2024年3月10日发(作者：nba文字直播)

________________________________________________________________

海 豚 教 育 个 性 化 简 案

学生姓名：

授课日期： 月 日

年级：

科目:

上课时间： 时 分……… 时 分 合计： 小时

实验：用打点计时器测速度

一、教学目标

1、

学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况。

2、

利用

v

－

t

图象分析实验数据，描述物体的运动。

3、在教学的过程中培养学生的学习兴趣。

二、教学重难点

1、打点计时器的时间间隔的判断。

2、瞬时速度与平均速度。

三、教学步骤

知识提点————

例题分析————

习题演练————

四、反馈

授课教师评价： 准时上课：无迟到早退的现象

（今日学生课堂表 今天所学知识点全部掌握：教师任意抽查一知识点，学生能完全掌握

现符合共 项） 上课态度认真：上课期间认真听讲，无任何不配合老师的情况

（大写） 海豚作业完成达标：全部按时按量完成所布置的作业，无少做漏做现象

学生签字：

教师签字：

备注：请交至行政前台处登记、存档保留，隔日无效 （可另附教案内页） 大写： 壹 貮 叁 肆 签章：

海 豚 教 育 个 性 化 教 案

实验：用打点计时器测速度

一、实验目的

1．练习使用电磁打点计时器或电火花计时器．

2．学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况．

3．利用

v

－

t

图象分析实验数据，描述物体的运动．

二、实验原理

1．两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时，都是每隔0.02 s打一次点．

2．当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位

Δ

x

置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式

v

＝，当

Δ

t

Δ

x

Δ

t

很短时，可以认为等于

t

时刻的瞬时速度．

Δ

t

三、实验步骤

1．把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，并检查两条白纸带

是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹在两条纸带之间．

2．把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上．

3．接通开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就会打下一系列的点迹．

4．取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出

n

个点，这些点划分出来的

间隔数为(

n

－1)．由此计算出纸带从第一个点到第

n

个点的运动时间为0.02(

n

－1) s.

5．用刻度尺测量出第一个点到第

n

个点的距离

x

，再利用公式

v

＝

均速度．把测量和计算的结果填入表中．

6．在小纸带上标记连续7个计数点，分别标上记号

A

、

B

、

C

、

D

、

E

、

F

、

G

.用刻度尺测量每相邻两个

点间的距离，分别记为

x

1

、

x

2

、

x

3

、

x

4

、

x

5

、

x

6

，记录到表中．

7．根据表中对纸带数据的测量结果，运用学过的知识判断：物体在这段时间内的运动是匀速直线运

动还是变速直线运动？说出判断的理由．

8．将

B

、

C

、

D

、

E

、

F

作为测量点，分别测量包含这些点的一段位移Δ

x

，由于Δ

t

很小，求出Δ

t

内

的平均速度，即等于各点的瞬时速度，记入表中．

四、注意事项

1．电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下交流电源；电火花计时器使用220 V交流

Δ

x

计算纸带通过这段位移时的平

Δ

t

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电源．

2．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材．

3．使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定时再用手拉纸带．

4．手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集．

5．复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰．

6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．

五、实验数据处理

1．根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度．

(1)在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02 s(电源频率为50 Hz)，所以点迹密集的地方表示纸带运

动的速度小．

(2)根据

v

＝

Δ

x

，求出任意两点间的平均速度，这里Δ

x

可以用直尺测量出两点间的距离，Δ

t

为两

Δ

t

点间的时间间隔数与0.02 s的乘积．这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度．

2．粗略计算瞬时速度

某点

E

的瞬时速度可以粗略地由包含

E

点在内的两点间的平均速度来表示，如图1－4－2所示，

v

E

≈

v

DG

或

v

E

≈

v

DF

.

图1－4－2

说明：在粗略计算

E

点的瞬时速度时，可利用

v

＝

Δ

x

公式来求解，但须注意的是，如果取离

E

点越

Δ

t

接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近

E

点的瞬时速度，但是距离过小会使测量误差增大，应根

据实际情况选取这两个点．

六、利用

v

－

t

图象分析物体的运动

1．

v

－

t

图象

用横轴表示时间

t

，纵轴表示速度

v

，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平

滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图1－4－3所示的

v

－

t

图象．

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图1－4－3 图1－4－4

2．

v

－

t

图象的意义

v

－

t

图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．

3．匀速直线运动的

v

－

t

图象

(1)匀速直线运动的

v

－

t

图象是与时间轴平行的直线，如图1－4－4所示，直线

a

、

b

分别表示

v

a

＝4

m/s，

v

b

＝8 m/s.

1－4－5

(2)从匀速直线运动的

v

－

t

图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式

x

＝

vt

，在

v

－

t

图象中就对应着边长分别为

v

和

t

的一个矩形面积，如图1－4－5中画斜线的部分．

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.

一、利用纸带判断物体的运动情况

例1 关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是( )

A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动

B．点迹变稀，说明纸带做加速运动

C．点迹变密，说明纸带做加速运动

D．相邻两点间的时间间隔相等

二、平均速度和瞬时速度的计算

例2 图1－4－8是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸

带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：

(1)在

AC

这段时间内的平均速度；

(2)在

B

点的瞬时速度．

图1－4－8

三、速度—时间图象的理解

图1－4－9

例3 如图1－4－9所示为某物体的

v

－

t

图象，试说明该物体的运动情况．

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解析 0～4 s物体做加速运动，末速度为12 m/s；

4～6 s物体做减速运动，末速度为0；

6～7 s物体做反向加速运动，末速度大小为4 m/s；

7～8 s物体做反向减速运动，末速度为0.

1.通过打点计时器得到的一条纸带上的点迹不均匀，下列判断正确的是( )

A．点迹密集的地方物体运动的速度较大

B．点迹密集的地方物体运动的速度较小

C．点迹不均匀说明物体做变速运动

D．点迹不均匀说明打点计时器有故障

2．在下列四个图象中，表示匀速直线运动的是( )

3．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )

A．时间间隔 B．位移 C．速率 D．平均速度

4．接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的时间顺序是( )

A．先接通电源，后释放纸带

B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带的同时接通电源

D．先接通电源或先释放纸带都可以

5．下列说法中正确的是( )

A．电磁打点计时器和电火花计时器的计时原理基本一样

B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样

C．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的

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D．电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02 s

6．打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点的时间间隔是

T

，若纸带上共打出

N

个点，

这纸带上记录的时间为

t

，则下列各式正确的是( )

A．

T

＝0.02 s，

t

＝

NT

B．

T

＝0.05 s，

t

＝(

N

－1)

T

C．

T

＝0.02 s，

t

＝(

N

－1)

T

D．

T

＝0.05 s，

t

＝

NT

7．某同学在练习使用打点计时器时，得到了如图1－4－10所示的纸带，从

O

点开始，每隔0.1 s

取一个测量点．测得

OA

＝3.20 cm，

AB

＝3.90 cm，

BC

＝5.86 cm，

CD

＝7.58 cm，

DE

＝9.72 cm.

图1－4－10

则可判断纸带的运动是________．

D

段上的平均速度为________．

→

D

段上的平均速度为________．

8．练习使用电磁打点计时器的实验步骤如下：

A．把打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，把复写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限

位孔，并压在复写纸下面

B．把打点计时器接在10 V以下的直流电源上

C．拉动纸带后，再接通电源

D．取下纸带，以纸带上起始点为

O

，依次在每个点上标出1、2、3、…，用刻度尺分别量出两点间的

距离，比较是否相等，判断是什么性质的运动

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题型1 应用纸带计算平均速度和瞬时速度

例1 一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整

的纸带，如图1－4－1所示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电

的频率为50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米．

图1－4－1

(1)计算0～6点之间的平均速度；

(2)打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？

题型2 实验数据的处理

例2 汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，

如下表所示：

t

/s

v

/(km·h

－

1

0

20

5

30

10

40

15

50

20

50

25

50

30

50

35

35

40

20

45

5

50

0

)

根据小明的记录内容，试完成下列问题：

(1)从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在0～15 s内，汽车的速度在变化，时间每经过5 s

速度增大________km/h；在15～30 s内汽车速度不变，速度大小为________km/h；在30～45 s内汽车速

度在变化，每5 s速度减小______km/h.

(2)请根据表格中的数据，画出对应的

v

－

t

图象．

(3)如果认为在0～15 s内速度变化是均匀的，你能在图象中找出汽车在7.5 s时的速度值吗？

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解析 根据小明记录的各个时刻的速度，首先在速度—时间坐标系中描出对应点，连接各点得到速度

图象．

(1)分析小明记录的数据不难得出答案为：10；50；15.

(2)描点画图后，

v

－

t

图象如右图所示．

(3)能，35 km/h

1．画物理图象的原则是准确、清楚、布局合理、使用方便．

2．应恰当选取坐标轴的分度．

3．要有足够多的描点数目．

4．所画图线应尽可能穿过较多的描点.

题型3

v

－

t

图象的理解和应用

图1－4－2

例3 在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦床，如图1－4－2所示，是一名同学某次从蹦床

跳起后的

v

－

t

图象，已知

t

2

＝2

t

1

，结合你的体会和经历，分析下列问题：

(1)他的速度大小是如何变化的？

(2)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？

(3)从图象中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？

(4)他在

t

2

时刻回到蹦床上了吗？

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1.打点计时器打出的纸带( )

A．能准确地求出某点的瞬时速度

B．只能粗略地求出某点的瞬时速度

C．能准确地求出某段时间内的平均速度

D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度

答案 BC

2．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的

是( )

A．点痕记录了物体运动的时间

B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移

C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状

D．点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况

3．一物体做直线运动的图象如图1－4－3所示，则该物体( )

图1－4－3

4．某物体的运动规律如图1－4－4所示，下列说法中正确的是( )

图1－4－4

A．物体在第1 s末运动方向发生变化

B．第2 s内、第3 s内的速度方向是相同的

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C．物体在第2 s内返回出发点，向反方向运动

D．在这7 s内物体的位置始终不会为负值

5．如图1－4－5所示为甲、乙两质点的

v

－

t

图象，对于甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是

( )

图1－4－5

A．质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反

B．质点甲、乙的速度相同

C．在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同

D．质点甲、乙之间的距离一定越来越大

6．在图1－4－6所示的

v

－

t

图中，

A

、

B

两质点同时从同一点在一条直线上开始运动，运动规律用

A

、

B

两图线表示，下述叙述正确的是( )

A．

t

＝1 s时，

B

质点运动方向发生改变

B．

t

＝2 s时，

A

、

B

两质点间距离一定等于2 m

C．

A

、

B

同时从静止出发，朝相反的方向运动

D．在

t

＝4 s时，

A

、

B

相遇

7．使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：

A．把电火花计时器固定在桌子上

B．安装好纸带

C．松开纸带让物体带着纸带运动

D．接通220 V交流电源

E．按下脉冲输出开关，进行打点

这些步骤正确的排列顺序为________．

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8．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动

情况．在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有：

(1)________________________________；

(2)________________________________．

A．拉住纸带，将小车靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源．

B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路．

C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码．

D．取下纸带．

E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．

将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上．

________________________________________________________________________

9．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图1－4－7所示，滑块在牵引力

的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δ

t

1

＝0.29 s，

通过第二个光电门的时间为Δ

t

2

＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，试分别求出滑块通过第一个光电

门和第二个光电门时的速度大小．

图1－4－7

10．如图1－4－8所示，甲、乙两图象分别是某个运动质点的

x

－

t

图象和

v

－

t

图象，试说明在两图

象中的

OA

、

AB

、

BC

、

CD

、

DE

各个阶段表示质点分别做什么运动？

图1－4－8

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例1解析 打点计时器的振针打点的频率一定(50 Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速

运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密．

答案 ABD

(1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象．

(2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情况．

(3)若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运

动，反之做减速运动.

例2答案 ABD

解析 打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记

录了物体运动的位移，故可反映物体的运动情况．

例2解析 (1)根据平均速度的定义，

AC

这段时间内的平均速度就等于

A

到

C

的位移跟所用时间的比

值．位移的大小可以从刻度尺上直接读出：

x

＝4.00 cm，

A

到

C

共10个点，9个时间间隔，所以

A

到

C

x

4.00×10

－2

m

所用的时间

t

＝0.02 s×9＝0.18 s，所以

AC

这段时间内的平均速度

v

＝＝＝0.22 m/s；

t

0.18 s

(2)根据公式

v

B

＝

Δ

x

来计算

B

点的瞬时速度．为了尽量精确地反映物体在

B

点的运动快慢，我们尽量

Δ

t

在靠近

B

点的地方取得数据，例如取靠近

B

点的左右两个点，左边点在刻度尺上的读数是1.77 cm，右边

点在刻度尺上的读数是2.65 cm，那么Δ

x

＝2.65 cm－1.77 cm＝0.88 cm，两点间相隔的时间为Δ

t

＝0.02

Δ

x

0.88×10

－2

m

s×2＝0.04 s，所以

B

点的瞬时速度

v

B

＝＝＝0.22 m/s.

Δ

t

0.04 s

答案 (1)0.22 m/s (2)0.22 m/s

例3、答案 见解析

海 豚 教 育 个 性 化 教 案

解析 (1)在0～

t

1

时间内速度由

v

0

逐渐减小到零，在

t

1

～

t

2

时间内速度由零增大到

v

0

.

(2)速度由初速度

v

0

减小到零的过程是上升过程，所对应的时间为0～

t

1

；速度由零增大到

v

0

的过程

是下降过程，所对应的时间为

t

1

～

t

2

.

(3)从图象中可以看出，上升过程速度为正，下降过程速度为负，因此，是选定上升过程的速度方向

为正方向．

(4)由于上升过程与下降过程是对称的，故

t

2

时刻刚好回落到蹦床上．

v

－

t

图象中反映的物理量有：

(1)某一时刻瞬时速度的大小，可以从图象上直接读出；

(2)速度的方向，选

v

轴中的正方向为正方向，如果速度为负值则说明运动的方向跟选择的正方向相

反．

(3)匀速直线运动的图象是一条平行于

t

轴的直线．

(4)从匀速直线运动的速度—时间图象中不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移，据位移公式

x

＝

vt

，在速度图象中位移就对应着边长分别为

v

和

t

的矩形的面积.

1、BC 2、BC 3、AB 4、A 5、ACD 6、C 2、变速运动 51.35 cm/s

7、8、试纠正以上步骤中错误之处．

答案 A中应将计时器固定在没有定滑轮的一端；B交流电源上，C先接通电源再拉动纸带；D从能够

看清的点开始．

答案 (1)0.68 m/s (2)0.83 m/s

解析 (1)0到6点间的平均速度为：

v

＝

Δ

x

Δ

t

2.80＋4.40＋5.96＋7.57＋9.10＋10.71

－2

＝×10 m/s

6×(0.02×5)

＝0.676 m/s≈0.68 m/s

(2)当打点计时器打第4个点时，小车的瞬时速度应当最接近于3～5点间的平均速度，则

海 豚 教 育 个 性 化 教 案

v

4

＝

Δ

x

35

7.57＋9.10

＝×10

－2

m/s

Δ

t

35

2×(0.02×5)

＝0.834 m/s≈0.83 m/s

拓展探究 上例中若电源频率低于50 Hz时，如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速

度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小？

答案 偏大

解析 当交流电的频率为50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s打一个点，当交流电的频率低于50 Hz

时，打点计时器打一次点的时间间隔

t

将大于0.02 s，即

t

时间内的位移我们用0.02 s的位移计算(

v

＝

x

)，因此测出的速度将比真实值偏大．

t

Δ

x

该题考查学生应用“极限”的思想求物体的瞬时速度的能力，其平均速度可由

v

＝求出，求瞬时速度

Δ

t

时，应当取包含该点的尽可能短的时间间隔，由平均速度代替瞬时速度.

题型二、答案 (1)10 50 15 (2)见解析 (3)能 35 km/h

题型2 实验数据的处理

例2 汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，

如下表所示：

t

/s

v

/(km·h

－

1

0

20

5

30

10

40

15

50

20

50

25

50

30

50

35

35

40

20

45

5

50

0

)

根据小明的记录内容，试完成下列问题：

(1)从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在0～15 s内，汽车的速度在变化，时间每经过5 s

速度增大________km/h；在15～30 s内汽车速度不变，速度大小为________km/h；在30～45 s内汽车速

度在变化，每5 s速度减小______km/h.

(2)请根据表格中的数据，画出对应的

v

－

t

图象．

(3)如果认为在0～15 s内速度变化是均匀的，你能在图象中找出汽车在7.5 s时的速度值吗？

海 豚 教 育 个 性 化 教 案

解析 根据小明记录的各个时刻的速度，首先在速度—时间坐标系中描出对应点，连接各点得到速度

图象．

(1)分析小明记录的数据不难得出答案为：10；50；15.

(2)描点画图后，

v

－

t

图象如右图所示．

(3)能，35 km/h

1．画物理图象的原则是准确、清楚、布局合理、使用方便．

2．应恰当选取坐标轴的分度．

3．要有足够多的描点数目．

4．所画图线应尽可能穿过较多的描点.

题型3

v

－

t

图象的理解和应用

图1－4－2

1、BC 2、ABD 3、A 4、答案 D

解析 物体在第1 s末运动方向没有发生变化，A错；第2 s内、第3 s内的速度方向是相反的，B

错；物体在第2 s内位移变大，向正方向运动，C错；物体做的是往复运动，故物体的位置始终不会为负

值，D项正确．

5、答案 A

解析 速度、位移都是矢量，其正负表示与选取正方向的关系，两个矢量相同，必须大小和方向都相

同；由于题目没有指明甲、乙两质点的初始位置，所以只根据甲、乙的速度反向，不能判断其具体的运动

关系，它们有可能相向运动，也可能是反向运动．

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图1－4－6

6、答案 BC

解析 质点的运动方向发生改变，即速度的正负发生变化，显然是在

t

＝2 s时

B

质点改变运动方向，

选项A错误；

t

＝2 s时，质点

A

的位移是1 m，质点

B

的位移是－1 m，两质点间距离一定等于2 m，选

项B正确；由题图可知，

t

＝0时，

A

、

B

两者

v

＝0，此后2 s内，

v

A

>0，

v

B

<0，故选项C正确；

t

＝4 s时，

两者速度相等，并非位移相等(相遇)，选项D错误．

7、答案 ABDEC

8、答案 (1)A中应先接通电源，再释放纸带 (2)D中取下纸带前应先断开电源 顺序为：BECAD

9、答案 0.10 m/s 0.27 m/s

解析 滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来表示该点的瞬时速度．由平均速度的

d

0.03 m

定义可计算，滑块通过第一个光电门时的瞬时速度

v

1

＝＝＝0.10 m/s；滑块通过第二个光电门

Δ

t

1

0.29 s

d

0.03 m

时的瞬时速度

v

2

＝＝＝0.27 m/s.

Δ

t

2

0.11 s

10、答案 见解析

解析 题图甲是位移图象，各段表示的运动情况如下：

OA

段表示质点从原点出发向正方向做匀速直

线运动；

AB

段表示质点静止在某一位置处；

BC

段表示质点沿负方向做匀速直线运动又回到了出发点；

CD

段表示质点继续沿负方向做匀速直线运动，位移为负值；

DE

段表示质点沿正方向做匀速运动，最终又回

到了出发点．

题图乙是速度图象，各段表示的运动情况如下：

OA

段速度增大，质点做初速度为零的加速直线运动；

AB

段表示质点做匀速直线运动；

BC

段表示质点仍向前运动，速度逐渐减小直至零，是减速直线运动；

CD

段表示质点沿负方向做加速直线运动，负值表示速度的方向；

DE

段表示质点仍然沿负方向运动，速度逐

渐减小，最终减为零．

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