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1、2时间位移定位学习目标.知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法,会在具体的问 题中辨析、识别。1 .理解位置、位移等概念的含义,会在实际问题中正确分析。2 .了解矢量、标量的含义,理解位移的矢量性。会在一维坐标系中表 示物体做直线运动的位置、位移等物理量。3 .理解位移一时间图像的物理意义,能根据图像分析物体在一段时间 内的位移。4 .了解打点计时器的基本结构和工作原理,会使用打点计时器记录物 体运动的位移和时间。知道如实记录原始数据的重要性。知识点一时刻和时间间隔1 .时刻:在表示时间的数轴上用点表示,指某一瞬间。2 .时间间隔:在表示时间的数轴上用线段表示,指两个时刻之间的时 间间隔
2、。某同学每周上学期间,早晨6:35起床,整理被褥、洗漱用5分钟，吃早 饭用20分钟,7:00出发乘校车去学校,用时25分钟,7:25到达教室上 早读课。请问上述过程中哪些表示时.刻？哪些表示时间间隔？答案：“6:35” “7:00” “7:25”表示时刻；“5分钟” “20分钟” “25 分钟”表示时间间隔。知识点二位置和位移直线运动 的位置和， 位移位置用坐标卜为正时，位置在正半轴%表示1%为负时，位置在负半轴位移为正时，位移沿正方向x = %2-%1 1工为负时，位移沿负方向角度2:位移与路程的辨析例3如图所示,一个人按中国古代的太极图晨练,大圆半径为R,中 央的S部分是两个直径为R的半圆
3、,BD、CA分别为西东、南北指向。 他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，求：他从A点出发第一次走到0点时的位移大小和方向。他从A点出发第一次走到D点时的位移和路程。解析：（1）他从A点第一次走到0点时的位移大小等于线段A0的长度, 即L=R,位移的方向为由北指向南。他从A点第一次走到D点时的位移大小等于线段AD的长度，由儿 何关系可得k二加R,位移的方向为南偏东45。从A点出发第一次走到D点时的路程等于A-D整个运动轨迹的长度, 即.X2“R+2nX*.5nR。答案：（1）R方向由北指向南&R,方向为南偏东452.5 Ji R在求位移时（矢量），既要计算其大小,还要指明其方向,注意与求解路
4、程（标量）的区别。即时训练2 （2021 辽宁大连期中）如图所示,小球从距地面5 m 高处落下,被地面反向弹回后,在距地面2 m高处被接住。则小球从高 处落下到被接住这一过程中，通过的路程和位移的大小分别是(A )A. 7 m 3 m B. 5 m 2 mC. 5 m 3 m D. 7 m 7 m解析：小球的起点在A,终点在B,由图可知AB的长度为3 m,因此其位 移大小为3 m,路程为小球经过的轨迹长度，由题意可知，路程为5 m+2 m=7 m,故B、C、D错误,A正确。要点三对位移一时间图像的理解与简单应用如图所示为两物体运动的位移一时间图像。探究：(1)图像描述了什么？图线a与纵轴的交点
5、物理意义是什么？图线a、b交点的含义是什么？答案：(1)图像描述了物体位置随时间的变化规律。图线a与纵轴的交点表示开始计时的时刻物体相对坐标原点的距 离。图线a、b的交点表示3时刻两物体位于同一位置，即两物体相遇。1 .x-t图像的应用由图像可求：(1)任一时刻所对应的位置。任一时间内的位移。发生一段位移所用的时间。2 .常见的几种x-t图像的比较图像物理意义X图线都表示物体处于静止状态，但静止的位置不0,同x图线表示物体从XI处沿正方向做匀速直线运动；:2V/图线表示物体从x=0处沿正方向做匀速直线运动；图线表示物体从X2处沿负方向做匀速直线运动L0二图线表示物体做变速直线运动，且运动得越来
6、越慢例4(多选)如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的x-t图像，以 甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是 (ACD )A.甲、乙同时出发B.0匕这段时间内，甲、乙位移相同C.甲开始运动时，乙在甲的前面X。处D.甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止解题素养(1)明确图像类型，并认清图像横、纵坐标轴的物理意义: 图像是位移一时间图像,纵轴表示位置,横轴表示时刻。(2)明确图像截距的含义:纵截距表示出发点，横截距表示出发时刻。明确图像交点的含义:交点表示同一时刻处于同一位置，即两者相 遇。解析：由图像知甲、乙的计时起点都是零，是同时出发的。乙开始运动 时的坐标为Xo（XoO）
7、, 一直沿正方向运动，从匕到t2这段时间内甲的位 置没有变化，表示甲在途中停止了一段时间，故选项A、C、D正确；图 上纵坐标表示的位移是以坐标原点为起点的，而某段时间内的位移是 以这段时间的起始时刻所在位置为起点的，。t3这段时间内甲、乙末 位置相同，但起始位置不同,所以位移不同，故选项B错误。在分析直线运动的位移一时间图像时，应注意以下几点：无论物体的位移一时间图像是直线还是曲线,物体均做直线运动。物体开始运动的初始位置由t=0时的位置即纵轴的截距决定。位移一时间图像的斜率为正值,表示物体沿着正方向运动,反之物 体沿负方向运动。即时训练3（多选）某物体的x-t图像如图所示,则下列叙述正确的
8、是（BCD ）A.物体运动的轨迹是抛物线B.物体运动的时间为8 sC.物体运动所能达到的最大位移为80 mD.物体做往返运动解析:x-t图像描述的是物体做直线运动的位移随时间的变化关系，虽 然图像是抛物线,但运动轨迹是直线,A错误;从题图可以看出，图像描 述的是物体在。8 s内的位移随时间的变化情况，所以运动时间为8 s,最大位移为80叫B、C正确;物体先远离出发点,后回到出发点，故物体做往返运动,D正确。要点四位移和时间的测量物理课上，老师拿出了两种打点计时器让同学们观察。探究：（1）电磁打点计时器和电火花计时器对工作电源的要求一样吗？为什么称为计时器？当打点计时器的工作电源的频率不是50
9、Hz时，仍然是每隔0. 02 s打一个点吗？（3）利用打点后的纸带可以知道哪些运动信息？答案：（1）不一样；因为打出的点可以记录时间间隔，故称为计时器。不是。时间间隔及一定时间间隔内的位移。1 .测量位移和时间的方法（1）测量位移:照相法（或频闪照相法）、打点计时器法。测量时间：可用钟表、打点计时器。2 .打点计时器的比较项目电磁打点计时器电火花计时器结构示意图“由接电源正脉冲输整座墙输一 /墨粉纸盘纸带打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电压约8 V交变电源220 V交变电源打点周期电源频率为50 Hz时,都是每隔0. 02 s打一次点阻力来
10、源纸带与限位孔、复写纸的摩擦,纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能都是计时仪器;但电火花计时器更为精确3 .使用打点计时器的注意事项实验前,应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动,并轻轻试 拉纸带，应无明显的阻滞现象。使用打点计时器时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释 放纸带。使用电火花计时器时,应注意把纸带穿好，使墨粉纸盘位于纸带上 方;使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面。 打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源。对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,可统一测量出各个 测量点到起始测量点之间的距离，读数时应估读到毫米的
11、下一位。例5 (1)电火花计时器的示意图如图甲所示。电火花计时器和电磁 打点计时器一样,工作时使用(选填“交变”或“直流”)电源，当电源 的频率是50 Hz时，每隔s打一次点。电火花计时器使用时的基本步 骤如下：A.当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电源B.将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动上述步骤正确的顺序是。（按顺序填写步骤字母）如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸 带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带运动 得（选填“越来越快”或“越来越慢” ）o若所用电源的
12、频率为50 Hz, 从打下A点到打下B点共14个点迹,历时So解析：（1）电火花计时器和电磁打点计时器都是使用交变电源的计时 仪器，当电源的频率为50 Hz时,每隔0. 02 s打一次点；实验步骤要遵 循先安装器材后进行实验的原则，同时注意用电安全,故正确的步骤 顺序是CBDAo（2）打点计时器所用电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点，从 左往右,纸带上两点之间的距离越来越大，说明纸带运动得越来越快。 从打下A点到打下B点共14个点迹,从A到B共有13个时间间隔， 所以所用时间13X0.02 s=0. 26 So答案：（1）交变 0. 02 CBDA（2）越来越快0. 26纸带记录
13、了物体在不同时刻的位置和某一段时间对应的位移。点迹分 布情况反映物体的运动情况。（1）点迹密处速度小，点迹疏处速度大。点迹均匀，说明物体做匀速运动。即时训练4如图所示,你的左手拿一块表,右手拿一支彩色画笔， 你的同伴牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向 前移动，每隔1 S你用画笔在纸带上点一个点。你还可以练习在1 S 内均匀地点上两个点。这样，就有了一台简单的打点计时器。则下列 说法正确的是（D ）A.牵动纸带越快,相同距离上打的点会越多B.牵动纸带速度不恒定,相邻两点的时间间隔也会不稳定C.若每隔1 s变为每隔0. 5 s打一个点，同时增大速度,纸带上两点间 的距离会变大
14、D.若每隔1 s变为每隔0. 5 s打一个点，同样的速度,纸带上两点间的 距离会变小解析:牵动纸带越快，点迹越疏,可知相同距离上打的点越少,A错误； 相邻两点间的时间间隔是一定的,约为1 s,与牵动的速度无关,B错误; 若每隔1 s变为每隔0. 5 s打一个点，增大速度，由于相邻两点间的时 间间隔变小，则两点间距离不一定变大,C错误;若每隔1 s变为每隔 0. 5 s打一个点，同样的速度，时间间隔变小,则相邻两点间的距离会 变小,D正确。【情境创设】甲同学拿出了一枚1元硬币，乙同学找来了一把刻度尺，他们想办法 测出了硬币的直径d=2. 5 cm,然后让硬币在水平课桌上沿直线滚动了 10圈。【素
15、养训练】他们通过观察和猜想，提出了下列问题。请你帮他们解决所提出的问 题。(1)硬币圆心的位移大小和路程相同吗?各是多少？硬币圆周上的每一点的路程和位移的大小是否相同？解析:如图所示，图中虚线00、AA，分别表示硬币沿直线滚动一圈 后圆心0和圆周上的一点A的运动轨迹，已知硬币的直径d=2. 5 cm, 则由图可知(1)硬币圆心运动的轨迹为直线,故其位移大小和路程相等，即s二n X2. 5X 10 cm=25 n cm。硬币沿直线滚动10圈的过程中，硬币圆周上的每一点的位移大小 均为25“ cm。硬币圆周上的每一点滚动一圈的运动轨迹为一曲线， 如图中虚曲线所示，硬币沿直线滚动10圈的过程中，圆周
16、上每一点的 路程为图中虚曲线长度的10倍，故其路程和位移的大小不同。答案：相同，均为25n cm不相同1. (2022 辽宁沈阳期中)下列关于民间俗语中所说的时间，理解正确 的是(A )A.用“做一天和尚，撞一天钟”表示做事得过且过，“一天”指时间间 隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性，“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就，“一日”指 时刻D.用“宁停三分，不抢一秒”进行交通安全教育，“三分”和“一秒” 均指时刻解析:时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段线段;时刻是指 时间点，在时间轴上对应的是一个点。“一天”“三分钟”表示持续 的时间，为时间间隔,A
17、正确,B错误；“一日”表示寒冷持续的时间， 为时间间隔,C错误；“三分”“一秒”均对应一个过程，为持续的时 间，均为时间间隔,D错误。2 .（教材第18页第3题改编）如图所示为某学校田径运动场跑道的示 意图，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400 m、800 m赛跑的起 跑点,B点是100 m赛跑的起跑点。在一次校运动会中，甲、乙、丙三 位同学分别参加了 100 m、400 m和800 m赛跑。则从开始比赛到比 赛结束（A ）A.甲的位移最大B.乙的位移最大C.丙的位移最大D.乙、丙的路程相等解析：由题意可知,400 m、800 m赛跑的比赛中，起点和终点相同，所 以在400 m、800 m
18、赛跑的比赛中位移的大小是零,而在100 m赛跑的 比赛中，位移的大小是100 m,所以甲的位移最大，乙和丙的位移是零, 选项A正确,B、C错误;路程是指物体运动轨迹的长度,所以路程最大 的是丙，选项D错误。3 . 一游客计划驾车从A风景区前往B风景区,在手机导航地图上搜索 到的三条路线分别如下表所示。路线长度时长备注路线154千米1小时26分免费 Aq1 .坐标系的作用：为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立 适当的坐标系。2 . 一维坐标系:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴，在x轴 上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位 置就可以用它的位置坐标来描述。3
19、.路程:物体运动轨迹的长度。4 .位移定义：由初位置指向末位置的有向线段,用来描述物体位置的变化, 用符号L表示。大小和方向：有向线段的长度等于位移的大小,方向由初位置指向 末位置。5 .矢量和标量矢量:既有大小又有无同的物理量,如位移。(2)标量：只有大小没有方向的物理量,如温度、路程等。要讨论物体位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念。如果要 准确地描述一名正在进行百米赛跑的运动员在跑道上所处的位置及 位置的变化,该如何描述？答案:先将运动员看成质点,要想准确描述，必须指明是哪个时刻运动 员所处的位置,或哪段时间运动员的位置变化,采用时间和空间参量 描述物体的运动。知识点三直线运动的位
20、移1 .直线运动的位置与位移的关系路线1中的路程（选填“大于”“小于”或“等于）位移大小；266千米1小时42分无382千米1小时22分高速多距离长路线2中的“66千米”指的是（选填“路程”或“位移”）;研究汽车在地图中的位置时，（选填“能”或“不能”）把汽车看成质 点。解析:路线1中的路程大于位移大小;路线2中的“66千米”指的是 路线长度，即路程;研究汽车在导航地图中的位置时,汽车的大小可忽 略不计,能把汽车看成质点。答案:大于路程能如图所示,一个物体沿直线从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别 为Xa和XB,那么，质点的位移就是由X、指向Xr的有向线段,记为 x=x.-xA,即位置坐标的
21、变化量表示位移。2 .直线运动中位移的方向在直线运动中，位移的方向可以用正负号表示,正号表示位移的方向 指向x轴的正方向,负号表示位移的方向指向x轴的负方向。某物体从A点运动到B点，坐标X”为5 m, Xb为2 m,物体的位移大小是 多少?再从B点返回到A点，整个过程中的位移大小又是多少？答案：从A到B,位移1= x=xb-xa=-3%整个过程中，初位置和末位置 都是A点,位移为0。知识点四位移一时间图像1 .物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地 表示。2 .在直角坐标系中，选时刻t为横轴,选位置x为纵直就建立了位置 一时间图像。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点,则
22、位置 与位移大小相等。位置一时间图像就成为位移一时间图像,又称x-t 图像。3 .从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。知识点五位移和时间的测量1 .生活中可以用频闪照相的方法同口寸记录物体运动的时刻和位置。2 .两种打点计时器（如图）(1)电磁打点计时器:使用交变电源的计时仪器;工作电压约为8 Vo 当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。(2)电火花计时器:使用220 V交变电源，打点周期为L02 So.时间的测量从能够看清的某个点开始(起始点)，往后数出若干个点，例如数出n 个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t=(n-l)X0. 02 so 4.位移的测量用
23、刻度尺测量纸带上某两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体 的位移大小。要点一 时刻和时间间隔北京时间2021年11月3日15时43分,在我国酒泉卫星发射中心， 长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级在飞行约2 167 s后,成功将 遥感三十二号02组卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务 获得圆满成功。探究：(1)北京时间2021年11月3日15时43分指的是时间间隔吗？ 火箭飞行约2 167 s指的是什么？(3)时间间隔和时刻的主要区别是什么？答案：2021年11月3日15时43分指的不是时间间隔,而是时刻。(2)2 167 s指的是时间间隔。(3)时间间隔和时刻的主要区别为事件的发生
24、是在一个状态下，还是 一个过程下,状态指的是时亥过程指的是时间间隔。1 .时刻与时间间隔的比较.时刻、时间间隔在时间轴上的表示项目时刻时间间隔物是事物运动、发展、变化所经历是事物运动、发展、变化所理的各个状态先后顺序的标志,是经历的过程长短的量度，是意状态量过程量义对应运动位置路程、位移描述量用时间用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示轴表示描“第1 S末”“第1 s内”述“第3 S初”“前 2 s”关“第3 s末”等“前3 s内”等键词联系两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时 刻的积累过程。时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录 像;口寸刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照
25、片注意：(1)第n s与n s的意义不同：前者指时间间隔为1 s,后者指时 间间隔为n So(2)第n s末与第(n+1) s初是同一时刻。例1下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是(C )A.第4 s末到第5 s初经历了 1 s的时间间隔B. “新闻联播在北京时间19:00开始播出，其中19:00指的是 时间间隔C.物体第3 s末的位置坐标是(2 m,3 m),其中第3 s末指的是时刻D.物体第3 s内运动了 4 m,其中第3 s内指的是时刻解析:第4 s末与第5 s初在时间轴上是同一个点,是指同一时刻，故 A错误；”新闻联播在北京时间19:00开始播出”，这里的19:00 指的是时亥%故B错
26、误;第3 s末指的是时亥I,故C正确；时间间隔是指 时间的长度,第3 s内指1 s的时间长度,是时间间隔，故D错误。判断时刻与时间间隔的两种方法根据上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻 对应的是某一事件或运动的状态,时间间隔对应的是事件或运动的过 程。利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来, 对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。即时训练1为迎接国庆节,某校高一和高二的学生组织了一场足 球比赛。下列关于比赛表述中涉及的计时数据,指时间间隔的是 (D )A.比赛于9月27日下午2点20分开始B.开场9分20秒时，高一队率先进球C.比赛进行到30分,高
27、二队换人D.整场比赛共踢了 90分钟解析:“下午2点20分”是比赛开始的时刻，“开场9分20秒时” “进 行到30分”均为相对于开始的时刻,在时间轴上,它们均是对应某个 点；“90分钟”是比赛进行的过程，在时间轴上对应一条线段，指的是 时间间隔，故D正确。要点二位置、位移和路程从北京到重庆可以乘坐飞机、火车、轮船等不同的交通工具,如图所 示。探究：(1)这几种出行方式的运动轨迹相同吗?轨迹的长度相同吗?轨 迹长度用哪个物理量表示？几种出行方式中，从北京到重庆位置的变化相同吗？用什么来描述这种位置的变化？答案:(1)运动轨迹不同;轨迹的长度也不同；轨迹的长度用路程来表初位置和末位置相同,所以位置
28、的变化相同。可以用从初位置指向末位置的有向线段来描述这种位置的变化。1 .位移与路程的区别与联系项目位移路程区别物理 意 义表示质点的位置变化表示质点的运动轨迹大小从初位置到末位置的直线距离运动轨迹的长度方向从初位置指向末位置无方向联系(1)都是过程量,描述质点运动的空间特征；(2) 一般来说，位移的大小要小于相应的路程,只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程2 .对矢量的理解矢量是有方向的,标量是没有方向的。(2)标量的运算法则为算术运算法则，即加、减、乘、除等运算方法;矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则。矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量大,而 ，+，一，
29、号只表示方向。3 .研究直线运动时在物体运动的直线轨道上建立直线坐标系(1)质点的位置用坐标值表示,位移用坐标的变化量表示。位移X=X2-X|,其绝对值表示位移的大小。(3) A x的正负表示位移的方向，正值表示与规定的正方向相同，负值 表示与规定的正方向相反。角度1:对位移的理解例2(多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的 位置,用坐标的变化量 x表示物体的位移。如图所示,一个物体从A 运动到C,它的位移 XL-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为 x2=l m-(-4 m) =5 mo下列说法中正确的是(BD )A.从C到B的位移大于从A到C的位移，因为正数大于负数B.从A到C的位移大小大于从C到B的位移大小，因为符号表示位移 的方向，不表示大小C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较D.物体由A到B的位移x=Axi+Ax2解析:位移是矢量，“ + ” ”表示位移的方向，而不表示位移的大小, 从A到C的位移大于从C到B的位移,选项A、C错误,B正确;从A到 B的位移 x=l m-5 m=-4 m,即A x= x1+ A x2,故选项D正确。直线运动的位置和位移规律