位移-时间图像迷宫析

第四讲：运动图象图象在中学物理中应用十分广泛，它能形象地表达物理规律，直观地叙述物理过程，并鲜明地表示物理量间的各种关系。

利用图象解决物理问题，是学习物理的一种重要方法，同时也是高考每年必考的一个高频考点。

一、位移—时间图象(x-t图象)(1)x-t图象的物理意义：反映做直线运动的物体的随时间变化的关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体.②图线上某点切线的斜率正负表示物体.(3)两种特殊的x-t图象①若x-t图象是一条倾斜的直线，说明物体做运动.②若x-t图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于状态.二、速度—时间图象(v-t图象)(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的的变化关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的.②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的.(3)两种特殊的v-t图象①匀速直线运动的v-t图象是与横轴的直线.②匀变速直线运动的v-t图象是一条的直线.(4)图象与时间轴围成的“面积”的意义①图象与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的.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；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为.【规律方法点拨】1.比较x-t图象与v-t图象x—t图象v—t图象①表示物体做______直线运动；①表示物体做___方向的____________运动；②表示物体______；②表示物体做___方向的______直线运动；③表示物体做___方向的____直线运动；③表示物体做___方向的______直线运动；④交点纵坐标表示质点_____时的位移；④交点的纵坐标表示质点的共同_____；⑤t1时刻物体的位移为___. ⑤t1时刻物体的速度为___.思考：x－t图线是物体的运动轨迹吗？能否画曲线运动的x－t、v－t图象？2.运动图象的识别和信息利用①首先明确所给的图象是什么图象，即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系.特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分.②要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义：(1)点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别要注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对应一个特殊状态.(2)线：表示研究对象的变化过程和规律，如v-t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动.(3)斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应，用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题.如x-t图象的斜率表示速度的大小，v-t图象的斜率表示加速度的大小.(4)面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应.如v-t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小.(5)截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的大小.完成下表.x-t图象v-t图象看“坐标轴”横轴表示______，纵轴表示______；横轴表______、纵轴表______；看“点”某一时刻质点的___________；某一时刻质点的______；看“图线”直线倾斜表示______直线运动；直线倾斜表示________直线运动；看“斜率”斜率表示质点运动的______；斜率表示质点运动的________；看“纵截距”纵轴截距表________；纵轴截距表________；看“面积”图线与时间轴包围的面积___意义. 图线与时间轴包围的面积表______.1.运动图象的比较【例1】做直线运动的物体的v-t图象如图所示.由图象可知()A.前10 s物体的加速度为0.5 m/s2，后5 s物体的加速度为－1 m/s2B.15 s末物体回到出发点C.10 s末物体的运动方向发生变化D.10 s末物体的加速度方向发生变化【拓展1】若将上题中的图象的纵轴(v轴)换成x轴，其他条件不变，试回答下列问题：(1)物体在0～10 s和10 s～15 s两个阶段分别做什么运动？(2)物体何时距出发点最远，何时回到出发点？【思维提升】应用v-t图象分析物体的运动时，要抓住图线的特征与运动性质的关系，要抓住图线的“点”、“线”、“面积”和“斜率”的意义.2.运动图象的识别和应用【例2】一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空，假设探测器的质量恒为1 500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机突然关闭，如图所示为其速度随时间变化的规律.(1)升高后9 s、25 s、45 s，即在图线上A、B、C三点探测器的运动情况如何？(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度(3)计算该行星表面的重力加速度及发动机的推动力(假设行星表面没有空气).【思维提升】分析速度—时间图象，把握运动状态的变化是解此题的关键.3.应用图象分析问题【例3】摩托车在平直公路上从静止开始启动，a1＝1.6 m/s2，稍后匀速运动，然后减速，a2＝6.4 m/s2，直到停止，共历时130 s，行程1 600 m，试求：(1)摩托车行驶的最大速度；(2)若摩托车从静止启动，a1、a2不变，直至停止，行程不变，所需最短时间为多少.【思维提升】利用公式和图象，都可以求出最大速度、最短时间等极值问题，但用图象法显然更直观、简洁.【拓展2】如图所示，两个光滑的斜面高度相同，右边由两部分组成且AB ＋BC ＝AD ，两小球a 、b 分别从A 点沿两侧斜面由静止滑下，不计转折处的能量损失，哪一边的小球先滑到斜面底端.4.位移图象与运动轨迹的区别【例4】如图所示，为A 、B 、C 三物体从同一地点、同时出发沿同一方向做直线运动的x-t 图象，在0～t 0时间内( )A.平均速度C B A v v v ==B.平均速率B C A v v v ＞＞C.A 一直在B 、C 的后面D.A 的速度一直比B 、C 的速度大【思维提升】对于图象问题，首先要弄清坐标轴表示的意义，然后再弄清图线所描述的规律.本题的图线描述的是位移随时间变化的规律，而不是物体的运动轨迹。

第一章 运动的描述——位移时间图象1、位移时间图象的物理意义：描述物体的位移随时间的变化规律。

2、位移时间图象的性质（1）纵坐标表示位移。

纵坐标的大小表示位移大小，纵坐标的正负表示位移的方向。

（2）斜率表速度。

斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负表示速度的方向。

（3）图像与纵轴的交点（截矩）表示物体初位置。

（4）两图像交点表示相遇。

甲图：①表示物体静止于坐标系10m 处；②表示物体从5m 处向正方向做匀速直线运动；③表示物体从原点向负方向做匀速直线运动。

乙图：①表示物体从-5m 处向正方向做匀速直线运动；②表示物体从正方向某处向负方向做匀速直线运动。

丙图：表示物体向正方向做加速运动。

课堂练习1、如图所示为甲、乙两质点在同一条直线上做匀速直线运动的x-t 图象。

由图象可以判断（ ）A ．乙比甲早运动了时间t 1B ．当t=t 2时，甲、乙两质点相遇C ．当t=t 2时，甲、乙两质点相距最远D ．当t=t 3时，甲、乙两质点相距为x 0课堂练习2、如图所示为A 和B 两质点的s-t 图象，以下说法中正确的是（ ）A ．当t=0时，A 、B 两个质点的速度均为0 B ．在运动过程中，A 质点运动比B 质点快一些C ．当t=t 1时,两质点的位移相等课堂练习2课堂练习1D ．在t=t 1时,两质点的速度大小相等课堂练习3、如图所示为甲、乙、丙三个物体运动的位移时间图象，下列说法中正确的是( )A ．丙物体作加速直线运动B ．甲物体作曲线运动C ．三个物体在0-t 1内平均速度乙丙甲--->>v v v D ．三个物体在0-t 1内平均速率乙丙甲--->>v v v课堂练习4、如图所示,A 、B 两图线分别表示在同一参考系中甲、乙两物体运动的位移—时间图象,下列说法正确的是( )A ．甲做直线运动,乙做曲线运动B ．甲、乙两物体均做直线运动C ．交点M 表示两物体位移相等D ．运动中甲、乙共相遇两次课堂练习5、如图所示为A 、B 两人骑自行车在同一直线上运动的位移图象，由图象知 ( )A ．A 、B 两人同向行驶B ．A 、B 两人在第1s 末后相遇C ．在5s 内，A 行驶的路程比B 行驶的路程多D ．在5s 内，A 行驶的位移比B 行驶的位移大课堂练习5课堂练习4第一章运动的描述——位移时间图象课堂练习1. B 课堂练习2. BC 课堂练习3. A 课堂练习4. BCD 课堂练习5. AB。

位移时间图像和速度概述位移-时间图像和速度是物理学中常用的概念，用于描述物体的运动状态和变化。

位移-时间图像是指在时间轴上绘制物体的位移随时间的变化情况，而速度则是指物体在单位时间内的位移变化量。

位移-时间图像可以帮助我们直观地了解物体的运动方式。

通常，我们将时间绘制在水平轴上，将位移绘制在垂直轴上。

当物体处于静止状态时，位移-时间图像将显示一条水平直线，表示物体的位移始终为零。

当物体做匀速直线运动时，位移-时间图像将是一条直线，其斜率表示物体的速度大小。

当物体做加速或减速的运动时，位移-时间图像将是一条曲线，曲线的斜率表示物体的速度变化。

速度是描述物体在某一时刻的位移变化率的物理量。

它可以是正值、负值或零值，分别代表物体向正方向运动、向负方向运动或静止不动。

速度的单位通常是米/秒（m/s）。

当物体的位移随时间的变化是直线关系时，速度是恒定的，称为匀速运动。

而当物体的位移随时间的变化是曲线关系时，速度是变化的，称为变速运动。

在位移-时间图像中，速度可以通过斜率来计算。

斜率的绝对值越大，表示单位时间内的位移变化越大，即速度越快。

当斜率为正值时，表示物体向正方向运动，速度是正值；当斜率为负值时，表示物体向负方向运动，速度是负值。

通过位移-时间图像和速度概念，我们可以对物体的运动状态进行分析和推断。

例如，根据位移-时间图像的形状，我们可以判断物体是做匀速运动还是变速运动。

同时，通过计算速度的变化，我们可以了解物体的加速度大小和方向。

总之，位移-时间图像和速度是研究物体运动的重要工具和概念。

它们可以帮助我们更好地理解和描述物体的运动状态和变化。

位移-时间图像和速度是在物理学中经常使用的工具和概念，用来描述物体的运动状态和变化。

位移-时间图像显示的是物体在一段时间内的位移的变化情况，而速度则是指物体在单位时间内的位移变化量。

在位移-时间图像中，我们将时间绘制在水平轴上，将位移绘制在垂直轴上。

通过观察位移-时间图像的形状，我们可以得知物体的运动方式。

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．。