2 时间 位移
[教材链接] (1)点 (2)线段
例1 B [解析] t2表示时刻,称为第2秒末或第3秒初,但不能称为2 s内,2 s内表示时间间隔,故A错误;t2~t3表示两个时刻之间的时间间隔,称为第3秒内,故B正确;t0~t2表示时间间隔,称为最初2秒内或前2 s内,不是第2 s内,故C错误;tn-1~ tn表示时间间隔,称为第n s内,故D错误.
变式1 A [解析] G484次高铁于8时31分到达石家庄站,8时31分指的是时刻,A正确;每次心跳间隔1 s指的是时间间隔,B错误;距离新闻结束还有20分钟指的是一段时间间隔,C错误;每节选修课的时长是1小时,1小时指的是时间间隔,D错误.
[教材链接] 1.(1)位置 (2)原点 正方向 单位长度
2.运动轨迹
3.(1)初位置 末位置 (2)位置变化 (3)长度 (4)初位置 末位置
4.(1)大小 方向 (2)大小 方向
[科学探究] (1)相同 (2)不同
例2 C [解析] 从A点出发沿曲线ABCOADC行进,当他走到D点时,路程为s=πR+2π+=2.5πR,位移大小为x==R,方向为东偏南45°,故C正确.
变式2 B [解析] 因为跑道外圈半径大于内圈半径,当终点在同一直线上时,起点就不在同一直线上,这样做的目的是使参加比赛的运动员路程大小相同,故选项B正确,A、C、D错误.
[教材链接] 1.x1、x2
2.x2-x1
3.(1)正方向 (2)负方向
[模型建构] (1)-2 m 4 m (2)-4 m 4 m (3)-2 m (4)-3 m
例3 (1)D (2)B (3)D (4)B
[解析] (1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间,位移的大小是从初位置到末位置的有向线段的长度.本题中,质点在1 s内、2 s内、3 s内、4 s内的位移大小分别是5 m、4 m、1 m和7 m.
(2)第几秒内指的是第几个1 s的时间内,即第几秒初到第几秒末的1 s时间内.本题中质点在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的位移大小分别为5 m、9 m、3 m、6 m.
(3)路程指的是质点运动轨迹的长度,本题中质点运动的时间越长,则运动的路程就越大.
(4)由以上分析可知:质点在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的路程分别为5 m、9 m、3 m和6 m.
变式3 C [解析] 小球的抛出点在距地面2.5 m高处,在距离地面1.5 m高处被接住,若坐标原点定在抛出点正下方1.5 m处,以向下为坐标轴的正方向,建立坐标系,则小球运动的路程为2.5 m+1.5 m=4 m,位移为1 m,接住点的位置坐标为-0.5 m ,故C正确.
[教材链接] 1.时刻t 位置x 2.初始位置 位移大小
[科学思维] (1)由于随着时间推移,物体沿x轴运动,a的位置坐标在增大,说明a向x轴正方向运动,b的位置坐标在减小,说明b向x轴负方向运动.
(2)如图所示
例4 D [解析] 由x-t图像可知,前2 s内,物体先沿正方向运动2 m,后又回到出发点,所以前2 s内的路程是4 m,2~6 s内,物体先沿负方向运动4 m,后又返回出发点,此过程中,物体的路程为8 m,所以物体在0~6 s内的路程为12 m,故D正确.
[科学探究] 1.0.02 s (1)约为8 V (2)220 V
例5 (1)交流 电火花 220 V (2)CBDAFE
[解析] (1)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.图示为电火花计时器,它使用的是220 V交流电源.
(2)使用打点计时器时应先固定装置,安装纸带,实验时要先接通电源再放开纸带,实验完后立即关闭电源,然后再取下纸带,故步骤顺序为:CBDAFE.
变式4 (1)A (2)交流 (3)A
[解析] (1)A、B是两种打点计时器的图片,其中电火花计时器是A.
(2)打点计时器使用的电源为交流电源.
(3)为了充分利用纸带,应先接通电源,后让纸带运动.
随堂巩固
1.CD [解析] 19点、11时38分都是指某一具体时刻,A、B错误;自由泳决赛成绩54秒66、13天指的都是一段时间间隔,C、D正确.
2.A [解析] 位移是矢量,质量、时间、路程都是只有大小而没有方向的物理量,是标量,故A正确.
3.D [解析] 路程是标量,表示物体实际运动轨迹的长度,位移是矢量,反映的是物体初、末位置间的有向线段,因此物体的位移为4R,方向向东,路程为2πR,故D正确.
4.D [解析] 汽车先向某一方向做匀速直线运动,中途停一会儿,后来向反方向做匀速直线运动,A、B图时间出现倒流,不可能,故选项A、B错误;C图表示汽车先沿正方向做匀速运动,后沿负方向做匀速直线运动,中途没有停留,故选项C错误.根据位移—时间图像的斜率等于速度可知D图像正确.
5.(1)计时 (2)电火花 220 阻力较小 电磁打点 (3)交流 增大
[解析] (1)打点计时器是计时仪器.
(2)甲图为电火花计时器,工作电压为220 V;乙图为电磁打点计时器;电火花计时器由于没有振针,不与纸带直接接触,所以阻力较小.
(3)打点计时器使用的电源为交流电源;打点计时器打点的时间间隔由交流电的频率决定,如果打点的时间间隔变小,说明交变电流的频率增大.2 时间 位移
学习任务一 时刻和时间间隔
[教材链接] 阅读教材中“时刻和时间间隔”的相关内容,完成下列填空:
(1)时刻:在表示时间的数轴上,时刻用 表示.
(2)时间间隔:在表示时间的数轴上,时间间隔用 表示.
[物理观念] (1)日常生活中的“时间”,有时指“时刻”,有时指“时间间隔”,应根据具体情况判定.如“什么时间出发”指的是时刻,“出发多长时间了”指的是时间间隔.
(2)在时间轴上表示的时刻和时间间隔如图所示.
例1 [2023·天津新华中学月考] 如图所示为时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内
C.t0~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-1) s内
变式1 [2023·石家庄二中月考] 以下各种与时间间隔或时刻相关的说法中,所指的为时刻的是( )
A.G484次高铁于8时31分到达石家庄站
B.某人脉搏是60次每秒,则每次心跳间隔1 s
C.距离新闻结束还有20分钟
D.每节选修课的时长是1小时
【要点总结】
时刻与时间间隔的比较
时刻 时间间隔
物理意义 指某一瞬间 指两个时刻的间隔
描述对象 某一状态 某一过程
时间轴上 对应时间轴上的一个点 对应时间轴上的一段线段
描述关键词 “第n s初” “第n s末”等 “n s内”“第n s内” “前n s内”“后n s内”等
学习任务二 位置和位移
[教材链接] 阅读教材中“位置和位移”的相关内容,完成下列填空:
1.坐标系
(1)建立目的:为了定量地描述物体的 ,需要在参考系上建立适当的坐标系.
(2)坐标系的三要素: 、 和 .
2.路程:物体 的长度.
3.位移
(1)定义:由 指向 的有向线段.
(2)物理意义:描述物体 的物理量.
(3)大小:初、末位置间有向线段的 .
(4)方向:由 指向 .
4.矢量和标量
(1)矢量:既有 又有 的物理量.如:位移.
(2)标量:只有 没有 的物理量.如:温度、路程等.
[科学探究] 三位旅行者从北京到重庆,甲乘飞机直达,乙坐高铁直达,丙先坐火车再乘船到达,如图所示.
(1)三者运动过程位移 (选填“相同”或“不同”).
(2)三者运动过程路程 (选填“相同”或“不同”).
例2 某同学按如图所示走出一个半径为R的中国古代八卦图,中央“S”部分是两个直径为R的半圆,B、D、C、A分别为西、东、南、北指向.他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他到D点时,他的路程和位移大小及位移的方向分别为( )
A.2πR、R、西偏南45°
B.2.5πR、R、东偏南45°
C.2.5πR、R、东偏南45°
D.3πR、R、西偏北45°
变式2 [2023·四川石室中学月考] 400 m比赛中终点在同一直线上,但起点不在同一直线上(如图所示).关于这样的做法,下列说法正确的是( )
A.这样做目的是使参加比赛的运动员位移大小相同
B.这样做目的是使参加比赛的运动员路程大小相同
C.这样做目的是使参加比赛的运动员所用时间相同
D.这种做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的运动员有利
【要点总结】
位移和路程的区别与联系
路程 位移
物理意义 物体运动轨迹的长短 物体位置的变化
标矢性 只有大小,没有方向,是标量 既有大小,又有方向,是矢量
制约因素 与运动路径有关 与运动路径无关,只与初、末位置有关
图示
注意点 ①运动方向不一定与位移方向相同 ②路程s只能和位移大小x比较,不能和位移比较;且同一运动总有x≤s
学习任务三 直线运动的位移
[教材链接] 阅读教材中“直线运动的位移”的相关内容,完成下列填空:
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示.
1.物体的初、末位置:可用位置坐标 表示.
2.物体的位移Δx = .
3.物体位移正负的意义:
(1)若Δx为正,则位移的方向指向x轴的 ;
(2)若Δx为负,则位移的方向指向x轴的 .
[模型建构] 某一质点沿一直线做往返运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为原点.质点从A点出发沿x轴正方向运动至B点后返回,并沿x轴负方向运动.回答下列问题:
(1)质点从A点到B点再到C点的位移为 ,路程为 .
(2)质点从B点到D点的位移为 ,路程为 .
(3)当质点到达D点时,其位置坐标为 .
(4)当质点到达D点时,其相对于A点的位移为 .
例3 一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动).
时刻/s 0 1 2 3 4
位置坐标/m 0 5 -4 -1 -7
(1) (填选项前的字母)位移最大.
A.1 s内 B.2 s内 C.3 s内 D.4 s内
(2) (填选项前的字母)位移最大.
A.第1 s内 B.第2 s内
C.第3 s内 D.第4 s内
(3) (填选项前的字母)路程最大.
A.1 s内 B.2 s内
C.3 s内 D.4 s内
(4) (填选项前的字母)路程最大.
A.第1 s内 B.第2 s内
C.第3 s内 D.第4 s内
变式3 [2023·湖北宜昌一中月考] 一个小球从距离水平地面2.5 m高处自由落下,被地面弹起,在距地面1.5 m高处被接住.若坐标原点定在出发点正下方1.5 m处,以竖直向下为坐标轴的正方向,则小球运动的路程、位移和接住点的坐标分别为 ( )
A.1 m、4 m、0.5 m B.4 m、-1 m、-0.5 m
C.4 m、1 m、-0.5 m D.4 m、1 m、0.5 m
【要点总结】
位移在一维坐标系中的表示:
用两个坐标的差值即Δx=x2-x1表示位移.Δx的绝对值表示位移的大小.Δx为正时,表示位移方向与正方向相同;Δx为负时,表示位移方向与正方向相反.
学习任务四 位移—时间图像
[教材链接] 阅读教材中“位移—时间图像”的相关内容,完成下列填空:
1.位置—时间图像:反映物体在每一时刻的位置的图像.在直角坐标系中选 为横轴,选 为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像.
2.位移—时间图像(x-t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像.将物体运动的 选作位置坐标原点O,则位置与 相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像.
[科学思维] a、b两物体都在做匀速直线运动,它们运动的位置、时刻信息如下:
时刻 0 2 s 4 s 6 s
a物体的位置xa 0 1 m 2 m 3 m
b物体的位置xb 4 m 2 m 0 -2 m
(1)a、b两物体向x轴正方向还是x轴负方向运动
(2)以时刻t为横轴,以位置坐标x为纵轴,建立直角坐标系,在坐标系中将a、b两物体的时刻、位置信息描点,并将各点用平滑的曲线连接起来.
例4 [2023·广东中山一中月考] 如图所示是一物体的x-t图像,则该物体在0~6 s内的路程是( )
A.0 m B.2 m C.4 m D.12 m
【要点总结】
(1)x-t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律,而不是物体运动的轨迹.
(2)x-t图像只能用来描述直线运动,不能描述曲线运动,原因是x轴只有正、负两个方向.
(3)若x-t图线不过原点,表示物体不是从坐标原点或不是从计时起点开始运动的,如图所示.
学习任务五 打点计时器及其使用、位移和时间的测量
[科学探究] 在生活中,可以用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置.
1.打点计时器的结构和工作原理
打点计时器的作用:打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器,当电源频率为50 Hz时,它每隔 打一次点,打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移,这就为研究物体的运动提供了可能.
(1)电磁打点计时器(如图)
工作电压: 交变电源;
工作原理:接通交变电源后,在线圈和永久磁体的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点.
(2)电火花计时器(如图)
工作电压: 交变电源;
工作原理:当启动电源,按下脉冲输出开关时,计时器发生的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘和纸盘轴产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹.
2.操作步骤
(1)了解打点计时器的构造,然后把它固定好.
(2)安装纸带.
(3)启动电源,水平拉动纸带.纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源.
(4)取下纸带,从能够看清的某个点开始(第一个点),往后数出若干个点,例如数出n个点,算出从打下第一个点到第n个点的时间t.
(5)用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离.
(6)设计表格,用来记录时间及位移,并将测量结果填入表格中.
3.注意事项
(1)打点时,应先启动电源,待打点计时器打点稳定后再拉动纸带.
(2)打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源.
(3)为减小实验误差,1、2、3、4、…不一定是连续的计时点,可以每5个点(或间隔4个点)取一个计数点,若电源频率为50 Hz,此时两计数点间的时间间隔T=0.10 s.
(4)对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移.正确的做法是一次测量完毕.即统一测量出各个计数点到第一个点之间的距离.
例5 [2023·金华一中期中] (1)打点计时器是一种使用 (“交流”或“直流”)电源的计时仪器,在实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器;如图所示为 计时器,它的工作电压是 (选填“220 V”或“8 V”).
(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:
A.松开纸带让物体带着纸带运动
B.安好纸带
C.把打点计时器固定在桌子上
D.接通电源
E.取下纸带
F.断开开关
这些步骤正确的排列顺序为 (填步骤前面的字母).
变式4 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图A、B是两种打点计时器的图片,其中电火花计时器是 (填“A”或“B”);
(2)打点计时器使用的电源为 (填“交流”或“直流”)电源;
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是 .
A.先接通电源,后让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
【要点总结】
利用打点纸带获得时间和位移的测量数据
(1)当电源的频率是50 Hz时,打点计时器每隔0.02 s打一个点,若打n个点,则有(n-1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt=0.02(n-1) s.
(2)如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,则纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移,可用刻度尺直接测量.
1.(时刻和时间间隔)(多选)下列数据指时间间隔的是( )
A.《新闻联播》每晚19点播出
B.太原开往北京的某次列车于11时38分从太原南站发车
C.第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛中,中国选手唐奕以54秒66的成绩夺得冠军
D.“嫦娥三号”历经13天在月球表面虹湾区实现软着陆
2.(矢量和标量)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.质量 C.时间 D.路程
3.(位移和路程)[2023·福建福州一中月考] 如图所示,物体沿两个半径为R的半圆由A运动到C,则它的位移和路程分别是 ( )
A.0、0
B.4R且方向向东、πR
C.4πR且方向向东、4R
D.4R且方向向东、2πR
4.(位移—时间图像)一辆汽车做匀速直线运动从甲地到乙地,在乙地停留了一段时间后,又从乙地匀速返回到甲地.汽车在整个运动过程中的位移—时间图像正确的是图中的( )
5.(练习使用打点计时器)[2023·湖北武汉二中月考] 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关填空:
(1)打点计时器是 的仪器.
(2)如图甲、乙所示是两种打点计时器,其中甲是 计时器,工作电压是 V;与乙相比,甲的优点是 ;乙是 计时器.
(3)打点计时器使用的电源为 (选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为0.02 s.如果打点时间间隔为0.019 s,则电网中交变电流的频率稍有 (选填“增大”“减小”或“不变”). 2 时间 位移
1.C [解析] 第5 s内,在时间轴上对应一段线段,指的是时间间隔,故A错误;前5 s内,在时间轴上对应一段线段,是从0时刻到5 s末之间,指的是时间间隔,故B错误;第5 s末,在时间轴上对应一个点,指的是时刻,故C正确;从第3 s末到第5 s末,在时间轴上对应一段线段,指的是时间间隔,故D错误.
2.A [解析] 2023年10月26日11时14分是指一瞬间,即时刻;10分钟是指一个过程,即时间间隔,选项A正确.
3.A [解析] 位移是从初位置到末位置的有向线段,在某段时间内物体运动的位移为零,说明初位置与末位置重合,但中间过程可能是运动的,故A错误;路程是运动轨迹的长度,在某段时间内物体运动的路程为零,说明物体一直静止不动,故B正确;在直线运动中,物体的路程可能大于或等于位移的大小,如往返运动时路程大于位移的大小,单向直线运动时路程等于位移的大小,故C正确;在曲线运动中,物体运动的路程一定大于位移的大小,故D正确.
4.C [解析] 该同学的路程s=3 m+4 m=7 m,位移大小x= m=5 m,故C正确.
5.BD [解析] 位移是矢量,大小相同时,方向不一定相同,所以这两个位移不一定相同,A错误;矢量比较大小时,只比较绝对值,B正确;温度是标量,只有大小,没有方向,正号表示比零摄氏度高,负号表示比零摄氏度低,正的温度一定高于负的温度,C错误,D正确.
6.A [解析] 坐标原点选在抛出点下方2 m处,向下为坐标轴正方向,在距地面1 m高处被接住,由此可得接住点的位置坐标是1 m,而抛出点的位置坐标是-2 m,所以从抛出到接住的过程中坐标的变化量是1 m-(-2 m)=3 m,选项A正确.
7.D [解析] 位移的大小等于初、末位置的距离,可知小球位移的大小等于A、C的距离,即x=1.5 m-1 m=0.5 m;路程等于运动轨迹的长度,可知s=1 m+1.5 m-2×0.2 m=2.1 m,D正确.
8.AC [解析] 由图像可知,物体在一条直线上做往返运动,物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末的位置距离出发点一样远,均为x0,选项A、C正确.
9.(1)交变8 V 0.1 s (2)3.15 6.15
[解析] (1)电磁打点计时器使用的电源是低压交流电源,故选交变8 V的电源;打点计时器的打点周期为T0==0.02 s,每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为T=5T0=0.1 s.
(2)由图可读出A、C间的距离为AC=3.15 cm,由图可读出C、E间的距离为CE=6.15 cm.
10.C [解析] 第2 min内指的是1~2 min内,由于第1 min末小芳在甲处、第2 min末小芳在乙处,则小芳在第2 min内位移由甲指向乙,故C正确.
11.C [解析] 物体沿直线运动,由图像可知,物体在前2 s内沿正方向运动了8 m-4 m=4 m,后2 s内沿负方向运动了8 m-2 m=6 m,所以在0~4 s内物体通过的路程s=10 m,故C正确.
12.AC [解析] 由图可知,第2 s内位移是x2=30 m-20 m=10 m,故A正确;由图可知第4 s内的位移为-15 m,故B错误;0~5 s内路程是s=20 m+30 m=50 m,故C正确;0~5 s 内位移是-10 m,故D错误.
13.D [解析] 由题意知向右为正方向,由题图可知,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.
14.(1)-20 m 0 30 m (2)20 m 30 m 50 m
[解析] (1)把马路抽象为坐标轴,因为向右为x轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,原点右侧的点的坐标为正值,即x1=-20 m,x2=0,x3=30 m.
(2)前2 s内的位移Δx1=x2-x1=0-(-20 m)=20 m
后3 s内的位移Δx2=x3-x2=30 m-0=30 m
这5 s内的位移Δx=x3-x1=30 m-(-20 m)=50 m
上述位移Δx1、Δx2和Δx都是矢量,大小分别为20 m、30 m和50 m,方向都向右,即与x轴正方向相同.2 时间 位移
◆ 知识点一 时刻和时间间隔
1.下列说法表示时刻的是( )
A.第5 s内 B.前5 s内
C.第5 s末 D.从第3 s末到第5 s末
2.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十七号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功.题中两个时间数据( )
A.分别是时刻和时间间隔
B.分别是时间间隔和时刻
C.都是时刻
D.都是时间间隔
◆ 知识点二 路程和位移 矢量和标量
3.[2023·广西南宁期中] 关于位移和路程,下列说法不正确的是( )
A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的
B.在某一段时间内物体运动的路程为零,则该物体一定是静止的
C.在直线运动中,物体的位移大小可能等于路程
D.在曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程
4.晚餐后,某同学在操场上散步,他先向北走了3 m,再向东走了4 m.整个过程中,该同学的路程和位移大小分别为( )
A.5 m、5 m B.5 m、7 m
C.7 m、5 m D.7 m、7 m
5.(多选)下列关于位移(矢量)和温度(标量)的说法正确的是( )
A.两个运动的物体的位移大小均为20 m,这两个位移一定相同
B.甲、乙两个做直线运动的物体的位移x甲=1 m,x乙=-3 m,则甲的位移小于乙的位移
C.温度计读数有正负,其正、负号表示温度的方向
D.温度计读数时正的温度一定大于负的温度,正、负不代表方向
◆ 知识点三 直线运动的位移
6.[2023·湖北宜昌一中月考] 一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向,如图所示,则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是( )
A.1 m、3 m B.1 m、-1 m
C.1 m、-2 m D.-1 m、-3 m
7.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 m
C.0.8 m、1.5 m D.0.5 m、2.1 m
◆ 知识点四 位移—时间图像
8.(多选)某物体的x-t图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体在一条直线上做往返运动
B.物体运动轨迹与图中折线相同
C.物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末的位置距离出发点一样远
D.物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末又回到出发点
◆ 知识点五 练习使用打点计时器
9.(1)电磁打点计时器使用的电源是 (填“交变8 V”或“交变220 V”)电源,实验室使用我国民用电(频率为50 Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为 .
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C、D、E五个点进行研究,这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示.
可求出A、C间的距离为 cm,C、E间的距离为 cm.
10.[2023·浙江杭州十四中月考] 小芳从O点出发,运动了2 min.第1 min末,她位于O点正东50 m的甲处;第2 min末,她位于O点正北100 m的乙处.图中能正确表示小芳在第2 min内位移的是( )
11.物体沿直线运动的位移—时间图像如图所示,则在0~4 s内物体通过的路程s满足 ( )
A.s=2 m B.s=4 m
C.s=10 m D.s>10 m
12.(多选)[2023·广东广州六中月考] 如图所示为一物体沿直线运动的x-t图像,则物体在( )
A.第 2 s内位移是 10 m
B.第 4 s内位移是 15 m
C.0~5 s 内路程是 50 m
D.0~5 s 内位移是 10 m
13.一物体做直线运动,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
14.如图所示,一辆汽车在平直的马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m 处.现在把这条马路抽象为一条x坐标轴,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向.
(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表.
观测时刻 t=0时 过2 s 再过3 s
位置坐标 x1= x2= x3=
(2)说出前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少 这5 s内的位移又是多少 (共68张PPT)
2 时间 位移
◆ 导学案
学习任务一 时刻和时间间隔
学习任务二 位置和位移
学习任务三 直线运动的位移
学习任务四 位移—时间图像
学习任务五 打点计时器及其使用、位移和时间的测量
备用习题
随堂巩固
◆ 练习册
学习任务一 时刻和时间间隔
[教材链接] 阅读教材中“时刻和时间间隔”的相关内容,完成下列填空:
(1) 时刻:在表示时间的数轴上,时刻用____表示.
(2) 时间间隔:在表示时间的数轴上,时间间隔用______表示.
点
线段
[物理观念](1)日常生活中的“时间”,有时指“时刻”,有时指“时间间隔”,应根据具体情况判定.如“什么时间出发”指的是时刻,“出发多长时间了”指的是时间间隔.
(2)在时间轴上表示的时刻和时间间隔如图所示.
例1 [2023·天津新华中学月考] 如图所示为时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )
B
A.表示时刻,称为第末或第初,也可以称为内
B.表示时间间隔,称为第内
C.表示时间间隔,称为最初内或第内
D.表示时间间隔,称为第内
[解析] 表示时刻,称为第2秒末或第3秒初,但不能称为内,内表示时间间隔,故A错误;
表示两个时刻之间的时间间隔,称为第3秒内,故B正确;
表示时间间隔,称为最初2秒内或前内,不是第内,故C错误;
表示时间间隔,称为第内,故D错误.
变式1 [2023·石家庄二中月考] 以下各种与时间间隔或时刻相关的说法中,所指的为时刻的是( )
A
A.次高铁于8时31分到达石家庄站
B.某人脉搏是60次每秒,则每次心跳间隔
C.距离新闻结束还有20分钟
D.每节选修课的时长是1小时
[解析] 次高铁于8时31分到达石家庄站,8时31分指的是时刻,A正确;
每次心跳间隔指的是时间间隔,B错误;
距离新闻结束还有20分钟指的是一段时间间隔,C错误;
每节选修课的时长是1小时,1小时指的是时间间隔,D错误.
【要点总结】
时刻与时间间隔的比较
时刻 时间间隔
物理意义 指某一瞬间 指两个时刻的间隔
描述对象 某一状态 某一过程
时间轴上 对应时间轴上的一个点 对应时间轴上的一段线段
描述关键词 “第初” “第末”等 “内”“第内”“前内”“后内”等
学习任务二 位置和位移
[教材链接] 阅读教材中“位置和位移”的相关内容,完成下列填空:
1.坐标系
(1) 建立目的:为了定量地描述物体的______,需要在参考系上建立适当的坐标系.
(2) 坐标系的三要素:______、________和__________.
位置
原点
正方向
单位长度
2.路程:物体__________的长度.
运动轨迹
3.位移
(1) 定义:由________指向________的有向线段.
(2) 物理意义:描述物体__________的物理量.
(3) 大小:初、末位置间有向线段的______.
(4) 方向:由________指向________.
初位置
末位置
位置变化
长度
初位置
末位置
4.矢量和标量
(1) 矢量:既有______又有______的物理量.如:位移.
(2) 标量:只有______没有______的物理量.如:温度、路程等.
大小
方向
大小
方向
[科学探究] 三位旅行者从北京到重庆,甲乘飞机直达,乙坐高铁直达,丙先坐火车再乘船到达,如图所示.
(1) 三者运动过程位移______(选填“相同”或“不同”).
相同
(2) 三者运动过程路程______(选填“相同”或“不同”).
不同
例2 某同学按如图所示走出一个半径为的中国古代八卦图,中央“”部分是两个直径为的半圆,、、、分别为西、东、南、北指向.他从点出发沿曲线行进,则当他到点时,他的路程和位移大小及位移的方向分别为( )
C
A.、、西偏南 B.、、东偏南
C.、、东偏南 D.、、西偏北
[解析] 从A点出发沿曲线行进,当他走到D点时,路程为,位移大小为,方向为东偏南 ,故C正确.
变式2 [2023·四川石室中学月考] 比赛中终点在同一直线上,但起点不在同一直线上(如图所示).关于这样的做法,下列说法正确的是( )
B
A.这样做目的是使参加比赛的运动员位移大小相同
B.这样做目的是使参加比赛的运动员路程大小相同
C.这样做目的是使参加比赛的运动员所用时间相同
D.这种做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的运动员有利
[解析] 因为跑道外圈半径大于内圈半径,当终点在同一直线上时,起点就不在同一直线上,这样做的目的是使参加比赛的运动员路程大小相同,故选项B正确,A、C、D错误.
【要点总结】
位移和路程的区别与联系
路程 位移
物理意义 物体运动轨迹的长短 物体位置的变化
标矢性 只有大小,没有方向,是标量 既有大小,又有方向,是矢量
制约因素 与运动路径有关 与运动路径无关,只与初、末位置有关
图示 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________
注意点 ①运动方向不一定与位移方向相同 ②路程只能和位移大小比较,不能和位移比较;且同一运动总有
学习任务三 直线运动的位移
[教材链接] 阅读教材中“直线运动的位移”的相关内容,完成下列填空:
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立轴,如图所示.
1.物体的初、末位置:可用位置坐标_______表示.
2.物体的位移________.
、
3.物体位移正负的意义:
(1) 若为正,则位移的方向指向轴的________;
(2) 若为负,则位移的方向指向轴的________.
正方向
负方向
[模型建构] 某一质点沿一直线做往返运动,如图所示,,点为原点.质点从点出发沿轴正方向运动至点后返回,并沿轴负方向运动.回答下列问题:
(1) 质点从点到点再到点的位移为______,路程为_____.
(2) 质点从点到点的位移为______,路程为_____.
(3) 当质点到达点时,其位置坐标为______.
(4) 当质点到达点时,其相对于点的位移为______.
例3 一个质点在轴上运动,各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动).
时刻/ 0 1 2 3 4
位置坐标/ 0 5
(1) ____(填选项前的字母)位移最大.
D
A.内 B.内 C.内 D.内
[解析] 几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间,位移的大小是从初位置到末位置的有向线段的长度.本题中,质点在内、内、内、内的位移大小分别是、、和.
(2) ____(填选项前的字母)位移最大.
B
A.第内 B.第内 C.第内 D.第内
[解析] 第几秒内指的是第几个的时间内,即第几秒初到第几秒末的时间内.本题中质点在第内、第内、第内、第内的位移大小分别为、、、.
时刻/ 0 1 2 3 4
位置坐标/ 0 5
(3) ____(填选项前的字母)路程最大.
D
A.内 B.内 C.内 D.内
[解析] 路程指的是质点运动轨迹的长度,本题中质点运动的时间越长,则运动的路程就越大.
时刻/ 0 1 2 3 4
位置坐标/ 0 5
(4) ____(填选项前的字母)路程最大.
B
A.第内 B.第内 C.第内 D.第内
[解析] 由以上分析可知:质点在第内、第内、第内、第内的路程分别为、、和.
时刻/ 0 1 2 3 4
位置坐标/ 0 5
变式3 [2023·湖北宜昌一中月考] 一个小球从距离水平地面高处自由落下,被地面弹起,在距地面高处被接住.若坐标原点定在出发点正下方处,以竖直向下为坐标轴的正方向,则小球运动的路程、位移和接住点的坐标分别为( )
C
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
[解析] 小球的抛出点在距地面高处,在距离地面高处被接住,若坐标原点定在抛出点正下方处,以向下为坐标轴的正方向,建立坐标系,则小球运动的路程为,位移为,接住点的位置坐标为 ,故C正确.
【要点总结】
位移在一维坐标系中的表示:
用两个坐标的差值即表示位移的绝对值表示位移的大小为正时,表示位移方向与正方向相同;为负时,表示位移方向与正方向相反.
学习任务四 位移—时间图像
[教材链接] 阅读教材中“位移—时间图像”的相关内容,完成下列填空:
1.位置—时间图像:反映物体在每一时刻的位置的图像.在直角坐标系中选______为横轴,选_______为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像.
时刻
位置
2.位移—时间图像图像:反映物体在不同时间内的位移的图像.将物体运动的___________选作位置坐标原点,则位置与__________相等,位置—时间图像就成为位移—时间图像.
初始位置
位移大小
[科学思维]、两物体都在做匀速直线运动,它们运动的位置、时刻信息如下:
时刻 0
物体的位置 0
物体的位置 0
(1) 、两物体向轴正方向还是轴负方向运动?
[答案] 由于随着时间推移,物体沿轴运动,的位置坐标在增大,说明向轴正方向运动,的位置坐标在减小,说明向轴负方向运动.
(2) 以时刻为横轴,以位置坐标为纵轴,建立直角坐标系,在坐标系中将、两物体的时刻、位置信息描点,并将各点用平滑的曲线连接起来.
[答案] 如图所示
例4 [2023·广东中山一中月考] 如图所示是一物体的图像,则该物体在内的路程是( )
D
A. B. C. D.
[解析] 由图像可知,前内,物体先沿正方向运动,后又回到出发点,所以前内的路程是,内,物体先沿负方向运动,后又返回出发点,此过程中,物体的路程为,所以物体在内的路程为,故D正确.
【要点总结】
(1)图像表示的是物体的位移随时间变化的规律,而不是物体运动的轨迹.
(2)图像只能用来描述直线运动,不能描述曲线运动,原因是轴只有正、负两个方向.
(3)若图线不过原点,表示物体不是从坐标原点或不是从计时起点开始运动的,如图所示.
学习任务五 打点计时器及其使用、位移和时间的测量
[科学探究] 在生活中,可以用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置.
1.打点计时器的结构和工作原理
打点计时器的作用:打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器,当电源频率为时,它每隔_______打一次点,打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移,这就为研究物体的运动提供了可能.
(1) 电磁打点计时器(如图)
工作电压:________交变电源;
工作原理:接通交变电源后,在线圈和永久磁体的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点.
约为
(2) 电火花计时器(如图)
工作电压:_______交变电源;
工作原理:当启动电源,按下脉冲输出开关时,计时器发生的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘和纸盘轴产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹.
2.操作步骤
(1)了解打点计时器的构造,然后把它固定好.
(2)安装纸带.
(3)启动电源,水平拉动纸带.纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源.
(4)取下纸带,从能够看清的某个点开始(第一个点),往后数出若干个点,例如数出个点,算出从打下第一个点到第个点的时间.
(5)用刻度尺测量出从第一个点到第个点的距离.
(6)设计表格,用来记录时间及位移,并将测量结果填入表格中.
3.注意事项
(1)打点时,应先启动电源,待打点计时器打点稳定后再拉动纸带.
(2)打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源.
(3)为减小实验误差,1、2、3、4、…不一定是连续的计时点,可以每5个点(或间隔4个点)取一个计数点,若电源频率为,此时两计数点间的时间间隔.
(4)对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移.正确的做法是一次测量完毕.即统一测量出各个计数点到第一个点之间的距离.
例5 [2023·金华一中期中]
(1) 打点计时器是一种使用______(“交流”或“直流”)电源的计时仪器,在实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器;如图所示为________计时器,它的工作电压是_______(选填“”或“”).
交流
电火花
[解析] 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.图示为电火花计时器,它使用的是交流电源.
(2) 使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:
A.松开纸带让物体带着纸带运动
B.安好纸带
C.把打点计时器固定在桌子上
D.接通电源
E.取下纸带
F.断开开关
这些步骤正确的排列顺序为_________(填步骤前面的字母).
[解析] 使用打点计时器时应先固定装置,安装纸带,实验时要先接通电源再放开纸带,实验完后立即关闭电源,然后再取下纸带,故步骤顺序为:.
变式4 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1) 如图A、是两种打点计时器的图片,其中电火花计时器是___(填“”或“”);
[解析] 、是两种打点计时器的图片,其中电火花计时器是.
(2) 打点计时器使用的电源为______(填“交流”或“直流”)电源;
交流
[解析] 打点计时器使用的电源为交流电源.
(3) 接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是____.
A
A.先接通电源,后让纸带运动 B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以
[解析] 为了充分利用纸带,应先接通电源,后让纸带运动.
【要点总结】
利用打点纸带获得时间和位移的测量数据
(1)当电源的频率是时,打点计时器每隔打一个点,若打个点,则有个时间间隔,故这段纸带记录的时间.
(2)如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,则纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移,可用刻度尺直接测量.
1.[2022·江苏徐州月考] 如图所示,自行车的半径为 ,
车轮沿直线无滑动地滚动.当气门芯由轮子的正上方第一次运
动到轮子的正下方时,气门芯的位移为( )
B
A. B. C. D.
[解析] 当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,轮子向前运动
半个周长,气门芯的初位置与末位置如图所示,由几何关系可知,气门芯的位
移大小为 ,选项B正确.
2.(多选)小明在玩“跳跳鼠”手机游戏时,让跳跳鼠在手机屏幕上由点 出
发,沿直线运动到点 ,吃到一次食物.然后又由点 沿直线运动到
点 ,接着又由点 沿直线运动到点 ,最后又由点 沿
直线运动到点 ,各吃到一次食物.平面坐标系中横、纵坐标轴的单位长
度为 ,则( )
CD
A.跳跳鼠的每一段运动都是直线运动,所以每一段位移和路程都相同
B.跳跳鼠不会两次通过同一点
C.整个运动过程中跳跳鼠的位移大小为
D.整个过程中跳跳鼠的位移方向与 轴正方向的夹角为
[解析] 在坐标系中画出跳跳鼠的运动轨迹如图所示,虽然跳跳鼠的每一段运动
都是直线运动,每一段位移和路程的大小都相同,但位移与路程含义不同,永
远不可能相同,A错误;
由轨迹图可知跳跳鼠有两次通过同一点,B错误;
整个过程中跳跳鼠的位移为从点 到点 的有向线段 ,大小为
,方向与 轴正方向的夹角为 ,C、D正确.
3.如图所示,在运动场的一条直线跑道上每隔 远放置一个空瓶,运动员在
进行折返跑训练时,从中间某一瓶子处出发,跑向出发点右侧最近的空瓶,将
其扳倒后返回并扳倒出发点处的瓶子,之后再反向跑回并扳倒前面最近的瓶子,
这样,每扳倒一个瓶子后跑动方向就反方向改变一次.当他扳倒第6个空瓶时,
他跑过的路程是多大?位移是多大?在这段时间内,他一共几次经过出发点
[答案] ; ; 4次
[解析] 如图所示,设运动员从位置 出发跑向位置 ,扳倒空瓶后返回位置 ,扳
倒空瓶后又跑向位置 ,扳倒空瓶后再跑向位置 ,依次进行下去,当他扳倒第6个
空瓶时应在位置 处,因此可求出运动员跑过的总路程和位移.
路程
位移大小 往返过程中共经过出发点 处4次(不包括从出发点开
始时).
1.(时刻和时间间隔)(多选)下列数据指时间间隔的是( )
CD
A.《新闻联播》每晚19点播出
B.太原开往北京的某次列车于11时38分从太原南站发车
C.第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛中,中国选手唐奕以54秒66的成绩夺得冠军
D.“嫦娥三号”历经13天在月球表面虹湾区实现软着陆
[解析] 19点、11时38分都是指某一具体时刻,A、B错误;
自由泳决赛成绩54秒66、13天指的都是一段时间间隔,C、D正确.
2.(矢量和标量)下列物理量中,属于矢量的是( )
A
A.位移 B.质量 C.时间 D.路程
[解析] 位移是矢量,质量、时间、路程都是只有大小而没有方向的物理量,是标量,故A正确.
3.(位移和路程)[2023·福建福州一中月考] 如图所示,物体沿两个半径为的半圆由运动到,则它的位移和路程分别是( )
D
A.0、0 B.且方向向东、
C.且方向向东、 D.且方向向东、
[解析] 路程是标量,表示物体实际运动轨迹的长度,位移是矢量,反映的是物体初、末位置间的有向线段,因此物体的位移为,方向向东,路程为,故D正确.
4.(位移—时间图像)一辆汽车做匀速直线运动从甲地到乙地,在乙地停留了一段时间后,又从乙地匀速返回到甲地.汽车在整个运动过程中的位移—时间图像正确的是图中的( )
D
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 汽车先向某一方向做匀速直线运动,中途停一会儿,后来向反方向做匀速直线运动,A、B图时间出现倒流,不可能,故选项A、B错误;
C图表示汽车先沿正方向做匀速运动,后沿负方向做匀速直线运动,中途没有停留,故选项C错误.
根据位移—时间图像的斜率等于速度可知D图像正确.
5.(练习使用打点计时器)[2023·湖北武汉二中月考] 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关填空:
(1) 打点计时器是______的仪器.
计时
[解析] 打点计时器是计时仪器.
(2) 如图甲、乙所示是两种打点计时器,其中甲是________计时器,工作电压是_____;与乙相比,甲的优点是__________;乙是__________计时器.
电火花
220
阻力较小
电磁打点
[解析] 甲图为电火花计时器,工作电压为;
乙图为电磁打点计时器;电火花计时器由于没有振针,不与纸带直接接触,所以阻力较小.
(3) 打点计时器使用的电源为______(选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为.如果打点时间间隔为,则电网中交变电流的频率稍有______(选填“增大”“减小”或“不变”).
交流
增大
[解析] 打点计时器使用的电源为交流电源;
打点计时器打点的时间间隔由交流电的频率决定,如果打点的时间间隔变小,说明交变电流的频率增大.
知识点一 时刻和时间间隔
1.下列说法表示时刻的是( )
C
A.第内 B.前内
C.第末 D.从第末到第末
[解析] 第内,在时间轴上对应一段线段,指的是时间间隔,故A错误;
前内,在时间轴上对应一段线段,是从0时刻到末之间,指的是时间间隔,故B错误;
第末,在时间轴上对应一个点,指的是时刻,故C正确;
从第末到第末,在时间轴上对应一段线段,指的是时间间隔,故D错误.
2.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十七号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功.题中两个时间数据( )
A
A.分别是时刻和时间间隔 B.分别是时间间隔和时刻
C.都是时刻 D.都是时间间隔
[解析] 2023年10月26日11时14分是指一瞬间,即时刻;10分钟是指一个过程,即时间间隔,选项A正确.
知识点二 路程和位移 矢量和标量
3.[2023·广西南宁期中] 关于位移和路程,下列说法不正确的是 ( )
A
A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的
B.在某一段时间内物体运动的路程为零,则该物体一定是静止的
C.在直线运动中,物体的位移大小可能等于路程
D.在曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程
[解析] 位移是从初位置到末位置的有向线段,在某段时间内物体运动的位移为零,说明初位置与末位置重合,但中间过程可能是运动的,故A错误;
路程是运动轨迹的长度,在某段时间内物体运动的路程为零,说明物体一直静止不动,故B正确;
在直线运动中,物体的路程可能大于或等于位移的大小,如往返运动时路程大于位移的大小,单向直线运动时路程等于位移的大小,故C正确;
在曲线运动中,物体运动的路程一定大于位移的大小,故D正确.
4.晚餐后,某同学在操场上散步,他先向北走了,再向东走了.整个过程中,该同学的路程和位移大小分别为( )
C
A.、 B.、 C.、 D.、
[解析] 该同学的路程,位移大小,故C正确.
5.(多选)下列关于位移(矢量)和温度(标量)的说法正确的是( )
BD
A.两个运动的物体的位移大小均为,这两个位移一定相同
B.甲、乙两个做直线运动的物体的位移,,则甲的位移小于乙的位移
C.温度计读数有正负,其正、负号表示温度的方向
D.温度计读数时正的温度一定大于负的温度,正、负不代表方向
[解析] 位移是矢量,大小相同时,方向不一定相同,所以这两个位移不一定相同,A错误;
矢量比较大小时,只比较绝对值,B正确;
温度是标量,只有大小,没有方向,正号表示比零摄氏度高,负号表示比零摄氏度低,正的温度一定高于负的温度,C错误,D正确.
知识点三 直线运动的位移
6.[2023·湖北宜昌一中月考] 一个小球从距地面高处落下,被地面弹回,在距地面高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向,如图所示,则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是( )
A
A.、 B.、 C.、 D.、
[解析] 坐标原点选在抛出点下方处,向下为坐标轴正方向,在距地面高处
被接住,由此可得接住点的位置坐标是,而抛出点的位置坐标是,所以从抛出到接住的过程中坐标的变化量是,选项A正确.
7.如图所示,在距墙的点,小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧,将弹簧压缩到距墙
的点,然后又被弹回至距墙的点静止,则从点到点的过程中,小球的位移大小和路程分别是( )
D
A.、 B.、 C.、 D.、
[解析] 位移的大小等于初、末位置的距离,可知小球位移的大小等于A、C的距离,即;路程等于运动轨迹的长度,可知,D正确.
知识点四 位移—时间图像
8.(多选)某物体的图像如图所示,下列判断正确的是( )
AC
A.物体在一条直线上做往返运动
B.物体运动轨迹与图中折线相同
C.物体在第末、第末、第末、第末的位置距离出发点一样远
D.物体在第末、第末、第末、第末又回到出发点
[解析] 由图像可知,物体在一条直线上做往返运动,物体在第末、第末、第末、第末的位置距离出发点一样远,均为,选项A、C正确.
知识点五 练习使用打点计时器
9.(1) 电磁打点计时器使用的电源是________(填“交变”或“交变”)电源,实验室使用我国民用电(频率为)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为_____.
交变
[解析] 电磁打点计时器使用的电源是低压交流电源,故选交变的电源;
打点计时器的打点周期为,每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为.
(2) 在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的、、、、五个点进行研究,这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示.
可求出、间的距离为_____,、间的距离为_____.
3.15
6.15
[解析] 由图可读出、间的距离为,
由图可读出、间的距离为.
10.[2023·浙江杭州十四中月考] 小芳从点出发,运动了.第末,她位于点正东的甲处;第末,她位于点正北的乙处.图中能正确表示小芳在第内位移的是( )
C
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
[解析] 第内指的是内,由于第末小芳在甲处、第末小芳在乙处,则小芳在第内位移由甲指向乙,故C正确.
11.物体沿直线运动的位移—时间图像如图所示,则在内物体通过的路程满足( )
C
A. B. C. D.
[解析] 物体沿直线运动,由图像可知,物体在前内沿正方向运动了,后内沿负方向运动了,所以在内物体通过的路程,故C正确.
12.(多选)[2023·广东广州六中月考] 如图所示为一物体沿直线运动的图像,则物体在( )
AC
A.第内位移是 B.第内位移是
C. 内路程是 D. 内位移是
[解析] 由图可知,第内位移是,故A正确;
由图可知第内的位移为,故B错误;
内路程是,故C正确;
内位移是,故D错误.
13.一物体做直线运动,其位移—时间图像如图所示,设向右为正方向,则在前内( )
D
A.物体先向左运动,后开始向右运动
B.在时物体距出发点最远
C.前内物体位于出发点的左方,后内位于出发点的右方
D.在时物体距出发点最远
[解析] 由题意知向右为正方向,由题图可知,物体从处向右运动至处,然后返回至处,始终位于出发点右方,物体在前内一直向右运动,后内向左运动,故A、C错误;
在时物体距出发点最远,B错误,D正确.
14.如图所示,一辆汽车在平直的马路上行驶,时,汽车在十字路口中心的左侧处;过了,汽车正好到达十字路口的中心;再过,汽车行驶到了十字路口中心右侧 处.现在把这条马路抽象为一条坐标轴,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为轴的正方向.
(1) 试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表.
观测时刻 时 过 再过
位置坐标 _______ ___ ______
0
[解析] 把马路抽象为坐标轴,因为向右为轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,原点右侧的点的坐标为正值,即,,.
(2) 说出前内、后内汽车的位移分别为多少?这内的位移又是多少?
[答案] ; ;
[解析] 前内的位移
后内的位移
这内的位移
上述位移、和都是矢量,大小分别为、和,方向都向右,即与轴正方向相同.