高中物理人教版（2019）必修一 1.2时间 位移 同步学案

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课题 时间位移
本次课考点罗列 1.时间与时刻
2.路程与位移
3.练习使用打点计时器
一、考点梳理考点一、位移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号表示它的方向．【典例1】如图所示，在距墙1 m的A点，小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧，将弹簧压缩到最短时到达距墙0.2 m的B点，然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止，则从A点到C点的过程中，小球的位移大小和路程分别是(　　)A．0.5 m、1.3 m B．0.8 m、1.3 mC．0.8 m、1.5 m D．0.5 m、2.1 m【答案】D【解析】位移的大小等于初末位置的距离，可知位移的大小等于AC的距离，即为1.5 m－1 m＝0.5 m；路程等于运动轨迹的长度，可知s＝(1＋1.5－2×0.2) m＝2.1 m，故D正确，A、B、C错误．【典例2】(多选)关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小C．物体通过一段路程，其位移可能为零D．两物体通过的路程不等，位移可能相同【答案】CD【解析】位移和路程是两个不同的物理量，有着本质区别，即使位移的大小等于路程，也不能说路程就是位移，A错误；物体在沿直线单向运动时，通过的路程才等于位移的大小，B错误；物体通过不同的路径，路程不等，位移可能相同，D正确；物体经过一段路程，又返回原出发点，其位移为零，故C正确．练习1、若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5 m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7 m后停下．上述过程中皮球通过的路程和位移分别是(　　)A．12 m,2 m B．12 m，－2 mC．－2 m,2 m D．2 m,2 m【答案】B【解析】　如图所示，设皮球开始时停在A点，与墙壁碰撞反弹后最终停在B点，则皮球通过的路程为5 m＋7 m＝12 m；位移为从A到B的有向线段，长度为2 m，方向向西，故位移为－2 m，故选B.考点二、时刻 时间间隔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【典例1】杭州地铁6号线于2020年12月30日开通运营，停靠车站36个，线路全长58.8km，每日首班车6点02分发车，发车间隔4分30秒，最高时速可达100km/h，下列说法正确的是（ ） A.“6点02分”、“4分30秒”均指时间间隔B.100km/h是指平均速度C.考察地铁从起点站到终点站的时长，可以把列车看成质点D.地铁从起点到终点经过的总位移为58.8km【答案】 C 【解析】【解答】A．“6点02分”是时刻，A不符合题意； B．100km/h是瞬时速度，B不符合题意；C．考察地铁从起点站到终点站的时长，地铁的大小可以忽略不计，可以把列车看成质点，C符合题意；D．地铁从起点到终点经过的总路程为58.8km，D不符合题意。故答案为：C。练习1、下列说法中表示时刻的是 ( )A.近地卫星运行周期约为84分钟B.同步卫星运行周期约为24小时C.“高分十三号卫星”于10月12日00时57分发射D.“天问一号”飞行约7个月才能到达火星【答案】C【解析】　近地卫星运行周期约为84分钟,在时间轴上是一段距离,表示时间间隔,故A错误;同步卫星运行周期约为24小时,在时间轴上是一段距离,表示的是时间间隔,故B错误;“高分十三号卫星”于10月12日00时57分发射,10月12日00时57分在时间轴上是一点,表示的是时刻,故C正确;“天问一号”飞行约7个月才能到达火星,在时间轴上是一段距离,故为时间间隔,故D错误。故选:C。考点三、位移－时间图像1．x－t图像的物理意义：x－t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示物体在某时刻所处的位置．2．由x－t图像可求：(1)任一时刻所对应的位置；(2)任一段时间内的位移；(3)发生一段位移所用的时间．【典例1】沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x-t图像如图所示，下列说法正确的是( )A.前5s内A、B的位移均为10m B.两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3s才开始运动C.在前5s内两物体的位移相同，5s末A、B相遇D.从3s末开始，两物体运动方向相同，且A比B运动得快【答案】 D【解析】【解答】5s末A\B到达同一位置，两者相遇，在前5s内，A通过的位移为10m，B通过的位移为5m，所以A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5m处出发，A在B运动3s后开始运动，所以B错误；在x-t图像中图线的斜率表示运动的快慢和方向，从t=3s起，两图线的斜率均为正值，说明均沿正方向运动，A的x-t图线的斜率比B的x-t图线的斜率大，说明A运动得比B快，D正确.故答案为：D。【典例2】(多选)某物体的位移—时间图像如图所示，则下列叙述正确的是(　　)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【答案】BCD【解析】.x－t图像描述的是做直线运动物体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；从图像可以看出，图像描述的是物体在0～8 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 m，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．练习1、一物体做直线运动，其位移－时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　)A．物体先向左运动，2 s后开始向右运动B．在t＝2 s时物体距出发点最远C．前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方D．在t＝4 s时物体距出发点最远【答案】D【解析】由题意知向右为正方向．由题图图像可知，物体从－5 m处向右运动至5 m处，然后返回至4 m处，始终位于出发点右方，物体在前4 s内一直向右运动，后2 s内向左运动，故A、C错误；在t＝4 s时物体距出发点最远，B错误，D正确．考点四、实验：练习使用打点计时器1．实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸下．(2)把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的正负接线柱相连接．(3)打开电源开关，用手水平拉动纸带，纸带上就打下了许多小点．(4)取下纸带，关闭电源，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果有n个点，那么点的间隔数为(n－1)，纸带的运动时间t＝0.02×(n－1) s.(5)用刻度尺测量从开始计数的一点到最后一点间的距离x.(6)在纸带上找出连续的6个点，分别标上A、B、C、D、E、F，用刻度尺量出相邻两个点之间的距离x1、x2、x3、x4、x5，把数据填入下表．附表格：A和B的距离x1/mB和C的距离x2/mC和D的距离x3/mD和E的距离x4/mE和F的距离x5/m2.注意事项(1)实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象．(2)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．(3)使用电火花打点计时器时，应注意把纸带正确穿好，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．(4)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．【典例1】使用电火花打点计时器分析物体运动情况的实验中：(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____________．A．把电火花打点计时器固定在桌子上 B．安放纸带C．松开纸带让物体带着纸带运动 D．接通220 V交流电源E．按下脉冲输出开关，进行打点(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上，还要检查____________是否夹在两纸带之间．【答案】(1)ABDEC　(2)纸盘轴　墨粉纸盘【解析】根据实验原理，通过对实验仪器的观察，掌握新仪器的使用方法是一种重要的实验能力．电火花打点计时器的特点是打点靠放电针和墨粉纸盘之间的火花放电来实现，故其操作步骤和电磁打点计时器是类似的．墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用．墨粉纸盘夹在两条白纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动．练习1、(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中,若打点周期为0.02 s,下列说法正确的是 (　　)A.先接通电源,后拉动纸带B.先拉动纸带,后接通电源C.电火花计时器使用6 V以下的交变电源D.连续n个计时点间的时间间隔为(n-1)×0.02 s【答案】AD【解析】　使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带,A正确,B错误;电火花计时器使用220 V的交变电源,C错误;每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s,连续n个计时点间有n-1个间隔数,故时间间隔为(n-1)×0.02 s,D正确。练习2、电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是(　　)A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度【答案】A【解析】时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出，故A正确；位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出，故B错误；而平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的，C、D错误．二、夯实小练1、下列关于路程和位移的说法中，正确的是（　　）A．物体沿直线运动时，位移的大小一定等于路程B．路程为零时，位移不一定为零C．位移为零时，路程不一定为零D．物体沿曲线运动时，位移的大小可以等于路程【答案】C【解析】A．若物体沿直线做往返运动时，则位移大小小于路程，故A错误；B．路程为零时，表示物体静止，则位移肯定为零，故B错误；C．倘若物体运动一会儿后又回到出发点，则位移为零，路程不为零，故C正确；D．两点间直线距离一定小于曲线距离，则物体沿曲线运动时，位移的大小一定小于路程，故D错误。故选C。2、一个人沿着半径是40 m的圆形喷水池边散步，当他走了3圈半时，他的位移大小和经过的路程约是(　　)A．879 m，879 m B．80 m，879 mC．80 m，80 m D．879 m，80 m【答案】B【解析】此人的位移大小等于圆形喷水池的直径80 m．他经过的路程是3.5×2×40×3.14 m≈879 m，故B正确．3、下列关于时间间隔和时刻的表述中，表示时刻的是(　　)A．一般人的反应时间约为0.7 s B．卫星绕地球运行的最小周期约为85 minC．校运动会100 m赛跑的最好成绩是12.8 s D．省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始【答案】D【解析】一般人的反应时间约为0.7 s,0.7 s是指一段时间，是时间间隔；卫星绕地球运行的最小周期约为85 min,85 min是指一段时间，是时间间隔；校运动会100 m赛跑的最好成绩是12.8 s,12.8 s是指一段时间，是时间间隔；省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始，2019年10月25日17时是指时间点，是时刻．选项D正确．4、关于时间和时刻，下列说法中正确的是（　　）A．第2s末就是第3s初，指的是时间B．物体在10s时指的是物体在10s初时，指的是时刻C．物体在10s内指的是物体在9s末到10s初这1s的时间D．物体在第12s内指的是物体在11s末到12s末这1s的时间【答案】D【解析】A．前一秒末和后一秒初是同一时刻，即第2s末就是第3s初，指的是时刻，故A错误；B．10s时指的是11s初这一时刻，故B错误；C．10s内指的是前10s这一段时间，故C错误；D．物体在第12s内指的是物体在11s末到12s末这1s的时间，故D正确。故选D。5、关于时间和时刻，下列说法正确的是（　　）A．第4s末到第5s初经历了1s的时间B．物体在前4s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s初这1s的时间D．第4s末就是第5s初，指的是时刻【答案】D【解析】A．第4s末与第5s初指的是同一时刻，故A错误；B．物体在前4s内指的是物体从开始到4s末这4s的时间，故B错误；C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间，故C错误；D．第4s末和第5s初，指的是同一时刻，故D正确。故选D。6、疫情期间，一小船给河对岸的村民送物资，小船运动的位移（x）—时间（t）图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A．小船在1 s末的速度大小为B．小船在一直在运动C．小船在内运动的位移大小为24 mD．小船在内运动的路程为12 m【答案】D【解析】A．第4s末与第5s初指的是同一时刻，故A错误；B．物体在前4s内指的是物体从开始到4s末这4s的时间，故B错误；C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间，故C错误；D．第4s末和第5s初，指的是同一时刻，故D正确。故选D。7、沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x－t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)A．前5 s内，A、B的位移均为10 mB．两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动C．在前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇D．从3 s末开始，两物体的运动方向相同【答案】D【解析】5 s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5 s内，A通过的位移为10 m，B通过的位移为5 m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5 m处出发，A在B运动3 s后开始运动，B错误；从题图中可知前3 s内，A静止，从第3 s末开始，两物体的位移越来越大，且均为正值，故两物体均沿正方向运动，运动方向相同，D正确．8、(多选)如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图像．下列说法正确的是(　　)A．甲、乙两物体的出发点相距x0B．甲物体比乙物体早出发的时间为t1C．甲、乙两物体同向运动D．甲、乙两物体在t2时刻相遇【答案】ABD【解析】甲物体在t＝0时刻出发，离原点的距离越来越近，其运动方向与规定的正方向相反，出发点距原点的距离为x0；乙物体在t＝t1时刻从原点出发，其运动方向沿规定的正方向，两物体运动方向相反，故A、B正确，C错误．甲、乙两物体在t2时刻处于同一位置，即相遇，故D正确．三、培优练习1、打点计时器所用的电源是50 Hz交流电，其打点的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是 (　　)A.T=0.1 s，t=NT　　　　 B.T=0.05 s，t=(N-1)TC.T=0.02 s，t=(N-1)T　　　　D.T=0.02 s，t=NT【答案】C【解析】电源频率为50 Hz，则T=0.02 s；共打出N个点，则有N-1个时间间隔，则t=(N-1)T。故选C。2、(多选)如图所示，一边长为10 cm的实心立方体木块，一只昆虫从A点爬到G点．下列说法正确的是(　　)A．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为(10＋10) cmB．该昆虫的位移大小为10 cmC．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为10 cmD．该昆虫的位移大小为10 cm【答案】CD【解析】昆虫从A爬到G的位移大小就是立方体的对角线AG的长度，大小为10 cm，故B错误，D正确；A到G的路程有无数种，由于昆虫只能在实心立方体表面运动，我们可以将表面“展开”，在同一平面内连接A、G两点，如图所示，路径为AIG时，路程最短，此时路程为10 cm，故A错误，C正确．3、如图所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是（　　）A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s内，也可以称为2 s时B．t1-t2表示时间间隔，称为第2 s内C．0-t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内D．tn－1-tn表示时间间隔，称为第n s内【答案】BD【解析】A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，但不能称为第3s内。选项A错误；B．0-t1称为第1 s内，t1-t2称为第2 s内，而且表示1s的时间间隔，选项B正确；C．0-t2表示时间间隔，称为最初2 s内, 但不能称为第2 s内, 第2 s内是t1-t2这段时间。选项C错误；D．0-t1称为第1 s内，t1-t2称为第2 s内, 以此类推，tn－1-tn称为第n s内，表示1s的时间间隔。选项D正确。 故选BD。4、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Δx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Δx1=-4 m-5 m=-9 m，从C运动到B，它的位移为Δx2=1 m-（-4 m）=5 m。下列说法中正确的是（　　）A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数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的合位移Δx=Δx1＋Δx2【答案】AD【解析】ABC．位移的符号表示其方向，大小是指其绝对值，则A到C的位移大于C到B的位移，故A正确BC错误。D．物体由A到B的合位移Δx=Δx1＋Δx2故D正确。故选AD。5、如图所示为类似太极八卦图的广场（大圆的半径为R，中央的“S”部分是两个直径为R的半圆，O为大圆的圆心，A、B、C、D为圆周的四个等分点）。某人在某次晨练中，从A点出发沿曲线ABCOAD箭头所示方向前进，直到D点，则这一过程中该人运动的（　　）A．路程为B．路程为C．位移大小为，方向为由A指向DD．位移大小为R，方向为由A指向O【答案】AC【解析】AB．这一过程中该人运动的路程为故A正确，B错误；CD．这一过程中该人运动的位移大小为方向由A指向D，故C正确，D错误。故选AC。
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