2019版新教材高中物理 第1章 第2节 时间 位移学案 新人教版必修第一册

第2节时间位移1时刻和时间间隔：二者既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。2位置和位移(1)坐标系：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。坐标系的三要素：一要确定原点，二要规定坐标轴的正方向，三要选择合适的单位长度。在坐标系中，坐标表示质点的位置。一般物体做直线运动时，要建立一维坐标系；物体在某一平面内做曲线运动时，需建立平面直角坐标系。(2)路程与位移：路程是物体运动轨迹的长度；位移是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段。(3)矢量和标量矢量的特点：既有大小，又有方向，例如：位移。标量的特点：只有大小，没有方向，例如：时间、路程、质量、温度等。3直线运动的位移做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移是由x1指向x2的有向线段，其大小等于末位置与初位置坐标之差xx2x1。若其值为正，则位移的方向指向x轴的正方向；若其值为负，则位移的方向指向x轴的负方向。4位移时间图像：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。在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置时间图像。若将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等，位置时间图像就成为位移时间图像，又称xt图像。5位移和时间的测量(1)电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为46_V，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02_s打一次点。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸要放在纸带上面。打点时应先接通电源，稳定后，再让纸带运动。(2)电火花打点计时器是利用电火花和墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器，工作电压是220 V。使用时，墨粉盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔。当电源频率是50 Hz时，它也是每隔0.02_s打一次点。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。典型考点一时刻和时间间隔1下列计时数据指时间间隔的是()A北京时间8月6日07：00巴西里约奥运会正式开幕B2016年法国欧洲杯决赛于北京时间7月11日03：00开赛C国际田径室内赛纽约站男子60米比赛中，中国短跑名将苏炳添以6秒62夺得银牌D据新华社消息，6月12日23时30分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第二十三颗北斗导航卫星答案C解析07：00正式开幕、03：00开赛和23时30分是指时刻，6秒62是指时间间隔，故C正确。2(多选)下列说法正确的是()A物体在5秒时指的是物体在5秒末时，指的是时刻B物体在5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间C物体在第5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间D第4秒末就是第5秒初，指的是时刻答案ACD解析物体在5秒时指的是物体在5秒末时，指的是时刻，故A正确；物体在5秒内指的是在零时刻到5秒末这5秒的时间，故B错误；物体在第5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间，故C正确；第4秒末就是第5秒初，指的是时刻，故D正确。典型考点二位置和位移3关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是()A位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B路程是标量，即位移的大小C质点沿同一方向做直线运动，通过的路程等于位移D物体通过的路程不相等时，位移可能相同答案D解析位移既有大小又有方向，为矢量，位移的方向是从初始位置指向末位置，不一定是质点运动的方向，A错误；路程只有大小没有方向，为标量，表示轨迹的实际长度，不一定等于位移的大小，只有质点做单向直线运动时，路程才等于位移的大小，由于路程只有大小没有方向，只能说路程等于位移的大小，不能说路程等于位移，B、C错误；从北京到上海，乘坐火车和飞机两种方式的路程不同，但是位移相同，D正确。4一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：t/s012345x/m054171请在图中的x轴上标出质点在各个时刻的位置。答案质点在各个时刻的位置分别为解析根据质点在各个时刻对应的坐标位置标在坐标轴上，注意正负表示方向。典型考点三直线运动的位移5(多选)一物体做直线运动，在图中所示的坐标轴上O、x1、x2、xn1、xn分别为物体在开始和第1 s末、第2 s末、第(n1) s末、第n s末的位置，则下述说法中正确的是()AOx2为第2 s内的位移，方向由O指向x2BOxn1为(n1) s内的位移，方向由O指向xn1Cx2xn为前2n s内的位移，方向由x2指向xnDxn1xn为第n s内的位移，方向由xn1指向xn答案BD解析题中O、x1、x2、xn1、xn分别为不同位置，分别与各个时刻对应，而题中选项所列位移均与时间对应，其中Ox2为前2 s内的位移，Oxn1为(n1) s内的位移，x2xn为从第2 s末到第n s末的位移，xn1xn为第n s内的位移，方向均由初位置指向末位置，故B、D正确，A、C错误。典型考点四位移时间图像6已知一汽车在平直公路上运动，计时开始汽车的位置记为0，则它的位移时间图像如图甲所示。(1)根据图像在图乙所示的位置坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置；(2)求出下列各段时间内汽车的路程和位移大小：第1 h内；前6 h内；前8 h内。答案(1)如图所示(2)第1 h内路程为40 km，位移大小为40 km；前6 h内路程为100 km，位移大小为100 km；前8 h内路程为200 km，位移大小为0。解析(1)由于位移时间图像表示汽车的位移随时间的变化，图像上的任意一点的纵坐标大小表示该时刻汽车的位置与初始位置的距离，故转化为一维坐标系可得：(2)在直线运动中，xt图像的纵坐标的变化量大小等于位移大小，路程等于各段位移大小之和。则由图甲知：第1 h内路程为：s140 km040 km，位移大小为：x140 km040 km；前6 h内路程为：s2100 km0100 km，位移大小为：x2100 km0100 km；前8 h内路程为：s3100 km100 km200 km，位移大小为：x3000。典型考点五位移和时间的测量7打点计时器是使用_(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器。根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量有_。A时间间隔B物体在某段时间内发生的位移C物体开始运动的时刻答案交流AB解析电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器。根据打点计时器的工作原理可知，每隔一定时间打一次点，因此从纸带上直接通过两点间的间隔数即可得到时间间隔，同时通过测量点之间的距离，可以明确某段时间内的位移，而物体开始运动的时刻不能从纸带上直接得到，故A、B正确，C错误。- 5 -