(1)速度-时间图像
v-t图像(速度-时间图像)反映了速度随时间的变化规律,由vt=v0+at知,函数图像是一条倾斜的直线,如图所示.
①图像在纵轴上的截距,为初速度大小v0.
②可以根据图像上速度大小变化的情况来判断物体是加速运动还是减速运动.如图所示.
③直线的斜率即加速度a.
④可以根据图像确定某时刻的速度,或者是达到某一速度所需要的时间.
⑤根据v-t图像的物理意义,图像和时间轴所围成的面积,在数值上等于对应的位移大小.
(2)位移-时间图像
由s=v0t+at2可知,匀变速直线运动的位移s是时间t的二次函数,它的图像是一条抛物线.
【例4】一物体做直线运动,速度图像如图所示,设向右为正方向,则前4 s内( )
A.物体始终向右运动
B.物体先向左运动,后2 s开始向右运动
C.前2 s物体位于出发点左方,后2 s位于出发点的右方
D.在t=2 s时,物体距出发点最远
解析:解此题时许多同学选择A或C.
这些同学是依据图线随时间斜向上倾斜,认为物体向正方向运动,错误地选择选项A;
依据2 s前速度是负,2 s后速度为正,且前2 s是加速运动,后2 s也是加速运动,即速度是由-5 m/s一直加速到5 m/s,因为速度越来越大,所以认为前2 s物体位于出发点左方,后2 s位于出发点的右方而错选选项C.
正确解答此题的思路是:
物体的运动方向是由速度的正负决定的,物体的位置是由位移决定的,纵轴正、负号只表示速度的方向,前2 s物体是向左做减速运动,后2 s是向右做加速运动,物体在某段时间内的位移等于这段时间内所对应的v-t图像所围的图形的面积的代数和.
因此2 s末物体位于出发点最左端5 m处,从2 s末开始向右加速运动,在4 s之前,物体一直位于出发点左侧,在4 s末回到出发点,所以正确的选项是BD.
答案:BD