第一章 2 第2课时 位移－时间图像 位移和时间的测量-2022-2023学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

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：反映物体在每一时刻的位置的图像．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．(打点频率为50 Hz) 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—时间图像上的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，已知该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. 答案　2.10　0.12 一、位移－时间图像 导学探究 a、b两物体都在做单向直线运动，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两物体沿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(直线)连接起来． 答案　(1)随着时间的推移，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)任意一段时间内的位移； (3)发生一段位移所用的时间． 例1　一质点沿直线运动，其运动的x－t图像如图所示，则： (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；质点在20～30 s时间内位移没有变化，故处于静止状态． (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． 例2　(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x0 B．甲物体比乙物体早出发的时间为t1 C．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，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． x－t图像 1．x－t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． 2．x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动． 3．两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同，即相遇． 4．截距：图像不过原点O时，若图像在纵轴有截距，如例2中图线甲所示，则表示