高中物理运动学作图素材

运动图像专题一、位移—时间图像1、图像的物理意义x －t 图像描述了质点的位移随时间变化的规律，从中能获取的质点运动的相关信息如下：（1）点（x ，t ）——物体某一时刻的位置与横轴的交点 在参考点的时刻 点 与纵轴的交点 初位置两图的交点 两者相遇 图像在横轴之上： 在参考点正方向位置（2）线图像在横轴之下： 在参考点负方向变化趋势——斜率：v t=∆∆==stan k α（斜率正负表示速度方向） （3）若x-t 图象为倾斜直线则表示物体做匀速直线运动,若x-t 图象是平行t 轴的直线则表示物体静止, 若x-t 图象为曲线则表示物体做变速直线运动。

（4）判断质点运动的快慢。

图线的斜率的绝对值越大，质点运动得越快。

（5）注意：①图像不是轨迹②图像只能表示直线运动 例题例1、如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t 图像，关于线段OA 、AB 、BC 、CD 所表示的运动，下列说法正确的是（ ）A.OA 段汽车运动最快B.AB 段汽车静止C.CD 段表示汽车的运动方向与初始运动方向相同D.0-4h 内，汽车的位移大小为30km例2：沿同一直线运动的A 、B 两物体，相对同一参考系的x-t 图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A.前5s 内A 、B 的位移均为10mB.两物体由同一位置开始运动，物体A 比B 迟3s 才开始运动C.在前5s 内两物体的位移相同，5S 末A 、B 相遇D.从3s 末开始，两物体运动方向相同，且A 比B 运动得快例3：如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t 图像。

下列说法正确的是（ ）A.甲、乙两物体的出发点相距x 0B.t 1~t 2时间内，甲、乙两物体都做匀速直线运动C.甲物体比乙物体早出发的时间为t 1D.t 1~t 2时间内，甲、乙两物体同向运动例4：甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动，位移一时间图像分别如图中的A 、B 图线所示，则在0~t1时间内( ) A.甲运动得总比乙快 B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙的运动方向始终相同例5：如图所示为某一质点在一段时间内的位移—时间图像。

高一物理必修一运动图像专题位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规律常用位移-时间图象（x-t图象）和速度-时间图象（v-t 图象）一、匀速直线运动的Ｘ-t图象X-t图象表示运动的位移随时间的变化规律。

匀速直线运动的Ｘ-t图象是一条。

速度的大小在数值上等于，即v＝，如右图所示。

二、直线运动的v t-图象1．匀速直线运动的v t-图象⑴匀速直线运动的v t-图象是与。

⑵从图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出一段时间内的位移，其位移为2．匀变速直线运动的v t-图象⑴匀变速直线运动的v t-图象是⑵从图象上可以看出某一时刻瞬时速度的大小。

⑶可以根据图象求一段时间内的位移，其位移为⑷还可以根据图象求加速度，其加速度的大小等于即a＝，越大，加速度也越大，反之则越小三、区分X-t图象、v t-图象⑴如右图为v t-图象，A描述的是运动；B描述的是运动；C描述的是运动。

图中A、B的斜率为（“正”或“负”），表示物体作运动；C的斜率为（“正”或“负”），表示C作运动。

A的加速度（“大于”、“等于”或“小于”）B的加速度。

图线与横轴t所围的面积表示物体运动的。

⑵如右图为X-t图象，A描述的是运动；B描述的是运动；C描述的是运动。

图中A、B的斜率为（“正”或“负”），表示物体向运动；C的斜率为（“正”或“负”），表示C向运动。

A的速度（“大于”、“等于”或“小于”）B的速度。

⑶如图所示，是A、B两运动物体的s—t图象，由图象分析A图象与S轴交点表示：，A、B两图象与t轴交点表示：，A、B两图象交点P表示：，A、B两物体分别作什么运动。

四、Ｘ－图象与图象的比较：Ｘ－图象图象①表示物体做匀速直线运动（斜率表示速度）。

①表示物体做匀加速直线运动（斜率表示加速度）。

②表示物体静止。

②表示物体做匀速直线运动。

③表示物体静止。

③表示物体静止。

④表示物体向反方向做匀速直线运动；初位移为s0。

④表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0。

尖子生的自我修养系列运动学问题的两大破解支柱——运动示意图和运动图像运动学问题单独考查的命题概率较小，更多的是与其他知识相结合，作为综合试题的一个知识点加以体现。

如果单独作为考查点命制计算题，则往往涉及两个物体的运动关系问题，或者是一个物体的多过程、多情景的实际问题。

对于这类问题，分析物理过程，作好运动示意图或运动图像，弄清运动物体运动过程中各阶段运动量间的联系，是寻找解题途径的关键。

运动示意图运动示意图就是根据文字叙述而画出的用以形象描述物体运动过程的一种简图(或草图)。

同时在图上标明物体运动的速度、加速度等状态量和位移、时间等过程量。

运用运动示意图解题时，要分过程恰当选取运动学规律列方程，同时注意各过程间的位移关系、时间关系及速度关系，列出相应的辅助方程，再将各式联立求解，便可得出结果。

[例1] 一个气球以4 m/s 的速度匀速竖直上升，气球下面系着一个重物，当气球上升到下面的重物离地面217 m 时，系重物的绳子断了，不计空气阻力，问从此时起，重物经过多长时间落到地面？重物着地时的速度多大？(g 取10 m/s 2)【解析】绳子未断时，重物随着气球以4 m/s 的速度匀速上升，当绳子断后，由于惯性，物体将在离地面217 m 处，以4 m/s 的初速度竖直上抛。

运动示意图如图所示：重物由O →A 做匀减速直线运动， h 1＝v 022g ＝0.8 mt 1＝v 0g＝0.4 s重物由A →B 做自由落体运动， h 1＋h ＝12gt 22可解得：t 2＝2(h 1＋h )g＝6.6 s ， 故从绳子断到重物落地的总时间t ＝t 1＋t 2＝7 s重物落地时的速度v ＝gt 2＝66 m/s 。

【答案】7 s 66 m/s[例2] (2020·武汉模拟)甲、乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方L 1＝11 m 处，乙车速度v 乙＝60 m/s ，甲车速度v 甲＝50 m/s ，此时乙车离终点线尚有L 2＝600 m ，如图所示。

运动学图像物理规律的表达除了用公式外，有的规律还可以用图像表达。

用图像来表达物理规律的优点是能形象、直观地反映物理量之间的函数关系，这也是物理中常用的一种方法。

对图像的要求可概括记为：“一轴二线三斜率四面积”。

除了轨迹图像，其它的图像都只能用来描述直线运动。

一、三种常见的运动学图像1．位移—时间（x−t）图象（1）图线的物理意义：x−t图象是描述做直线运动物体的位移随时间变化的规律。

但并不表示物体的运动轨迹，不能认为乙图线表示物体做曲线运动。

位移—时间图像只能描述物体做直线运动的情况，这是因为位移—时间图像只能表示物体运动的两个方向：t轴上方代表正方向，t轴下方代表负方向；如果物体做曲线运动，则画不出位移—时间图像。

图线斜率的意义：①图线上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小。

②图线上某点切线斜率的正负表示物体速度的方向。

（2）三种x−t图象的特例①匀速直线运动的x−t图象是一条倾斜的直线，如图中图线甲；②匀变速直线运动的x−t图象是一条抛物线，如图线乙。

③若x−t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，如图线丙。

（3）图象反映的信息①从图像上可判断运动性质。

平行于t轴的直线——静止；倾斜线——匀速直线运动；抛物线——匀变速直线运动。

②从图像上可判断运动方向。

斜率为正——正方向；斜率为负——负方向。

③从图象中可知道某一时刻物体的位置；还可知道物体在任意一段时间内的位移或发生某一段位移所用的时间。

直线是否过原点，取决于开始计时的位置是否作为位移的起始点。

④可从图像上求速度：图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小；斜率的正负表示速度的方向，是与选定的正方向相同还是相反。

⑤在同一位移图象中，可以比较两物体运动快慢。

越陡（斜率越大），速度越大，运动越快。

两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相同的位置，即两个物体在该时刻相遇。

⑥在位移图象中，图线在x轴上的截距表示物体在开始计时前已发生的位移（即初位移，开始计时时的位置），在t轴上的截距表示计时一段时间后物体才开始运动。

1.5图像一、s-t图像：（涉及概念：时间与时刻、位置、位移与路程、平均速度与瞬时速度、加速度、斜率）1、如图所示，描述物体各种情况下的运动情况：2、如图所示，描述物体在各个阶段的运动情况：3、如图所示，描述物体在各个阶段的运动情况：4、如图所示，描述物体在各个阶段的运动情况：5、甲、乙两物体的位移随时间变化如图所示，下列说法正确的是（）A、甲乙的运动方向相反；B、3s末甲乙相遇；C、甲的速度比乙的速度大；D、0-3s内甲的位移比乙的位移多3m；5、如图所示，甲、乙两物体的运动情况，下列说法正确的是（）A、甲、乙两物体的距离越来越近；B、0-3s内甲、乙的位移相等；C、甲、乙两物体的速度相同；D、取向右为正方向，4s末甲在乙的左边；6、如图所示，甲、乙两物体的运动情况，下列说法正确的是（）A、甲比乙提前2s出发；B、0-3s内甲、乙两物体的位移相同；C、甲比乙物体的速度大；D、3s后乙还能追上甲；7、如右图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图象，下面说法正确的是( ) A．甲、乙两物体的出发点相距x 0B．甲、乙两物体都做匀速直线运动C．甲物体比乙物体早出发的时间为t1D．甲、乙两物体向同方向运动8、下图是做直线运动的甲、乙两个物体的位移—时间图象，由图象可知( )A．乙开始运动时，两物体相距20 mB．在0～10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大C．在10～25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小D．两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇9、如图所示为甲、乙两物体的运动情况，下列说法错误的是（）A、0-3s内甲、乙两物体的位移相同；B、0-3s内甲、乙两物体的平均速度相同；C、乙一直在甲的前面；D、甲、乙都做匀速直线运动；E、3s末甲、乙两物体相遇；10、一汽车先向右做匀速直线运动，运动了3s，位移为10m，然后停下休息了2s后继续做匀速直线运动，经过2s的位移为10m，然后立即返回做匀减速直线运动，经过5s回到出发点，画出该汽车运动的x-t图象。

★专题运动图像31.甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。

甲乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。

下列说法正确的是A. 在t1时刻两车速度相等B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等C. 从t1到t2时间内，两车走过的路程相等D. 从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等2.甲和乙两个物体在同一条直线上运动,它们的速度—时间图象分别如图中a、b所示,在t1时刻()A.它们的运动方向相同B.它们的运动方向相反C.甲的速度比乙的速度大D.乙的速度比甲的速度大3.若一质点从t=0开始由原点出发沿直线运动,其速度—时间图象如图所示,则该质点()A.t=1 s时离原点最远B.t=2 s时离原点最远C.t=3 s时回到原点D.t=4 s时回到原点,路程为10 m4.某同学以校门口为原点，正东方向为正方向建立坐标系，记录了甲、乙两位同学的位移－时间(s－t)图线，如图1所示，下列说法中正确的是A．在t1时刻，甲的速度不为零，乙的速度为零B．在t2时刻，甲、乙速度可能相同C．在t2时刻，甲、乙两同学相遇D．在t3时刻，乙的速度为零、加速度不为零5.质点做直线运动的速度—时间图像如图所示，该质点()A．在第1秒末速度方向发生了改变B．在第2秒末加速度方向发生了改变C．在前2秒内发生的位移为零D．第3秒末和第5秒末的位置相同6.甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、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. 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7.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示。

已知两车在t＝3 s时并排行驶，则()A．在t＝1 s时，甲车在乙车后B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5 mC．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2 s D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m8.亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员发射爆震弹成功将其驱离．假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的v－t图象如图所示，设运动过程中海盗快艇所受阻力不变．则下列说法正确的是()A．海盗快艇在0～66 s内从静止出发做加速度增大的加速直线运动B．海盗快艇在96 s末开始调头逃离C．海盗快艇在66 s末离商船最近D．海盗快艇在96 s～116 s内做匀减速直线运动9.如图所示为一物体沿南北方向(规定向北为正方向)做直线运动的v t图像,图像为正弦曲线,由图可知( )A.物体沿南北方向做周期性的往复运动B.t2时刻物体的加速度方向发生变化C.物体一直向北做加速度变化的直线运动D.t1到t3时间内速度变化率先变大后变小10.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间(x t)图像如图所示,由图像可以看出在0～4 s内( )A.甲、乙两物体始终同向运动B.第4 s末时,甲、乙两物体间的距离最大C.甲的平均速度等于乙的平均速度D.乙物体一直做匀加速直线运动11.甲、乙两辆汽车从同一地点出发,向同一方向行驶,它们的v t图像如图所示,下列判断正确的是( )A.在t1时刻前,甲车始终在乙车的前面B.在t1时刻前,乙车始终在甲车的前面C.在t1时刻前,乙车的速度始终比甲车增加得快D.在t1时刻两车第一次相遇12.如图所示,是某同学绘制的沿直线运动的物体的加速度a、速度v、位移x随时间t变化的图像,若该物体在t=0时刻的速度为零,则表示该物体沿单一方向运动的图像是( )13.如图所示,(甲)图为质点a和b做直线运动的位移—时间(x t)图像,(乙)图为质点c和d做直线运动的速度—时间(v t)图像,由图可知( )A.在t1到t2时间内,四个质点中只有b和d两个质点的运动方向发生了改变B.在t1到t2时间内,四个质点中只有b和d两个质点做变速运动C.若t1时刻a,b两质点第一次相遇,则t2时刻a,b两质点第二次相遇D.若t1时刻c,d两质点第一次相遇,则t2时刻c,d两质点第二次相遇14.如图所示为A、B两质点从同一地点运动的x­t(位移—时间)图像，关于A、B两质点在前8 s内的运动，下列说法正确的是()A ．A 质点做匀加速直线运动B ．A 、B 两质点始终沿同一方向运动C ．B 质点前4 s 做减速运动，后4 s 做加速运动D ．B 质点先沿负方向做直线运动，后沿正方向做直线运动15.如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开始做直线运动的v ­t 图像。

运动学图像一、基本运动学图像：x-t图像、v-t图像、a-t图像运动x-t图像v-t图像a-t图像图像物理意义图线斜率面积纵轴截距两线交点若v-t图像是一条与横轴平行的直线，说明物体做________________________若v-t图像是一条倾斜的直线，说明物体做_______________________________若a-t图像是一条与横轴平行的直线，说明物体做___________________________________基本运动学图像六个看：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值”。

(1)“轴”：纵、横轴所表示的物理量，特别要注意纵轴是位移x，还是速度v。

(2)“线”：线反映运动性质，如x－t图像为倾斜直线表示匀速运动，v－t图像为倾斜直线表示匀变速运动。

(3)“斜率”：“斜率”往往代表一个物理量．x－t图像斜率表示速度；v－t图像斜率表示加速度。

(4)“面”即“面积”：主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义．如x－t图像面积无意义，v－t图像与t轴所围面积表示位移。

(5)“截距”：初始条件。

初始位置x0或初速度v0。

(6)“特殊值”：如交点，x－t图像交点表示相遇，v－t图像交点表示速度相等（不表示相遇）。

典型例题【例1】如图所示是在同一直线上运动的甲、乙两物体的x－t图像，下列说法中正确的是（）A．甲启动的时刻比乙早t1B．两车都运动起来后甲的速度大C．当t＝t2时，两物体相距最远D．当t＝t3时，两物体相距x1【变式1】如图所示，是A、B两质点从同一地点运动的x-t图像，则下列说法错误的是( )A．A质点以20 m/s的速度匀速运动B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动C．B质点最初4 s做加速运动，后4秒做减速运动D．A、B两质点在4 s末相遇【例2】日本在2013年9月中旬用“艾普西龙”号固体燃料火箭成功发射了一颗卫星.此前多次发射均告失败.若某次竖直向上发射时火箭发生故障，造成火箭的v－t图像如图所示，则下述说法正确的是( )A.0～1 s内火箭匀速上升B.1 s～2 s火箭静止不动C.3 s末火箭回到出发点D.5 s末火箭恰好回到出发点【变式2】某跳伞运动员从悬停在高空的直升机上跳下，他从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v－t图像如图，则下列关于他的运动情况分析正确的是（）A.0～10 s加速度向下，10 s～15 s加速度向上B.0～10 s、10 s～15 s内都在做加速度逐渐减小的变速运动C.0～10 s内下落的距离大于100 mD.10 s～15 s内下落的距离大于75 m【例3】如图所示的位移(x)－时间(t)图像和速度(v)－时间(t)图像中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（）A.甲车做直线运动，乙车做曲线运动B.0～t1时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程C.0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D.0～t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等【变式3】物体甲的x-t图像和物体乙的v-t图像分别如图甲、乙所示，则这两个物体的运动情况是（）A.甲在整个t＝6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零B.甲在整个t＝6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 mC.乙在整个t＝6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零D.乙在整个t＝6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m【例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。