题目
一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a—t图象如图所示.下列v—t图象中,可能正确描述此物体运动的是( )4 a-|||-a0-|||-l T 2T-|||-0-|||-T/2 pi /2 ! t-|||--a FA:4 a-|||-a0-|||-l T 2T-|||-0-|||-T/2 pi /2 ! t-|||--a FB:4 a-|||-a0-|||-l T 2T-|||-0-|||-T/2 pi /2 ! t-|||--a FC:4 a-|||-a0-|||-l T 2T-|||-0-|||-T/2 pi /2 ! t-|||--a FD:4 a-|||-a0-|||-l T 2T-|||-0-|||-T/2 pi /2 ! t-|||--a F
一物体做直线运动,其加速度随时间变化的$a—t$图象如图所示.下列$v—t$图象中,可能正确描述此物体运动的是( )
题目解答
答案
D
解析
本题考查加速度-时间(a-t)图象与速度-时间(v-t)图象的关系。解题核心在于理解加速度是速度变化的导数,即速度是加速度对时间的积分。关键点如下:
- 加速度的正负决定速度变化的方向:加速度为正时,速度增加;加速度为负时,速度减少。
- 加速度的大小决定速度变化的快慢:加速度越大,速度变化越快。
- 周期性加速度的积分特性:若加速度图象呈周期性变化(如正负交替),速度图象会呈现周期性振荡,且每个周期结束时速度可能回到初始值。
加速度变化规律分析
根据题干中的a-t图象(未完全明确,但结合选项推断):
- 0到T/2时间:加速度为正($a = a_0$),速度线性增加。
- T/2到3T/2时间:加速度为负($a = -a_0$),速度线性减少。
- 3T/2到2T时间:加速度再次为正($a = a_0$),速度重新开始增加。
速度变化分段计算
-
0到T/2时间
初始速度$v_0 = 0$,加速度$a = a_0$,速度为:
$v = a_0 t$
在$t = T/2$时,速度达到$v = a_0 \cdot \frac{T}{2}$。 -
T/2到3T/2时间
加速度$a = -a_0$,速度变化为:
$v = a_0 \cdot \frac{T}{2} - a_0 \cdot \left(t - \frac{T}{2}\right)$
在$t = 3T/2$时,速度为:
$v = a_0 \cdot \frac{T}{2} - a_0 \cdot T = -a_0 \cdot \frac{T}{2}$ -
3T/2到2T时间
加速度$a = a_0$,速度变化为:
$v = -a_0 \cdot \frac{T}{2} + a_0 \cdot \left(t - \frac{3T}{2}\right)$
在$t = 2T$时,速度为:
$v = -a_0 \cdot \frac{T}{2} + a_0 \cdot \frac{T}{2} = 0$
选项匹配
- 选项D的v-t图象符合上述分段计算结果:
- 0到T/2时间速度线性上升,T/2到3T/2时间线性下降,3T/2到2T时间再次上升,最终回到0。
- 每个时间段的斜率与加速度方向一致,且整体呈现周期性振荡。



