内容正文:
1.2 时间 位移
基础知识梳理
一、时刻和时间间隔
1.时刻:指某一 。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 表示。
二、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的: 地描述物体的位置。
(2)一维坐标系的三要素: 、 和 。
2.位移和路程
(1)路程:物体运动轨迹的 。
(2)位移:描述物体(质点) 的变化。由初位置指向末位置的 线段。
3.矢量和标量:既有大小又有 的物理量叫矢量,只有大小没有方向的物理量叫 。
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 ,即:Δx=x2-x1。
若Δx为正,则位移的方向指向x轴的 ;若Δx为负,则位移的方向指向x轴的 。
3.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,其上的图线就是位移—时间图像,又称x-t图像。
四、位移和时间的测量
1.两种打点计时器(如图所示)
(1)电磁打点计时器:使用交变电源的计时仪器;工作电压为 ,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 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t= 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。
典型例题分析
考点一:坐标系及其坐标系的建立
【例1】在数学中,坐标系有以下几种:数轴、平面直角坐标系、平面极坐标系、柱坐标系等,在高中物理学习中一般要用到以下三种坐标系,则下列说法正确的是( )
A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置及位置变化
B.建立坐标系是为了定量描述物体的运动及运动快慢
C.研究物体沿斜面滑下时,必须建立平面直角坐标系
D.研究物体沿直线竖直落下时,必须建立三维坐标系
【变式练习】
1.如图所示,汽车在时间内,从0时刻开始,每前进的距离分别是、、、、。以0时刻为原点,以汽车前进方向为正方向建立一维位置坐标系,以下说法正确的是( )
A.汽车在末的位置坐标为 B.汽车在末的位置坐标为
C.汽车在末的位置坐标为 D.汽车在末的位置坐标为
2.在一长直公路上某交通亭中心,公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标系上有A、B两点,A的位置坐标为,B的位置坐标是。下列说法正确的是( )
A.A点位于交通亭中心南方50m处
B.A点位于交通亭中心北方40m处
C.B点位于交通亭中心南方30m处
D.B点位于交通亭中心北方30m处
考点二:路程与位移
【例2】如图所示为北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台。运动员从高处滑下,通过起跳台起跳,完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地。在大跳台比赛过程中,下列说法正确的是( )
A.研究运动员在空中的技术动作时,可将他看成质点
B.整个比赛过程中,无论研究什么问题运动员都不能看成质点
C.整个比赛过程中,运动员通过的路程一定大于他的位移大小
D.当运动员在空中下落时,若以他作为参考系,则大地向下运动
【变式练习】
1.小明沿半径为50m的圆形草坪边缘绕跑一圈后回到起点,在跑步过程中,小明的路程和位移大小的最大值分别是( )
A.100 m,100m B.100 m,0
C.50 m,50m D.50 m,0
2.下列关于位移和路程的说法中,正确的是( )
A.位移的大小和路程总是相等,但位移是矢量,路程是标量
B.质点做单向直线运动时,其位移就是路程
C.位移取决于始末位置,路程取决于实际运动路线
D.运动物体的路程总大于位移大小
考点三:时间与时刻
【例3】2019年1月3日10时26分,“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆。在此之前,“嫦娥四号”探测器在距离月面100米处稍稍悬停,接着竖直缓缓降落,几分钟后,“嫦娥四号”自主降落在月球背面,下列说法正确的是( )
A.“2019年1月3日10时26分”和“几分钟”指的都是时间
B.从悬停到着陆,探测器通过的位移大小与路程相等
C.在降落过程中可以将“嫦娥四号”探测器看作质点
D.在降落过程中,以“嫦娥四号”探测器为参考系,月球静止不动