高一物理必修二復習指南：從位移圖像到速度圖像的深度理解

【來源：易教網 更新時間：2025-09-07】

進入高一下學期，物理學習逐漸從直觀的現象觀察轉向更深層次的規律分析。必修二中的勻變速直線運動，是整個高中力學體系的基石之一。很多同學在剛開始接觸s-t圖像和v-t圖像時，常常感到抽象、難懂，甚至誤以為這些圖像是物體實際運動軌跡的再現。

其實，只要我們理解了圖像背后的物理意義，掌握正確的讀圖方法，這些圖像不僅能幫助我們看清運動規律，還能成為解題的“隱形助手”。

今天，我們就來一起梳理勻變速直線運動中兩個最重要的圖像——位移-時間圖像（s-t圖）和速度-時間圖像（v-t圖），用最貼近生活的語言，幫你真正“看懂”它們。

一、s-t圖像：位移隨時間的變化，不是軌跡！

我們先來看一個生活中的例子。

假設你從家出發去學校，路上走走停停，有時快、有時慢。如果有人畫出你走過的路線，那是一條彎彎曲曲的路徑，這叫“軌跡”。但如果我們只關心你“離家有多遠”這件事，并把“時間”作為橫軸、“離家的距離”作為縱軸畫出一張圖，這張圖就叫做位移-時間圖像，簡稱s-t圖。

注意，這里的“位移”不是“路程”，而是從起點到當前位置的有向距離。比如你從家走到學校是1000米，然后又往回走了200米，那你的路程是1200米，但此時的位移是800米（相對于家的位置）。

s-t圖能告訴我們什么？

1. 某時刻的位移是多少？

這是最基本的功能。比如在t=5秒時，圖像上對應的s值是30米，那就說明此時物體離起點30米。

2. 物體是靜止還是在運動？

如果圖像是水平的直線，說明位移不隨時間變化，物體處于靜止狀態。如果圖像是傾斜的，說明物體在運動。

3. 運動的快慢（速度）如何？

圖像的“傾斜程度”反映了速度的大小。斜率越大，速度越快；斜率為正，表示正向運動；斜率為負，表示反向運動。

這里要特別強調一點：s-t圖的斜率等于速度。

數學上，斜率是縱坐標變化量除以橫坐標變化量，也就是：

\[ k = \frac{\Delta s}{\Delta t} \]

這不正是速度的定義嗎？所以，s-t圖的斜率直接對應瞬時速度。

但要注意：物理圖像的斜率不等于幾何角度的正切值（tanα），因為橫軸和縱軸的單位不同，比如時間單位是秒，位移單位是米，它們的刻度比例可以任意調整。所以不能用角度大小來判斷速度快慢，只能通過計算斜率或觀察傾斜的“陡峭程度”來判斷。

圖像交點的含義：相遇的時刻

當兩個物體的s-t圖像在某一點相交，意味著在那個時刻，它們的位移相同，也就是它們處在同一位置。這就是“相遇”的定義。

舉個例子：小明和小紅從同一地點出發，小明先走，小紅后追。如果他們的s-t圖在t=10秒時相交，說明在第10秒時，小紅追上了小明。

注意：相遇只看位移是否相等，不管他們之前是怎么走的，也不管他們之后往哪走。

二、v-t圖像：速度的變化規律，藏著位移的秘密

如果說s-t圖告訴我們“在哪里”，那么v-t圖則告訴我們“怎么動”。

v-t圖是速度隨時間變化的圖像。橫軸是時間t，縱軸是速度v。它不反映位移，也不反映軌跡，但它能清晰地展示物體是加速、減速，還是勻速運動。

v-t圖的基本特征

1. 水平直線：勻速運動

如果圖像是水平的，說明速度不變，物體做勻速直線運動。

2. 傾斜直線：勻變速運動

如果圖像是傾斜的直線，說明速度均勻變化，也就是加速度恒定，物體做勻變速直線運動。

- 斜向上：速度越來越大，是勻加速。

- 斜向下：速度越來越小，是勻減速。

3. 曲線：變加速運動

如果圖像是曲線，說明加速度在變化，比如汽車啟動時加速度逐漸減小，圖像就會是一條向上彎曲但越來越平緩的線。

v-t圖的斜率：加速度的體現

和s-t圖類似，v-t圖的斜率也有明確的物理意義——它代表加速度。

因為加速度的定義是速度變化量與時間的比值：

\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} \]

這正是v-t圖的斜率。所以：

- 斜率大，加速度大；

- 斜率為正，加速度方向與速度方向相同（加速）；

- 斜率為負，加速度方向與速度方向相反（減速）；

- 斜率為零，加速度為零，物體勻速運動。

v-t圖的面積：位移的“隱藏密碼”

這是v-t圖最神奇的地方：圖像與時間軸之間的面積，表示物體在這段時間內的位移。

這個結論很多人背過，但不一定真正理解。我們來用一個簡單的例子說明。

假設一個物體以3 m/s的速度勻速運動了5秒。它的v-t圖是一條水平線，高度為3，寬度為5。這個矩形的面積是：

\[ S = 3 \times 5 = 15 \, \text{m} \]

而物體在這5秒內的位移確實是15米。完全吻合。

再看一個勻加速的例子：物體從靜止開始，以2 m/s的加速度運動了4秒。它的v-t圖是一條從原點出發的斜線，末速度是8 m/s。這個三角形的面積是：

\[ S = \frac{1}{2} \times 4 \times 8 = 16 \, \text{m} \]

而根據勻變速運動位移公式：

\[ s = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} \times 2 \times 4^2 = 16 \, \text{m} \]

結果一致。

所以，v-t圖下的面積就是位移，這是一個非常實用的工具。尤其是在處理復雜運動過程時，比如先加速、再減速、再反向運動，我們可以通過分段計算面積，快速得到總位移。

但要注意：面積有正負之分。

- 圖像在t軸上方，速度為正，面積算正位移；

- 圖像在t軸下方，速度為負，面積算負位移；

- 總位移是各部分面積的代數和。

舉個例子：一輛車先向前加速到10 m/s，運動3秒，然后減速到0，再反向加速到5 m/s，運動2秒。前3秒的面積是正的，后2秒的面積是負的�？偽灰凭褪钦�面積減去負面積的絕對值。

而總路程則是所有面積的絕對值之和，因為它只關心“走了多遠”，不考慮方向。

三、s-t圖與v-t圖的對比：別再混淆了！

很多同學容易把s-t圖和v-t圖搞混，尤其是看到圖像形狀相似時，誤以為它們表達的是同一類信息。下面我們來做個對比，幫你徹底分清。

項目	s-t圖（位移-時間）	v-t圖（速度-時間）
橫軸	時間t	時間t
縱軸	位移s	速度v
斜率	速度	加速度
面積	無物理意義	位移
水平直線	靜止	勻速運動
傾斜直線	勻速運動	勻變速運動
交點	相遇	速度相等（不一定相遇）

特別提醒：v-t圖的交點不代表相遇！它只表示兩個物體在那一時刻速度相同。它們可能一個在前面、一個在后面，根本沒有碰面。

比如兩輛車在高速公路上行駛，一輛在前一輛在后，速度都是80 km/h，它們的v-t圖會重合或相交，但它們并沒有相遇。

而s-t圖的交點才代表相遇。

四、實戰技巧：如何從圖像中快速提取信息？

在考試中，圖像題常常以選擇題或計算題的形式出現。掌握以下技巧，可以幫你快速解題。

1. 看清坐標軸單位和刻度

這是最容易出錯的地方。比如橫軸是“時間”，但單位是“分鐘”而不是“秒”；縱軸是“速度”，但單位是“km/h”而不是“m/s”。如果不注意單位換算，計算結果會完全錯誤。

2. 分段分析復雜圖像

如果圖像不是一條直線，而是由多段組成，一定要分段分析。每一段對應一種運動狀態，分別計算速度、加速度、位移等。

3. 利用面積求位移，避免死記公式

有時候題目給出v-t圖，讓你求某段時間內的位移。與其套用公式，不如直接算面積。特別是對于不規則圖形，可以用“數格子”的方法估算。

4. 注意正負號

位移、速度、加速度都有方向。在圖像中，t軸上方為正，下方為負。計算代數和時，負值要帶負號參與運算。

五、常見誤區提醒

1. s-t圖不是運動軌跡

很多同學看到s-t圖是曲線，就以為物體在走彎路。其實不是。s-t圖只反映位移大小隨時間的變化，和路徑無關。

2. v-t圖面積是位移，不是路程

尤其當物體反向運動時，v-t圖會穿過t軸，下方的面積是負的。總位移要相減，而總路程要相加。

3. 斜率不是tanα

物理圖像的斜率是物理量的變化率，不是幾何角度的正切。不要用角度大小判斷速度快慢。

4. 交點不等于相遇

再強調一次：v-t圖交點是速度相等，s-t圖交點才是相遇。

六、學習建議：如何高效復習圖像內容？

1. 動手畫圖

不要只看別人畫的圖。自己動手畫幾個典型的s-t圖和v-t圖，比如勻速、勻加速、先加速后減速等，邊畫邊想物理過程。

2. 對照運動過程

想象一個物體在運動，比如從靜止開始加速，然后勻速，再減速停下。試著畫出它的v-t圖和s-t圖，看看它們之間有什么聯系。

3. 多做圖像轉換題

給你一個s-t圖，讓你畫出對應的v-t圖；或者反過來。這種題目能加深你對斜率和面積的理解。

4. 整理錯題

把做錯的圖像題收集起來，分析錯誤原因。是沒看清坐標？還是混淆了面積和斜率？針對性地改進。

圖像，是物理語言的一種。它不像文字那樣直白，也不像公式那樣精確，但它能直觀地展現變化規律，幫助我們“看見”運動的本質。高一物理的這些圖像內容，看似簡單，實則蘊含著深刻的物理思想。掌握它們，不僅是為了應付考試，更是為了培養一種科學的思維方式——從數據中提取信息，從圖像中發現規律。

希望這篇文章能幫你把s-t圖和v-t圖真正“看懂”，不再只是死記硬背。當你能輕松地從一條曲線上讀出速度、加速度、位移，甚至預測物體未來的運動狀態時，你會發現，物理原來可以這么“清晰”。