第一章 2 第2课时 位移－时间图像 位移和时间的测量-(教师word) 2021-2022学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记(人教版) （京津鲁琼辽粤浙渝鄂冀湘云晋皖黑吉桂）

第2课时　位移－时间图像　位移和时间的测量 [学习目标]　1.知道x－t图像的物理意义，并能根据x－t图像描述物体的位置和位移.2.了解两种打点计时器的结构和工作原理 ，并学会安装和使用.3.会用打上点的纸带计算物体运动的位移和时间． 一、位移－时间图像 1．位置－时间图像：反映物体在任意时刻的位置的图像．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． 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．将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等(x＝Δx)，位置－时间图像就成为位移－时间图像． 二、位移和时间的测量 1．两种打点计时器(如图1所示) 图1 (1)电磁打点计时器 使用交变电源的计时仪器；工作电压约为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开始(起始点)，往后数出若干个点，数出时间间隔个数n，则这段时间t＝0.02n 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)位移—时间图像中的每一个点表示某一时刻的位置．(　√　) (2)通过位移—时间图像可以求物体经过一段时间的位移．(　√　) (3)位移—时间图像表示物体的运动轨迹．(　×　) 2．如图2所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，电磁打点计时器每隔0.02 s打一个点，则由A到C物体的位移为__________ cm，时间为 s. 图2 答案　2.10　0.12 一、位移－时间图像 导学探究　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 位置 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，并按照各点排列趋势用平滑的曲线连接起来． 答案　(1)由于随着时间推移，a的位置坐标在增大，说明a正沿x轴正方向运动，b的位置坐标在减小，说明b正沿x轴负方向运动． (2) 知识深化 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． [深度思考]　物体的位移－时间图像是不是物体的运动轨迹？ 答案　物体的x－t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体的运动轨迹． 一质点沿直线运动，其运动的x－t图像如图3所示，则： 图3 (1)质点在 时间内离出发点越来越远；质点在 时间内离出发点越来越近；质点在 时间内没有运动． A．0～20 s B．20～30 s C．30～40 s D．40～50 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 s时回到出发点． 答案　(1)AC　D　B　(2)50　(3)10　50 解析　(1)质点在0～20 s时间内和30～40 s时间内离出发点的位移越来越大，离出发点越来越远；质点在20～30 s时间内位移没有变化，故处于静止状态；质点在40～50 s时间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t＝40 s时，质点离出发点的距离最远，最远距离为50 m. (3)从题图上读出质点在10 s时距离出发点10 m；质点在50 s 时位移为0，即回到出发点． 针对训练　一物体做直线运动，其位移－时间图像如图4所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　) 图4 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． 二、位移和时间的测量 1．实验操作 (1)把打点计时器固定在桌子上． (2)安装纸带． (3)把打