高中物理位移时间图像和速度时间图像
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位移时间图像与速度时间图像简介位移-时间图像 (Displacement-Time Graph)位移-时间图像是描述物体在一段时间内所发生的位移的图像。
横轴表示时间,纵轴表示位移。
通过观察位移-时间图像,我们可以了解物体在不同时间点的位置变化情况。
在位移-时间图像中,直线段表示物体匀速运动,而曲线段则表示物体在这段时间内发生了加速或减速。
当曲线的斜率增大时,表示物体的速度在增加,而斜率减小则表示速度在减小。
图像的斜率可以被理解为物体的速度。
速度-时间图像 (Velocity-Time Graph)速度-时间图像是描述物体在一段时间内速度变化的图像。
横轴表示时间,纵轴表示速度。
通过观察速度-时间图像,我们可以了解物体在不同时间点的速度变化情况。
在速度-时间图像中,直线段表示物体的匀加速或匀减速运动,而曲线段则表示物体进行了非匀速运动。
图像上的斜率表示物体的加速度。
当直线段的斜率为正时,表示物体在加速,斜率为负时表示物体在减速。
曲线段的曲率可以体现速度的变化率。
综合来说,位移-时间图像描述物体在一段时间内的位置变化,而速度-时间图像则描述物体在一段时间内的速度变化。
通过分析这两种图像,我们可以深入了解物体的运动情况,包括匀速运动、加速运动、减速运动以及非匀速运动。
这对于研究物体的运动规律和动力学有着重要的意义。
位移-时间图像与速度-时间图像是描述物体运动过程中重要的工具,它们帮助我们了解物体的位置变化和速度变化。
在物理学研究中,这两种图像常常被用来分析物体的运动特征和理解动力学规律。
首先,让我们来讨论位移-时间图像。
在这个图像中,横轴代表时间,纵轴代表物体的位移。
物体的位移是指物体在某一时刻相对于参考点的位置变化。
当我们观察位移-时间图像时,直线段代表物体的匀速运动,而曲线段则表示物体经历了加速或减速。
直线段的斜率代表物体的速度,也就是单位时间内物体发生的位移。
一段直线的斜率可以被理解为变化率,也就是物体单位时间内位移的变化量。
1.8位移-时间图像和速度-时间图像[学习目标] 1.理解位移-时间图像,并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度-时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移-时间图像与速度-时间图像,并会灵活运用图像解决问题.一、位移—时间图像(x-t图像)1.x-t图像:以时间为横坐标,以位移为纵坐标,描述位移随时间的变化规律.2.常见的x-t图像:(1)静止:一条平行于时间轴的直线.(2)匀速直线运动:一条倾斜的直线.3.x-t图像的斜率等于物体的速度.二、速度—时间图像(v-t图像)1.v-t图像:以时间为横坐标,以速度为纵坐标,描述速度随时间的变化规律.2.v-t图像的斜率等于物体的加速度,v-t图像与时间轴所围面积表示位移1.如图1所示,为某一质点沿直线运动的x-t图像,则质点在第1 s内做___匀速直线_运动,1~3 s内_静止_.第1 s内速度为___10__m/s,1~3 s内速度为_0__m/s,3~5 s内速度为__-5__m/s,0~5 内的位移为__0__.图12.如图2所示,为一质点沿直线运动的v-t图像,则它在0~12 s内的位移x=__-60__m,路程s=__180_m.图2一、位移—时间图像(x -t 图像)1.x -t 图像:以时间为横坐标,以位移为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像.2.对x -t 图像的理解(1)斜率:斜率的绝对值表示速度的大小;斜率的正负表示速度的方向. (2)截距:纵截距表示物体起始位置.(3)交点:交点表示两物体在同一时刻处于同一位置,即相遇. 3.几种常见的位移-时间图像(1)静止物体的x -t 图像是平行于时间轴的直线,如图3直线A .图3(2)匀速直线运动的x -t 图像是一条倾斜的直线,如图直线B 和C ,其斜率表示速度.其中B 沿正方向运动,C 沿负方向运动.(3)匀变速直线运动的x -t 图像:由位移x =v 0t +12at 2可以看出,x 是t 的二次函数.当v 0=0时,匀变速直线运动的x -t 图像是顶点在坐标原点的一部分曲线,曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度,图4中切线斜率增大,质点的速度逐渐增大.图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示,则下列说法错误的是( )图5A .前15 s 内汽车的位移为30 mB .20 s 末汽车的速度为-1 m/sC .前10 s 内汽车的加速度为3 m/s 2D .前25 s 内汽车做单方向直线运动例2 如图6是在同一条直线上运动的A 、B 两质点的x -t 图像,由图可知()图6A .t =0时,A 在B 后面B .B 质点在t 2秒末追上A 并在此后跑在A 的前面C .在0~t 1时间内B 的运动速度比A 大D .A 质点在0~t 1时间内做加速运动,之后做匀速运动1.x -t 图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx ,即Δx =x 2-x 1; 2.x -t 图像的斜率k =ΔxΔt表示质点的速度;3.交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置,即相遇. 二、x -t 图像与v -t 图像的比较(2)v -t 图像和x -t 图像都只能描述直线运动,不能描述曲线运动.例3 (多选)某物体运动的v -t 图像如图7所示,根据图像可知,该物体( )图7A .在0到2 s 末的时间内,加速度为1 m/s 2B .在0到5 s 末的时间内,位移为10 mC .在0到6 s 末的时间内,位移为7.5 mD.在0到6 s末的时间内,位移为6.5 m1.用v-t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移.“面积”在时间轴上方表示位移为正,在时间轴下方表示位移为负;通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和.2.运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像,v-t图像还是x-t图像.(2)理解并熟记四个对应关系.①斜率与加速度或速度对应.②纵截距与初速度或初始位置对应.③交点对应速度或位置相同.④拐点对应运动状态发生改变.例4(多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是()1.(x-t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像.则()图8A.在运动过程中,A质点总比B质点运动得快B.在0~t1这段时间内,两质点的位移相同C.当t=t1时,两质点的速度相等D.当t=t1时,A、B两质点的加速度不相等2.(v-t图像)竖直升空的火箭,其v-t图像如图9所示,由图可知以下说法正确的是()图9A.火箭在40 s时速度方向发生变化B.火箭上升的最大高度为48 000 mC.火箭经过120 s落回地面D.火箭经过40 s到达最高点3.(x-t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动,它们的位移-时间图像如图10所示,则()图10A.甲物体做匀加速直线运动,乙物体做曲线运动B.甲、乙两物体从同一地点出发C.出发时乙在甲前x0处D.甲、乙两物体有两次相遇4.(v-t图像)一质点沿x轴做直线运动,其v-t图像如图11所示.质点在t=0时位于x=5 m 处,开始沿x轴正方向运动.当t=8 s时,质点在x轴上的位置为()图11A.x=3 m B.x=8 mC.x=9 m D.x=14 m一、选择题1.如图所示描述质点运动的图像中,图线与时间轴围成的面积不表示对应时间内质点位移的是()2.A、B两质点的v-t图像如图所示,设它们在同一条直线上运动,在t=3 s时它们在中途相遇,由图可知()A.A比B先启程B.A比B后启程C.两质点启程前A在B前面3 m处D.两质点启程前A在B后面2 m处3.如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图像,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是()A.甲、乙两个物体同时出发B.甲、乙两个物体在同一位置出发C.甲的速度比乙的速度小D.t2时刻两个物体速度相同4.平直马路上的甲、乙两辆汽车的v-t图像如图所示,由此可判断两车在这30分钟内的平均速度大小关系是()A.甲车大于乙车B.甲车小于乙车C.甲车等于乙车D.条件不足,无法判断5.如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是()A.OA段运动速度最大B.AB段物体做匀速运动C.CD段的运动方向与初始运动方向相反D.运动4 h汽车的位移大小为30 km6.如图,折线是表示物体甲从A地向B地运动的x-t图像,直线表示物体乙从B地向A地运动的x-t图像,则下列说法正确的是()A.在2~6 s内甲做匀速直线运动B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5 m/sC.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 mD.在t=8 s时,甲、乙两物体的速度大小相等7.(多选)如图6所示为汽车在行驶过程中通过交叉路口时的速度-时间图像,由图像可知() A.汽车在路口等候的时间为10 sB.汽车减速过程的加速度大小为2.5 m/s2C.汽车减速运动过程的位移大小为20 mD.汽车启动过程中做的是加速度增大的加速运动8.如图所示为物体做直线运动的v-t图像.若将该物体的运动过程用x-t图像表示出来(其中x为物体相对出发点的位移),则下面的四幅图描述正确的是()二、非选择题9.如图所示是某质点运动的v-t图像,求:(1)质点离出发点的最远距离;(2)质点12 s内的路程.。
位移时间图像与速度时间图像的区别和联系
位移时间图像描述的是物体的位移随时间的变化规律,也可以理解为位置随时间变化的规律;速度时间图像描述的是物体的速度随时间的变化规律。
图像可以是直线和曲线。
下面看下两者的区别:
首先看位移图像
下面看速度图像
区别:(1)位移图像纵轴表示位移,横轴表示时间;速度图像纵轴表示速度,横轴表示时间
(2)位移图像斜率表示速度,速度图像斜率表示加速度
(3)位移图像纵截距表示初位置,横截距表示开始运动的时刻或者表示物体处于原点的时刻;速度图像纵截距表示初速度,横截距表示
速度为零的时刻或者表示开始运动的时刻
(4)位移图像中直线表示匀速运动或者静止,曲线表示变速运动,抛物线表示匀变速直线运动;速度图像中倾斜直线表示匀变速,水平直线表示匀速直线运动,曲线表示变加速直线运动;
联系:两种图像均表述直线运动,都不是表示运动轨迹。
表示运动轨迹的图线是下图,坐标点表示在x轴和y轴的位置。
专题—位移、速度时间图像专题1、位移—时间图像定义:用纵坐标表示位移s,用横坐标表示时间t,建立平面直角坐标系,所画出来的位移s随时间t变化的图像,叫位移—时间图像,简称s-t2、速度—时间图像1、定义:在平面直角坐标系中,用纵坐标表示速度v,用横坐标表示时间t,根据实际数据取单位、丁标度、描点,用平滑线连接个点所得的图像,叫做速度—时间图像。
匀速直线运动的v-t图像是一条和横坐标平行的直线,面积表示的是位移。
3、性质例1、所示是A、B两物体的s-t图像,试判定:(1)、A、B两物体各做什么运动?(2)、前3内A、B的位移各是多少?(3)、第3内A、B的位移各是多少?(4)、A、B两物体运动图线的斜率各是多少?哪一个物体的位移变化率较大?例2、某物体做直线运动的v-t图像如图所示,根据图像回答下列问题:(1)、物体在AB、BC、CD阶段各做什么运动?加速度是多大?(2)、物体在2s末和7s末的速度大小是多少?(3)、物体的最大位移是多少?在0—7s内全程的位移是多少?【经典例题】1、甲、乙两物体朝同一方向做匀速直线运动,已知甲的速度大于乙的速度,t=0时,乙在甲之前一定距离处,则两个物体运动的位移图象应是:()2、如图所示为某物体做直线运动的图象,关于这个物体在4s内运动的情况,下列说法正确的是:( )A、物体始终向同一方向运动B、加速度大小不变,方向与初速度方向相同C、4s末物体离出发点最远D、4s内通过的路程为4m,位移为零3、甲和乙两个物体在同一直线上运动, 它们的v -t 图像分别如图中的a 和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4、甲、乙两个物体在同一条直线上运动, 它们的速度图象如图所示, 则 ( ) A .甲、乙两物体都做匀加速直线运动 B .甲物体的加速度比乙物体的加速度大 C .甲物体的初速度比乙物体的初速度大D .在t1以后的任意时刻, 甲物体的速度大于同时刻乙的速度5、 一球由空中自由下落,碰到桌面立刻反弹,则V —t 图象为图中的(取向上为正方向) ( )6、如图是某质点做直线运动的v 一t 图象,由图像可知:( ) A 、OA 、AB 、BC 、分别做匀加速直线运动,匀速直线运动,匀减速直线运动 B 、OA 段速度与BC 段速度方向相反 C 、OA 段加速度大于BC 段加速度 D 、OA 段加速度与BC 段加速度方向相反17、如图所示为一物体做匀变速直线运动的速度——时间图像,根据图像做出的以下判断中,正确的是( )A、物体的初速度为-20m/sB、物体始终沿正方向运动C、物体前2s内物体的位移大小为20m,前4s内物体的位移大小为40mD、物体前2s内物体的路程为20m,前4s内物体的路程为40m8、某物体的v-t图像如图所示,则物体()A、第1s末速度方向发生改变B、第2s内与第3s内的加速度大小相等、方向相反C、5s内物体的位移为1mD、物体做往复运动9、甲乙两质点从同一地点出发沿同一直线运动,它们的速度时间图像如图所示则两质点()A、甲乙两质点运动方向相同B、第1s末相遇C、第1s内甲比乙运动的快D、前2s内甲乙平均速度相同10、甲、乙两质点沿直线运动,其v-t图象如图所示,则()A、甲乙两质点同时运动B、甲乙两质点运动方向相反C、甲的加速度比乙的大D、甲乙两质点的加速度方向相反11、如图所示是甲、乙两物体的x-t 图象,由图可知( ) A.甲乙两物体同时出发 B.甲乙两物体的运动方向相同 C.甲乙两物体的出发点相距4mD.甲乙两物体都做匀速直线运动且v 甲<v 乙12甲、乙两辆玩具汽车在同一直线上,同时由同一位置向同一方向运动.它们的速度图象如图所示,下列说法中正确的是( )A .开始阶段乙跑在甲的前面,2s 后乙落在甲的后面B .2s 末乙追上甲,且甲、乙的速度相等C .4s 末追上甲D .在追上前,2s 末两物体相距最远13、如图所示为某物体运动的位移图像,根据图像求出(1)0 ~ 2s 内,2s ~ 6s 内,6s ~ 8s 内物体各做的什么运动? 各段速度多大?(2)整个8s 内的平均速度多大?前6s 内的平均速度多大?14.A 、B 两个质点在一直线上运动,运动过程中的位移与时间的关系(s-t 图象)如图所示,讨论下列的问题(1)A 、B 质点各做什么运动?(2)A 、B 质点在3 s 内的位移分别是多少?(3)A 、B 质点在运动的过程中,每秒内的位移的变化分别是多少?15看图回答问题:已知图像表示物体做变速直线运动,规定0v 为初速度,t v为末速度,则(1)、0—1t时间内物体做什么运动?加速度的大小为多少?方向为正方向还是为负方向?(2)、1t —3t时间内物体做什么运动?加速度的大小为多少?方向为正方向还是为负方向?。
高中物理位移时间图像和
速度时间图像
The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
x-t 图像与v-t 图像知识清单
一.x —t 图像
1.物理意义:描述作直线运动物体的位移随时间变化规律。
2.图像的斜率表示速度
3.从x —t 图像中获取的信息
(1)任意时刻对应的位移大小、方向。
(2)物体发生位移所用的时间。
(3)斜率:图线的斜率表示速度。
若图线向上倾斜,则斜率为正,即:k>0,速度方向为正。
若图线向下倾斜,则斜率为负,即:k<0,速度方向为负。
若图像与t 轴平行,则斜率为零,即:k=0,物体静止。
(4)交点:表示两物体相遇,同一时刻,在同一位置。
(5)截距:图像不过原点,若从纵轴开始,表示计时时位移不为零。
若从横轴开始,则表示计时开始一段时间后,物体在开始运动。
(6)若x —t 图像为直线表示物体匀速运动。
若x —t 图像为曲线,表示物体在相同时间内,发生的位移不等,物体做变速运动。
—t 图像所代表的的运动情况
图一:① 图二:①
图三:① ② ② ②
③ ③ ③
5.注意:(1)无论在他t 轴的上下,斜率为正则速度为正方向,斜率为负则速度为负方
向,同一条直线
的斜率不变。
(2)在t 轴上方表示位移为正方向,在t 轴下方表示位移为负方向
二.v-t 图像
1.物理意义:描述作直线运动物体速度随时间的变化规律。
2.图线的斜率表示物体运动的加速度。
*3.图像与坐标轴t 轴所夹图形的面积为物体的位移,图形在t 轴上方对应的位移为正,
在图形t 轴下方对应的位移为负。
4.从v-t 图像获取的信息
(1)物体在任意时刻对应的速度大小、方向。
(2)物体速度改变所用的时间。
(3)斜率:图线的斜率表示加速度。
若图像向上倾斜,则k>0,加速的为正方向。
若图像向下倾斜,则k<0,加速度为反方向。
若图像与他t 轴平行,则k=0,加速度为零,速度不发生变化。
注意:无论图像在t 轴的上下,加速度的正负只看斜率。
(4)交点:两图像的交点表示,两物体在这一时刻速度相同(大小方向都相同)。
(5)截距:图像不过原点,若从纵轴开始,则表示计时开始时速度不为零,有初速度。
若从横轴开始,表示计时一段时间后物体才开始运动。
(6)若v-t 图像为直线,表示物体做匀变速直线运动。
若v-t 图像为曲线,则表示在相同的时间内,速度的变化量不相同,物体的加速度不恒定,物体不做匀变速直线运动。
图像所代表的运动情况
图一:① 图二:① 图三:① ② ② ② ③ ③ ③
t/ s
图2 图3
写出图一、图二、图三、图四中所有图像的运动方向和加速度方向
图四:①
②
③
6.注意:(1)无论图像在t轴的上下,同一条直线的斜率相同,斜率为正则加速度为正方向,斜率为负
则加速度为反方向,所有在同一条直线上加速度不变,物体做匀变速直线运动。
(2)在t轴的上方速度为正方向,在t轴的下方速度为负方向。
(3)结合以上两点得出当直线图像穿过t轴时运动方向改变,加速度大小方向不变。
物体会由减速
变为加速。
(4)判断物体加速加速可由图像直接观察,或者由速度与加速度的方向共同决定,不能只根据加速
度方向,或者只根据速度方向判断。
(5)速度的增大减小与加速度的变大变小无关,只要加速度与速度同向,则速度一定增大;只要加
速度与速度反向,则速度一定减小。
三.速度v ,速度变化量v ,加速度a(速度变化快慢)的区别
1.速度是描述物体运动快慢的物理量,大小与速度变化量和加速度无关
2.速度变化量是描述速度改变多少的物理量,与速度大小无关,与加速度大小也无关
3.加速度是描述速度变化快慢的物理量,大小等于v与t的比值,所以加速度的大
小由速度变化量与时间共同决定,不能单一从速度变化量的大小或者所用时间的大
小判断加速度的大小
4.判断对错,并说明原因、举出例子
(1)速度的大小不变,加速度一定为零()
原因:
例子:
(2)加速度为零,则物体一定做匀速直线运动()
原因:
例子:
(3)速度为零,则加速度一定为零()
原因:
例子:
(4)加速度大,则速度一定大;速度大,则加速度一定大()
原因:
例子:
(5)加速度为正,则速度一定增大()
原因:
例子:
(6)加速度与速度都为反向,则物体速度减小()
原因:
例子:
(7)加速度增加则速度一定增加,加速度减小则速度一定减小()原因:
例子:
(8)加速度就是增加的速度()
解释:
(9)加速度反映了速度变化的大小()
解释:
(10)加速度的方向与初速度的方向一定相同()
解释:
(11)速度变化越来越快,加速度可能越来越小()
解释:
(12)速度变化的越多加速度就越大()
解释:
(13)速度的方向保持不变,则加速度的方向一定保持不变()解释:
例子:
(14)加速度的方向保持不变,则速度的方向一定不变()
解释:
例子:
四.写出x-t图像与v-t图像的对比(画出表格)。