第一章 第2节 时间 位移-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第2节　时间　位移 [学习目标要求]　1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。2.理解位移和路程的概念，掌握矢量和标量的区别。3.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。4.了解两种打点计时器的结构和工作原理，会用打上点的纸带计算物体运动的时间和位移。 　时刻和时间间隔 1．时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上用点表示。 2．时间间隔：表示两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上用线段表示。 注意：我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。 [判一判] (1)时间间隔是指较长的一段时间，时刻是指较短的一段时间。( × ) (2)日常生活中所说的时间指的都是时刻。( × ) (3)“北京时间12点整”指的是时刻。( √ ) 　位置和位移 1．坐标系 (1)建立目的：定量地描述物体的位置。 (2)一维坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。 2．路程：物体运动轨迹的长度。 3．位移 (1)意义：描述物体位置变化的物理量。 (2)定义：由初位置指向末位置的有向线段。 (3)大小：初、末位置间有向线段的长度。 (4)方向：由初位置指向末位置。 4．矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量。如：位移 (2)标量：只有大小没有方向的物理量。如：路程、温度 [判一判] (1)如果位移为零，在这段时间内物体不一定静止。( √ ) (2)汽车里程表上显示的数字表示位移大小。( × ) (3)长度、质量、路程都是标量。( √ ) 　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坐标之差，即：Δx＝x2－x1。 (1)若Δx为正，则位移的方向指向x轴的正方向。 (2)若Δx为负，则位移的方向指向x轴的负方向。 [判一判] (1)在一维坐标系中，物体的位移等于其位置坐标。( × ) (2)物体运动过程中，位移一定会越来越大。( × ) (3)物体末位置的坐标值可能小于初位置的坐标值。(√ ) 　位移—时间图像 1．图像的建立 (1)以时刻t为横轴，以位置x为纵轴，描出物体在各个时刻的位置，用平滑的曲线连接各点，就得到位置—时间图像。 (2)如果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，即：x-t图像。 2．图像物理意义：表示物体的位移随时间变化的规律。 [想一想] 如图所示是某质点做直线运动的位移—时间图像，由图可知 (1)该x-t图像表示质点的运动轨迹吗？ (2)在0～8 s内，质点在哪些时间段处于静止状态？ 提示：(1)不是。(2)质点在2 s～4 s和6 s～8 s时间内处于静止状态。 　位移和时间的测量 1．测量工具及用途 测量工具 用途 照相机 记录物体的位置 钟表 记录物体运动的时刻 频闪照相机 记录物体运动的时刻和位置 打点计时器 记录时间和位移 2.两种打点计时器(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。 3．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) 4．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。 学习任务一　时刻和时间间隔的理解 [导学探究] 图中两位同学都提到“时间”，他们所说的“时间”意义相同吗？ 提示：　不同。“上课时间”指的是一瞬间；“10分钟的时间”指的是一段时间。 [思维深化] 1．时刻与时间间隔的表示方法 (1)时刻：在时间轴上用点表示。 (2)时间间隔：在时间轴上用线段表示。 2. 时刻对应物体运动的某个状态或者某个位置，时间间隔对应物体的运动过程。 　关于时间间隔和时刻，以下说法正确的是(　　) A．列车员说：“火车8点42分到站，停车8分”，8点42分和8分均指时刻 B．第2 s末和第3 s初是同一时刻 C．某同学从家中出发到学校需要8分钟，这里的8分钟指时刻 D．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔 解析：B　列车员说：“火车8点42分到站，停车8分”，8点42分指时刻，8分指时间间隔，故A错误；第2 s末和第3 s初是同一时刻，故B正确；“8分钟”指时间间隔，故C错误；物体在5 s内指的是物体在0到5 s末这5 s的时间间隔，故D错误。 判断时刻与时间间隔的两种方法 (1)根据上下文判断：