高一物理必修二复习指南：从位移图像到速度图像的深度理解

【来源：易教网 更新时间：2025-09-07】

进入高一下学期，物理学习逐渐从直观的现象观察转向更深层次的规律分析。必修二中的匀变速直线运动，是整个高中力学体系的基石之一。很多同学在刚开始接触s-t图像和v-t图像时，常常感到抽象、难懂，甚至误以为这些图像是物体实际运动轨迹的再现。

其实，只要我们理解了图像背后的物理意义，掌握正确的读图方法，这些图像不仅能帮助我们看清运动规律，还能成为解题的“隐形助手”。

今天，我们就来一起梳理匀变速直线运动中两个最重要的图像——位移-时间图像（s-t图）和速度-时间图像（v-t图），用最贴近生活的语言，帮你真正“看懂”它们。

一、s-t图像：位移随时间的变化，不是轨迹！

我们先来看一个生活中的例子。

假设你从家出发去学校，路上走走停停，有时快、有时慢。如果有人画出你走过的路线，那是一条弯弯曲曲的路径，这叫“轨迹”。但如果我们只关心你“离家有多远”这件事，并把“时间”作为横轴、“离家的距离”作为纵轴画出一张图，这张图就叫做位移-时间图像，简称s-t图。

注意，这里的“位移”不是“路程”，而是从起点到当前位置的有向距离。比如你从家走到学校是1000米，然后又往回走了200米，那你的路程是1200米，但此时的位移是800米（相对于家的位置）。

s-t图能告诉我们什么？

1. 某时刻的位移是多少？

这是最基本的功能。比如在t=5秒时，图像上对应的s值是30米，那就说明此时物体离起点30米。

2. 物体是静止还是在运动？

如果图像是水平的直线，说明位移不随时间变化，物体处于静止状态。如果图像是倾斜的，说明物体在运动。

3. 运动的快慢（速度）如何？

图像的“倾斜程度”反映了速度的大小。斜率越大，速度越快；斜率为正，表示正向运动；斜率为负，表示反向运动。

这里要特别强调一点：s-t图的斜率等于速度。

数学上，斜率是纵坐标变化量除以横坐标变化量，也就是：

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

这不正是速度的定义吗？所以，s-t图的斜率直接对应瞬时速度。

但要注意：物理图像的斜率不等于几何角度的正切值（tanα），因为横轴和纵轴的单位不同，比如时间单位是秒，位移单位是米，它们的刻度比例可以任意调整。所以不能用角度大小来判断速度快慢，只能通过计算斜率或观察倾斜的“陡峭程度”来判断。

图像交点的含义：相遇的时刻

当两个物体的s-t图像在某一点相交，意味着在那个时刻，它们的位移相同，也就是它们处在同一位置。这就是“相遇”的定义。

举个例子：小明和小红从同一地点出发，小明先走，小红后追。如果他们的s-t图在t=10秒时相交，说明在第10秒时，小红追上了小明。

注意：相遇只看位移是否相等，不管他们之前是怎么走的，也不管他们之后往哪走。

二、v-t图像：速度的变化规律，藏着位移的秘密

如果说s-t图告诉我们“在哪里”，那么v-t图则告诉我们“怎么动”。

v-t图是速度随时间变化的图像。横轴是时间t，纵轴是速度v。它不反映位移，也不反映轨迹，但它能清晰地展示物体是加速、减速，还是匀速运动。

v-t图的基本特征

1. 水平直线：匀速运动

如果图像是水平的，说明速度不变，物体做匀速直线运动。

2. 倾斜直线：匀变速运动

如果图像是倾斜的直线，说明速度均匀变化，也就是加速度恒定，物体做匀变速直线运动。

- 斜向上：速度越来越大，是匀加速。

- 斜向下：速度越来越小，是匀减速。

3. 曲线：变加速运动

如果图像是曲线，说明加速度在变化，比如汽车启动时加速度逐渐减小，图像就会是一条向上弯曲但越来越平缓的线。

v-t图的斜率：加速度的体现

和s-t图类似，v-t图的斜率也有明确的物理意义——它代表加速度。

因为加速度的定义是速度变化量与时间的比值：

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

这正是v-t图的斜率。所以：

- 斜率大，加速度大；

- 斜率为正，加速度方向与速度方向相同（加速）；

- 斜率为负，加速度方向与速度方向相反（减速）；

- 斜率为零，加速度为零，物体匀速运动。

v-t图的面积：位移的“隐藏密码”

这是v-t图最神奇的地方：图像与时间轴之间的面积，表示物体在这段时间内的位移。

这个结论很多人背过，但不一定真正理解。我们来用一个简单的例子说明。

假设一个物体以3 m/s的速度匀速运动了5秒。它的v-t图是一条水平线，高度为3，宽度为5。这个矩形的面积是：

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

而物体在这5秒内的位移确实是15米。完全吻合。

再看一个匀加速的例子：物体从静止开始，以2 m/s的加速度运动了4秒。它的v-t图是一条从原点出发的斜线，末速度是8 m/s。这个三角形的面积是：

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

而根据匀变速运动位移公式：

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

结果一致。

所以，v-t图下的面积就是位移，这是一个非常实用的工具。尤其是在处理复杂运动过程时，比如先加速、再减速、再反向运动，我们可以通过分段计算面积，快速得到总位移。

但要注意：面积有正负之分。

- 图像在t轴上方，速度为正，面积算正位移；

- 图像在t轴下方，速度为负，面积算负位移；

- 总位移是各部分面积的代数和。

举个例子：一辆车先向前加速到10 m/s，运动3秒，然后减速到0，再反向加速到5 m/s，运动2秒。前3秒的面积是正的，后2秒的面积是负的。总位移就是正面积减去负面积的绝对值。

而总路程则是所有面积的绝对值之和，因为它只关心“走了多远”，不考虑方向。

三、s-t图与v-t图的对比：别再混淆了！

很多同学容易把s-t图和v-t图搞混，尤其是看到图像形状相似时，误以为它们表达的是同一类信息。下面我们来做个对比，帮你彻底分清。

项目	s-t图（位移-时间）	v-t图（速度-时间）
横轴	时间t	时间t
纵轴	位移s	速度v
斜率	速度	加速度
面积	无物理意义	位移
水平直线	静止	匀速运动
倾斜直线	匀速运动	匀变速运动
交点	相遇	速度相等（不一定相遇）

特别提醒：v-t图的交点不代表相遇！它只表示两个物体在那一时刻速度相同。它们可能一个在前面、一个在后面，根本没有碰面。

比如两辆车在高速公路上行驶，一辆在前一辆在后，速度都是80 km/h，它们的v-t图会重合或相交，但它们并没有相遇。

而s-t图的交点才代表相遇。

四、实战技巧：如何从图像中快速提取信息？

在考试中，图像题常常以选择题或计算题的形式出现。掌握以下技巧，可以帮你快速解题。

1. 看清坐标轴单位和刻度

这是最容易出错的地方。比如横轴是“时间”，但单位是“分钟”而不是“秒”；纵轴是“速度”，但单位是“km/h”而不是“m/s”。如果不注意单位换算，计算结果会完全错误。

2. 分段分析复杂图像

如果图像不是一条直线，而是由多段组成，一定要分段分析。每一段对应一种运动状态，分别计算速度、加速度、位移等。

3. 利用面积求位移，避免死记公式

有时候题目给出v-t图，让你求某段时间内的位移。与其套用公式，不如直接算面积。特别是对于不规则图形，可以用“数格子”的方法估算。

4. 注意正负号

位移、速度、加速度都有方向。在图像中，t轴上方为正，下方为负。计算代数和时，负值要带负号参与运算。

五、常见误区提醒

1. s-t图不是运动轨迹

很多同学看到s-t图是曲线，就以为物体在走弯路。其实不是。s-t图只反映位移大小随时间的变化，和路径无关。

2. v-t图面积是位移，不是路程

尤其当物体反向运动时，v-t图会穿过t轴，下方的面积是负的。总位移要相减，而总路程要相加。

3. 斜率不是tanα

物理图像的斜率是物理量的变化率，不是几何角度的正切。不要用角度大小判断速度快慢。

4. 交点不等于相遇

再强调一次：v-t图交点是速度相等，s-t图交点才是相遇。

六、学习建议：如何高效复习图像内容？

1. 动手画图

不要只看别人画的图。自己动手画几个典型的s-t图和v-t图，比如匀速、匀加速、先加速后减速等，边画边想物理过程。

2. 对照运动过程

想象一个物体在运动，比如从静止开始加速，然后匀速，再减速停下。试着画出它的v-t图和s-t图，看看它们之间有什么联系。

3. 多做图像转换题

给你一个s-t图，让你画出对应的v-t图；或者反过来。这种题目能加深你对斜率和面积的理解。

4. 整理错题

把做错的图像题收集起来，分析错误原因。是没看清坐标？还是混淆了面积和斜率？针对性地改进。

图像，是物理语言的一种。它不像文字那样直白，也不像公式那样精确，但它能直观地展现变化规律，帮助我们“看见”运动的本质。高一物理的这些图像内容，看似简单，实则蕴含着深刻的物理思想。掌握它们，不仅是为了应付考试，更是为了培养一种科学的思维方式——从数据中提取信息，从图像中发现规律。

希望这篇文章能帮你把s-t图和v-t图真正“看懂”，不再只是死记硬背。当你能轻松地从一条曲线上读出速度、加速度、位移，甚至预测物体未来的运动状态时，你会发现，物理原来可以这么“清晰”。