第一章 2 时间 位移-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，人教版）

2　时间　位移 [定位·学习目标] 1.通过阅读教材理解时刻和时间间隔、位移和路程的概念,形成物体运动的物理观念。通过区别日常生活中时间的含义,理解路程和位移的区别与联系,掌握科学思维的方法。 2.通过位移—时间图像的学习,体会数学在图像中的运用,培养科学思维和科学探究的精神。 3.通过打点计时器的学习,知道时间和位移的测量,培养科学思维和科学探究的精神。 知识点一　时刻和时间间隔 1.时刻:在表示时间的数轴上用点表示,指某一瞬间。 2.时间间隔:在表示时间的数轴上用线段表示,指两个时刻之间的时间间隔。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)时刻就是一瞬间,即一段很短很短的时间间隔。(　×　) (2)上午第一节课8点上课,这里的8点指时刻。(　√　) (3)一道闪电瞬间消失在漆黑的夜空中,这里的瞬间指时间。(　√　) 知识点二　位置和位移 1.坐标系的作用:为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系。 2.一维坐标系:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。 3.路程:物体运动轨迹的长度。 4.位移 (1)定义:由初位置指向末位置的有向线段,用来描述物体位置的变化,用符号l表示。 (2)大小和方向:有向线段的长度等于位移的大小,方向由初位置指向末位置。 (3)特点:只要物体的初、末位置确定,位移就是确定的,它不因路径的不同而改变。 5.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,如温度、路程等。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)物体的位置发生了变化,则位移不可能等于0。(　√　) (2)路程是标量,是物体运动轨迹的长度。(　√　) (3)物体的路程不等于0,则位移也一定不为0。(　×　) (4)位移的大小一定等于路程。(　×　) 知识点三　直线运动的位移 1.直线运动的位置与位移的关系 如图所示,做直线运动的物体,它的初位置为x1,末位置为x2,那么,物体的位移就是由x1指向x2的有向线段,记为Δx=x2-x1,即位移等于位置坐标的变化量。 2.位移正负值的意义 在直线运动中,位移的正值表示位移的方向指向x轴的正方向,负值表示位移的方向指向x轴的负方向。 某物体沿一直线从A点运动到B点,坐标xA为5 m,xB为2 m,物体的位移是多少?再从B点返回到A点,整个过程中的位移大小又是多少?路程是多少? 答案:从A到B,位移Δx=xB-xA=-3 m;整个过程中,初位置和末位置都是A点,位移为0,路程为6 m。 知识点四　位移—时间图像 1.作图方法 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。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点,则位置与位移大小相等。位置—时间图像就成为位移—时间图像,又称xt图像。 2.图像意义 (1)xt图像反映了物体位移(或位置)随时间的变化关系。 (2)从xt图像可以直观地看出物体在任意时刻的位置和不同时间内的位移。 如图为某一质点的位移—时间图像,请通过图像回答以下问题: (1)t=0时与2 s末时该质点的位置分别是多少? (2)前2 s、第3 s内该质点的位移分别是多少? (3)0～4 s内,质点是沿图像中的折线运动吗? 答案:(1)x1=2 m,x2=8 m　(2)6 m　0 (3)不是 知识点五　位移和时间的测量 　生活中可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置,从而推断出它在一段时间内的位移。例如用频闪照相的方法可以同时记录物体运动的时刻和位置。学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。 1.两种打点计时器 (1)如图甲所示为电磁打点计时器,它使用交变电源,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)如图乙所示为电火花计时器,它使用220 V交变电源,打点周期为 0.02 s。 2.打点纸带 把纸带和运动的物体连在一起,纸带通过打点计时器,就能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点,由这些点的位置,我们可以了解物体运动的情况。 (1)时间的测量:纸带上从能够看清的某个点开始(起始点),往后数出若干个点,例如数出n个点,则纸带从起始点到第n个点的运动时间t=(n-1)×0.02 s。 (2)位移的测量:用刻度尺测量纸带上某两个点之间的距离,即为相应时间间隔中物体的位移大小。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)打点计时器应接交变电源,且所接交变电源的频率通常为50 Hz。(　√　) (2)如果纸带上从A点到B点共有6个点,则从打A点到打B点经历的时间为0.12 s(电源的频率为50 Hz)。(　×　)