做加速度减小的变减速直线运动，故应在t1时刻运动到最高点，故A错误；v－t图像的斜率表示加速度，在0～t2时间内的图像斜率恒定，即加速度恒定，方向向下，故B错误；12345678910111213在0～t2时间内做匀变速直线运动，平均速度等于初、末速度的一半，则大小为

故C正确；在t2～t3时间内向下做加速度减小的变减速直线运动，其位移小于相同时间内做匀减速直线运动的位移，则有

，故D错误.3.(2022·河北卷·1)科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度v与时间t的关系图像如图所示.由图像可知～t1时间内，训练后运动员的平均加速度大～t2时间内，训练前、后运动员跑过的距离

相等C.t2～t3时间内，训练后运动员的平均速度小D.t3时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动√12345678910111213根据v－t图像的斜率表示加速度，由题图可知0～t1时间内，训练后运动员的平均加速度比训练前的小，故A错误；根据v－t图像与横轴围成的面积表示位移，由题图可知0～t2时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；由题图可知t2～t3时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；12345678910111213根据v－t图像可直接判断知，t3时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；t3时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动，故D正确.123456789101112134.如图所示的位移－时间图像和速度－时间图像中，给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是A.图线1表示物体做曲线运动B.s－t图像中，t1时刻v1>v2C.v－t图像中，0～t3时间内3和4的平均速度大小相等D.两图像中，t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动12345678910111213√图线1是位移－时间图像，表示物体做变速直线运动，选项A错误；s－t图线上某点斜率的绝对值的大小表示速度的大小，由题图可知t1时刻v1>v2，选项B正确；v－t图像中0～t3时间内3和4位移不同，所以平均速度大小不相等，选项C错误；t2时刻2开始反向运动，t4时刻4加速度方向变化但运动方向不变，选项D错误.1234567891011121312345678910111213√质点做匀加速直线运动，由位移－时间图像的斜率表示速度可知，t＝4s时的速度v4＝

＝2m/s，将坐标(4,4)代入匀加速直线运动的位移公式s＝v0t＋

at2得8a＋4v0＝4，又有v4＝v0＋(4s)·a，联立解12345678910111213得v0＝0，a＝0.5m/s2，所以质点在t＝0时刻由静止开始做加速度大小a＝0.5m/s2的匀加速直线运动，A、C错误，B正确；前4s内的位移大小由位移时间图像可知s4＝4m，D错误.6.电竞遥控车表演赛中，t＝0时刻，可视为质点的甲、乙两车以等大反向的速度在O点擦肩而过，甲向右运动，乙向左运动，v－t图像如图所示，且0～2t0时间内两车的运动方向都发生了改变，以向右为正方向，以下说法正确的是～t0内，甲的位移比乙大B.t0～2t0内，甲的加速度比乙大t0时，甲刚好回到O点D.乙回到O点时，甲在O点的右边12345678910111213√v－t图像与横轴围成的面积表示位移，根据图像得，0～t0内，乙围成图像的面积比甲大，故甲的位移比乙小，A错误；v－t图像的斜率表示加速度，t0～2t0内，甲、乙图线的斜率绝对值相等，加速度大小相等，B错误；12345678910111213在2t0内，甲图像第一象限和第四象限所围成的面积相等，故0～2t0内甲的位移为0，甲刚好回到O点，C正确；2t0时，乙图像第一象限所围成的面积小于第四象限所围成的面积，故乙在2t0后才回到O点，此时甲已经向左运动了一些，故乙回到O点时，甲在O点的左边，D错误.123456789101112137.一质点由静止开始做直线运动的v－t关系图像如图所示，则该质点的s－t关系图像可大致表示为选项图中的12345678910111213根据s－t图像中图线的斜率表示速度可知，该质点的s－t关系图像可大致表示为B图，故选B.√8.冰壶是冬奥会的传统比赛项目.t＝0时刻，冰壶运动员以v0＝3m/s的速度沿水平冰面将冰壶掷出，t＝5s时，队友开始用毛刷在冰壶滑行前方不断的摩擦冰面(如图甲所示)，t＝17.5s时冰壶停止运动，冰壶运动过程中加速度a的大小随时间t的变化关系如图乙所示.以下判断正确的是A.t＝5s时，冰壶的速度大小为1m/s～17.5s内，冰壶的加速度大小为0.17m/s2～17.5s内，冰壶运动的位移大小为52.5mD.与不摩擦冰面相比，摩擦冰面情况下，冰壶多滑行2.5m才停下12345678910111213能力综合练√123456789101112135s末的速度大小为v＝v0－a1t1＝(3－×5)m/s＝2m/s，A错误；5～17.5s内，冰壶的初速度v＝2m/s，末速度为0，运动时间t2＝12.5s，故冰壶的加速度大小为a2＝

＝

＝0.16m/s2，B错误；0～5s内位移大小为s1＝

＝12.5m，5～17.5s内的位移大小为s2＝

＝12.5m，则0～17.5s内的位移大小为s＝s1＋s2＝25m，C错误；12345678910111213若不摩擦冰面，冰壶运动的时间为t3＝

＝15s，15s内位移大小为s3＝

＝22.5m，Δs＝s－s3＝2.5m，D正确.12345678910111213A.甲图中s－t2图可求出物体的加速度大小为1m/s2B.乙图中v2－s图可求出物体的加速度大小为5m/s2C.丙图中

－t图可求出物体的加速度大小为2m/s2D.丁图中a－t图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s12345678910111213√12345678910111213根据匀变速运动的速度与位移关系v2－v02＝2as，以及题图乙中v2－s图像为过原点的直线，有2a乙＝k乙＝1