新教材人教版（2019）高中物理必修第一册1.2 时间 位移 学案（含答案）

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1、2 2 时间时间 位移位移 学习目标 1.知道时刻与时间间隔的区别和联系.2.理解位移和路程的概念， 掌握矢量和标量 的区别.3.会用一维坐标系描述直线运动的物体的位置和位移，能根据位移时间图像描述物 体的位置和位移.4.认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移 一、时刻和时间间隔 1时刻：指某一瞬间在时间轴上用点表示 2时间间隔：指某两个时刻之间的时间间隔在时间轴上用线段表示 二、位置和位移 1坐标系 (1)建立目的：定量地描述物体的位置 (2)一维坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度 2位移和路程 (1)路程：物体运动轨迹的长度 (2)位移： 物理意义：描述物体(质点)位置的变化 定

2、义：由初位置指向末位置的有向线段 3矢量和标量 (1)既有大小又有方向的物理量叫矢量，只有大小没有方向的物理量叫标量 (2)时间； 温度； 力； 质量； 路程； 位移 属于矢量的有， 属于标量的有. 三、直线运动的位移 研究直线运动时，在物体运动的直线上建立 x 轴，如图 1 所示 1物体的初、末位置：可用位置坐标 x1、x2表示 2物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差，即：xx2x1. 图 1 (1)若 x 为正，则位移的方向指向 x 轴的正方向； (2)若 x 为负，则位移的方向指向 x 轴的负方向 四、位移时间图像 在直角坐标系中选时刻 t 为横轴，选位移 x 为纵轴，其上的图线就

3、是位移时间图像，又称 x t 图像 五、位移和时间的测量 1两种打点计时器(如图 2 所示) 图 2 (1)电磁打点计时器 使用交变电源的计时仪器；工作电压为 8 V，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，当电源频率是 50 Hz 时打点周期是 0.02 s. 2时间的测量 从能够看清的某个点(起始点)开始，往后到某个点结束，数出时间间隔个数 n，则纸带从起始 点到第 n 个点的运动时间 t0.02n s. 3位移的测量 用刻度尺测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小 1判断下列说法的正误 (1)时刻就

4、是一瞬间，即一段很短很短的时间间隔( ) (2)上午第一节课 8 点上课，这里的 8 点指时刻( ) (3)在 800 m 田径比赛中，李明以 2 分 01 秒 46 的成绩获得冠军，其中的 2 分 01 秒 46 指的是 时间间隔，800 m 指位移( ) (4)物体在一条直线上运动时， 路程和位移总是大小相等， 且位移是矢量， 路程是标量 ( ) (5)一个物体的位移为零，路程也一定为零( ) 2小明同学 410 m 折返跑测试成绩为 9.87 s，则小明在测试中路程为 m，位移为 m9.87 s 指 (填“时刻”或“时间间隔”) 答案 40 0 时间时隔 一、时刻和时间间隔 导学探究 如

5、图3所示， 在时间轴上标出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s内”“前3 s内”； 然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间间隔 图 3 答案 “第 3 s 初”“第 3 s 末”表示时刻， “第 3 s 内”“前 3 s 内”表示时间间隔 知识深化 时刻与时间间隔的比较 时刻 时间间隔 在时间轴 上的表示 用点表示 用线段表示 描述 关键词 “初”“末”“时”， 如“第 1 s 末”“第 2 s 初”“3 s 时” “内”， 如“第 2 s 内”“前 3 s 内” 联系 两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比 一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片 下列关于时刻

6、和时间间隔的说法正确的是( ) 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 1900 开始播出”，其中 1900 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 答案 C 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 1900 开始播出”，这里的 1900 指的是时刻，故 B 错误；第 3 s 末，指的是 时刻，故 C 正确；时间间隔是指时间的长度，第 3 s 内，指 1 s

7、的时间长度，是时间间隔，故 D 错误. 二、路程和位移 矢量和标量 导学探究 (1)如图 4 所示，三位旅行者从北京到上海， 甲乘坐高铁直达，乙乘坐飞机直达， 丙先乘坐汽车，再乘坐轮船到上海，三者的路程是否相同？位移是否相同？ 图 4 (2)如果一位同学从操场中心 A 点出发向北走了 40 m 到达 B 点， 然后又向西走了 30 m 到达 C 点，则他从 A 到 C 点的路程是多少？位移的大小是多少？ 路程和位移的计算方法相同吗？ 答案 (1)三者的路程不同，但都是从北京到上海，初位置、末位置一样，即位移相同 (2)如图所示，路程是 70 m，位移为从 A 点指向 C 点的有向线段，大小为

8、50 m. 不相同路程是标量，遵从算术加法法则，可以直接相加减；位移是矢量，不能直接相加 减，位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度 知识深化 1位移和路程的区别与联系 项目 比较 位移 路程 区 别 物理意义 描述物体的位置变化， 是由初 位置指向末位置的有向线段 描述物体运动轨迹的长度 矢标性 矢量 标量 相关因素 由物体的初、末位置决定，与 物体运动路径无关 既与物体的初、末位置有关， 也与物体运动路径有关 联系 (1)都是过程量 (2)位移的大小不大于相应的路程，只有物体做单向直线运动 时，位移的大小才等于路程 2.矢量和标量 (1)标量 标量是指只有大小而没有方向的物理量如长

9、度、质量、路程等 (2)矢量 矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等矢量可以用带箭头的有向线段表示， 在一维坐标系中可以用正负表示它的方向 (2019 葫芦岛市高一期末)某学校田径运动场400 m标准跑道的示意图如图5所示， 100 m 赛跑的起跑点在 A 点， 终点在 B 点， 400 m 赛跑的起跑点和终点都在 A 点 在校运动会中， 甲、乙两位同学分别参加了 100 m、400 m 项目的比赛，关于甲、乙两位同学运动的位移大 小和路程的说法正确的是( ) 图 5 A甲、乙两位同学的位移大小相等 B甲、乙两位同学的路程相等 C甲的位移较大 D甲的路程较大 答案 C 解析 位移是指从

10、初位置到末位置的有向线段， 位移是矢量， 有大小也有方向 由题意可知， 400 m 的比赛中，起点和终点相同，所以在 400 m 的比赛中位移的大小是 0，而在 100 m 的 比赛中，做的是直线运动，位移的大小就是 100 m，所以甲的位移为 100 m，乙的位移是 0， 所以甲的位移大；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向， 所以在 100 m、400 m 的比赛中，路程大的是 400 m，故乙的路程大，故 A、B、D 错误，C 正确 针对训练 (2019 招远一中月考)煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电梯从 A 井竖直向下运 动了 120 m 到达井底，然后在井

11、底又沿着水平隧道向东走了 160 m 到达 B 井，最后从 B 井乘 坐电梯竖直向上返回地面 若 A、 B 两个井口恰在同一水平地面上， 则此次巡检中安检员( ) A发生的位移是 200 米，方向向东；通过的路程是 160 米 B发生的位移是 400 米，方向向东；通过的路程是 160 米 C发生的位移是 160 米，方向向东；通过的路程是 400 米 D发生的位移是 160 米，方向向东；通过的路程是 240 米 答案 C 关于矢量和标量，下列说法中不正确的是( ) A矢量是既有大小又有方向的物理量 B标量只有大小没有方向 C10 m 的位移比 5 m 的位移小 D10 的温度比 5 的温度

12、低 答案 C 解析 由矢量和标量的定义可知 A、B 项正确；10 m 的位移比 5 m 的位移大，负号不表示 大小， 仅表示方向与规定的正方向相反， 故 C 错误； 温度是标量， 负号表示该温度比 0 低， 正号表示该温度比 0 高，故10 的温度比 5 的温度低，D 正确 三、直线运动中的位置和位移 1位置在一维坐标系中的表示 在一维坐标系中，物体的位置用它的坐标表示，坐标的绝对值表示物体到坐标原点的距离 2位移在一维坐标系中的表示 用初、末坐标的差值即 xx2x1表示位移x 的绝对值表示位移大小，x 的正负表示方 向，正为沿 x 轴正方向，负则沿 x 轴负方向 3建立一维坐标系时，选择不同

13、的坐标原点，物体的位置坐标不同，但在同一运动过程中物 体位移却是相同的 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 6 所示，一个物体从 A 运动到 C，它的位移 x14 m5 m9 m；从 C 运动到 B，它的位移为 x21 m(4 m)5 m下列说法中正确的是( ) 图 6 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 的位移大于从 C 到 B 的位移，因为正、负号表示位移的方向，不表示位移的大 小 C因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较 D物体从 A 到 B 的位移 x4 m 答案 B 解

14、析 位移是矢量，正、负号表示位移的方向，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；物体从 A 到 B 的位移 x1 m5 m4 m， 故选项 D 错误 四、位移时间图像(xt 图像) 导学探究 如图 7 为某一质点的位移时间图像，请通过图像回答以下问题： 图 7 (1)t0 时刻该质点的位置，2 s 末时该质点的位置； (2)前 2 s 该质点的位移，第 3 s 内该质点的位移 答案 (1)x12 m，x28 m (2)6 m 0 知识深化 从位移时间图像(xt 图像)中获得的信息 (1)任一时刻质点的位置 图像中的每一个点表示质点某

15、时刻的位置 (2)质点在某段时间内发生的位移 (3)两图线的交点表示两质点在这一时刻位于同一位置，即相遇了 (4)截距 若图像不过原点，如图 8 中图线甲所示，表示质点的出发位置不在坐标原点，图线乙则代表 tt1时刻质点才开始运动 图 8 一质点沿直线运动，其运动的 xt 图像如图 9 所示，则： 图 9 (1)质点在 时间内远离出发点；质点在 时间内靠近出发点；质点在 时间内没有运动 A020 s B2030 s C3040 s D4050 s (2)质点离出发点的最远距离是 m. (3)质点在 10 s 时距离出发点 m，质点在 3040 s 内的位移为 m，质点在 s 时回到出发点 答案

16、 (1)AC D B (2)50 (3)10 30 50 解析 (1)质点在 020 s 内和 3040 s 内离出发点的位移越来越大，离出发点越来越远质 点在 2030 s 内位移没有变化，故处于静止状态；质点在 4050 s 内离出发点的位移越来越 小，离出发点越来越近 (2)由题图知 t40 s 时，质点离出发点的距离最远，最远距离为 50 m. (3)从题图上可读出质点在 10 s 时距离出发点 10 m；质点在 3040 s 内的位移为 30 m；质点 在 50 s 时位移为 0，即回到出发点 1xt 图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹 2xt 图像只能描述

17、直线运动，不能描述曲线运动 1(时刻和时间间隔)(2019 济南市历城二中高一上学期监测)下列关于民间俗语中所说的时间， 理解正确的是( ) 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 答案 A 解析 时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上 对应的是一个点“一天”表示一个过程，所以是时间间隔，A 正确；“三分钟”表示持续 的时间，为时间间隔，B

18、错误；“一日”表示寒冷持续的过程，为时间间隔，C 错误；“三 分”对应一个过程，“一秒”对应一个过程，均为时间间隔，D 错误 2(位移和路程)(2019 武汉二中高一期中)从高为 5 m 处竖直向下抛出一个小球，小球在与地 面相碰后弹起，竖直上升到高为 2 m 处被接住，则整个过程中( ) A小球的位移大小为 3 m，方向竖直向下，路程为 7 m B小球的位移大小为 7 m，方向竖直向上，路程为 7 m C小球的位移大小为 3 m，方向竖直向下，路程为 3 m D小球的位移大小为 7 m，方向竖直向上，路程为 3 m 答案 A 解析 位移是指由初位置指向末位置的有向线段，路程是物体运动轨迹的长

19、度小球与地面 碰撞处取为坐标原点，以竖直向上为正方向，则由题意可知，x15 m，x22 m，则 xx2 x12 m5 m3 m，即位移的大小为 3 m，方向竖直向下，运动轨迹的长度为 5 m2 m 7 m，即路程为 7 m，A 正确，B、C、D 错误 3(位移和路程)(多选)关于位移和路程，以下说法正确的是( ) A出租车按路程收费 B出租车按位移的大小收费 C在曲线运动中，同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小) D在直线运动中，位移就是路程 答案 AC 解析 出租车按照实际行驶的路程收费，而不是按照位移的大小收费，故 A 正确，B 错误； 在曲线运动中， 同一运动过程的路程一定大于

20、位移的大小， 故 C 正确； 只有单向直线运动中， 位移的大小等于路程，并且也不能说位移就是路程，故 D 错误 4.(xt 图像)(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的 xt 图像如图 10 所示，以甲的出发点 为原点，出发时刻为计时起点，则从图像中可以看出( ) 图 10 A甲、乙同时出发 B乙比甲先出发 C甲开始运动时，乙在甲前面 x0处 D甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙 答案 ACD 解析 在题图所示直线运动的 xt 图像中，直线与纵轴的交点表示出发时物体离原点的距 离当直线与 t 轴平行时，物体位置没有变化，故处于静止状态，两直线的交点表示两物体 处在同一位置，即在这一时刻两物体相遇，故 A、C、D 正确