1.2 时间 位移（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第一章 运动的描述 第2节时间位移 答案精解P [学习目标]1，知道时刻和时间间隔的区别和联系（物理观念）.2.理解位移的概念，知道它与路程 的区别和联系（科学思维）.3.知道矢量与标量，以及它们的区别（物理观念）.4.认识打点计时器，会使用 打点计时器测量时间和位移（科学探究）.5.理解位移一时间图像，知道图像表示的意义（物理观念）. 课前 教材预案● 教材梳理 知识点1时刻和时间间隔 1.物体的初、末位置：可用位置坐标x1、2表示 1.时刻：指某一瞬间.在时间轴上用 2.物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标 表示 之差，即：△x= 2.时间间隔：指某两个时刻之间的 (1)若△x为正，则位移的方向 在时间轴上用 表示 (2)若△x为负，则位移的方向 3.在时间轴上表示的时刻和时间间隔如图所示 知识点4位移时间图像 第2*初 前3 1.位置一时间图像：反映物体在每一时刻的位置 第1初 第1末 的图像.在直角坐标系中选 为横轴， 选 为纵轴，其上的图线就是位置一时 间图像， 第1内第2内第个2*内第5内 2.位移一时间图像(x-t图像)：反映物体在不同 (前1) 时间位移的图像.将物体运动的 知识点2 位置和位移 选作位置坐标原点O,则位置与 1.坐标系 相等(x=△x),位置一时间图像就成为位移 (1)建立目的：为了定量描述物体的 时间图像. (2)坐标系的三要素： 和单 3.物理意义：x-t图像反映了物体的 随 位长度 时间的变化关系，图像上的某一点表示运动物 2.路程和位移 体在某时刻所处的 或相对坐标原点 (1)路程：物体运动 的长度。 的位移. (2)位移 知识点5儿位移和时间的测量 ①物理意义：描述物体（质点） 变化 1.两种打点计时器（如图所示） ②定义：从 到 的一条有向 电火花计时器 电磁打点计时器 线段. 正脉补椅出桥感 3.标量和矢量 接儿 顶接帥治！福帘 扳片 (1)标量：只有 没有 的物理 结构图示 靠计 量，如长度、时间、温度等。 水久磁铁 (2)矢量：既有 又有 的物理 量，如位移、力、速度等。 工作电压 交流电 8V左右低压交流电 知识点3直线运动的位移 打点方式 周期性产生电火花振针周期性上下振动 研究直线运动时，在物体运动的直线上建立z 打点周期 轴，如图所示 记录信息 位移、时间 物理必修第一册课堂学案 2.时间的测量 大小相等，且位移是矢量，路程是标量.() 从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出 (3)通过位移一时间图像可以求物体经过一段 若干个点，数出时间间隔个数，则这段时间 时间的位移. () t s.(打点频率为50Hz) (4)位移一时间图像表示物体的运动轨迹. 3.位移的测量 () 用 测量纸带上两个点之间的距离，即 2.如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁 为相应时间间隔内物体的位移大小 打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着 1自主检测川 一把毫米刻度尺，已知该电磁打点计时器每隔 0.02s打一个点，则由A到C物体的位移为 1.判断下列说法的正误 cm,时间为 S. (1)时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间 0em 2 间隔。 llwpwwlwhwluwtlupwL (2)物体在一条直线上运动时，路程和位移总是 课堂深度探究 考点1儿时间间隔和时刻 2.判断时刻与时间间隔的两种方法 (1)根据上下文判断：分析题干，根据题意去体 【情境导学】如图所示，从图中人物对话中，我们可 会和判断时刻对应的是某一状态，时间间隔 以知道“五点钟”“半个小时”“10分钟”“8点” 对应的是某一过程. 都是代表时间，请问：哪些表示的是时刻？哪 (2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时 些表示的是时间间隔？它们的含义相同吗？ 刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时 快点的，还打 你着结了巴 刻，对应一段线段的是时间间隔. 我五点钟在 8点A上呢 【例题1】如图所示的时间轴，下列关于时刻和时 间间隔的说法正确的是 上…)大 0123…-1#六 A.t表示时刻，称为第2s末或第3s初，也 可以称为2s内 ?知识拓展 B.t2~t3表示时间，称为前3s内 1.时刻与时间间隔的比较 C.t~2表示时间，称为最初2s内或前 时刻 时间间隔 2s内 在时间轴 D.t1表示时刻，称为第(n一1)s 用点表示 用线段表示 上的表示 思维导引：要清楚时刻和时间间隔在时间轴 “初”“末”“时”，如 上的表示方法 “内”，如“第2s 描述关键词 “第18末"“第2s 【变式1】以下各种与时间间隔或时刻相关的说 内”“前35内” 初”“3s时” 法中，所指的为时刻的是 两个时刻之间为一段时间间隔，时间 A.G484次高铁于8时31分到达石家庄站 间隔能表示运动的一个过程，好比一 B.某人脉搏是60次每秒，则每次心跳间隔1秒 联系 段录像：时刻表示运动的一瞬间，好比 C.距离新闻结束还有20分钟 一张照片 D.每节选修课的时长是1小时 第一章运动的描述 考点2位移和路程 B.发生的位移是400m,方向向东；通过的路 程是160m 【情境导学】暑假期间，小姚和家人计划从武汉去 C.发生的位移是160m,方向向东：通过的路 成都游玩避暑，他们有三条路线可供选择：乘 程是400m 飞机、坐火车和自驾车.请问：三种出行方式 D.发生的位移是160m,方向向东：通过的路 的路程是否相同？位移又是否相同呢？ 程是200m 思维导引：理解位移和路程的区别和联系，根 据初、末位置求位移，根据运动轨迹求路程。 知识拓展 【变式2】某同学按图所示走出一个半径为R的 L.位置与位移的关系 中国古代八卦图，中央“S”部分是两个直径为 位省 在举标轴上用坐标表示 R的半圆，B、D、C、A分别为西、东、南、北指 表示 有向线段 向，他从A点出发沿曲线ABCOADC行进， 方法 出初位世指问未位世 则当他到D点时，他的路程和位移大小及位 位移 大小 木位性坐标减初位置坐标 移的方向分别为 ( 比较 人小比较时，比较笔对值 A.2πR、2R、西偏南45 2.位移和路程的区别与联系 B.2.5πR、R、东偏南45 C.2.5πR2R、东偏南45 项目 位移 路程 D.3πR、R、西偏北45 比较 考点3儿对位移时间图像的理解 描述物体的位置变 物理 描述物体运动 化，是由初位置指向 【情境导学】某学校物理兴趣小组的同学在操场 意义 轨迹的长度 末位置的有向线段 上探究物理小知识，在一次探究中，小明记录 区 矢量，既有大小，又 标量，只有大 了a、b两位同学在操场上沿直线行走的数 矢标性 别 有方向 小，没有方向 据，作出的图像如图所示.请问横坐标表示的 是什么？纵坐标表示的是什么？4、b两同学 既与物体的初、 由物体的初，末位置 相关 末位置有关，也 分别沿什么方向运动？ 决定，与物体运动路 因素 x/m 与物体运动路 径无关 径有关 (1)都是描述物体运动的空间特征的物 理量：(2)都是过程量：(3)位移的大小 联系 不大于相应的路程，只有物体做单向直 线运动时，位移的大小才等于路程 【例题2】煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电 知识拓展 梯从A井竖直向下运动了120m到达井底， L.x-t图像的物理意义：x-t图像反映了物体的 然后在井底又沿着水平隧道向东走了160m 位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示 到达B井，最后从B井乘坐电梯竖直向上返 物体在某时刻所处的位置 回地面.若A、B两个井口恰在同一水平面 2.由x-1图像可提取的信息： 上，则此次巡检中安检员 ) (1)任一时刻所对应的位置： A.发生的位移是200m,方向向东：通过的路 (2)任意一段时间内的位移： 程是160m (3)发生一段位移所用的时间. 9 物理必修第一册课堂学案 【例题3】如图所示是一物体的x-t图像，则该物 C.1=3s时小胡离出发点最远 体在0一6s内的路程是 D.t=5s时小胡回到出发点 考点④打点计时器的工作原理及使用 6 子知识拓展 A.0 m B.2 m 1.实验操作 C.4m D.12m (1)把打点计时器固定在桌子上. 思维导引：x-t图中物体是沿直线运动的. (2)安装纸带. 解题技巧 (3)把打点计时器的两个接线柱接到交变电 分析x-1图像的技巧 源上 1.分析x-1图像的技巧 (4)启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打 (1)分析x-1图像可以确定物体在任意时 出一行小点，随后立即关闭电源 间内的位移。 2.注意事项 (2)从x-1图像上可以确定物体通过任一 (1)打点时，应先接通电源，待打点计时器打点 位移所需的时间. 稳定后，再拉动纸带 (3)根据x-1图线的斜率可以判断和比较 (2)打点计时器不能连续工作太长时间，打完 物体运动的快慢，并能判断运动的性质 点之后应立即关闭电源 2.理解x-1图像中的“点”“斜率”“截距”的 (3)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的 物理意义 位移，正确的做法是一次测量完毕，即统一测 (1)点：两图线交，点，说明两物体相遇 量出各个计数点与起始点之间的距离 (2)斜率：表示物体运动的快慢. (4)为减小实验误差，点1、2、3、4…不一定是连 (3)截距：纵轴截距表示物体=0时刻的 续的计时点，可以每5个点（中间隔4个点）取 位置，横轴截距表示物体位移为零的 一个计数点，此时两计数点间的时间间隔T= 时刻. 0.1s. 3.两种特殊的x-t图像 【例题4】(1)打点计时器是记录做直线运动物体 (1)若x-1图线是一条平行于时间轴的直 的 和 的仪器.电火花计时 线，说明物体处于静止状态 器是其中的一种，其工作电压是 ,电 (2)若x-1图线是一条倾斜的直线，说明 火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电 物体在做匀速直线运动。 源的频率为50Hz时，它每隔 s打一 【变式3】（多选）如图所示是小胡在骑单车做直 次点 线运动的x-(图像，图中各段线段表示小胡 (2)下列是练习使用电火花计时器的部分实 骑车做不同的运动，则下列说法正确的是 验步骤，其中操作正确的是 A.把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸盘 套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔 B.把打点计时器与8V左右低压交变电源 相连 23453 C.用手水平拉动纸带，然后启动电源 A.AB段表示小胡静止 D.关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量某计数 B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移 点与计时起点的距离x,并算出时间t ·10 第一章运动的描述 思维导引：利用打点纸带获得时间和位移的 电源，电源频率为50Hz时，如果每相邻的计 测量数据： 数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数 (1)当电源的频率是50Hz时，打点计时器每 点的时间间隔为 隔0.02s打一个点，若打n个点，则有(n一1) (2)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同 个时间间隔，故这段纸带记录的时间△= 学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、 0.02(n-1)s. C…五个点进行研究，这五个点和刻度尺标 (2)如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由 度对应的位置如图所示。 物体带动纸带一起运动，则纸带上各点之间 的距离就表示相应时间间隔中物体运动的位 +D E 移，可用刻度尺直接测量， 【变式4】(1)电磁打点计时器使用的电源是 可求出A、C间的距离为 cm,C.E (选填“交变8V”或“交变220V”) 间的距离为 cm. 课末 随堂演练● 1.(时刻与时间间隔)（多选）下列数据指时间间 A.A、B两物体同时运动，运动方向相反 隔的是 B.A物体2s内发生的位移是10m A.《新闻联播》每晚19点播出 C.B物体发生5m位移的时间是4s B.太原开往北京的某次列车于11时38分从 D.运动过程中，B物体一直在前面 太原南站发车 4.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器 C.第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛 材，请你完成下列有关填空： 中，中国选手唐奕以54秒66的成绩夺得 冠军 D.“嫦娥三号”历经13天在月球表面虹湾区实 现软着陆 2.(路程与位移)小军向南走6m后又转向东走 (1)打点计时器是 的仪器。 8m,则小军走过的路程和位移大小分别为 (2)如图甲、乙所示是两种打点计时器，其中甲 ( 是 计时器，工作电压 V:与乙 A.2 m,2 m B.6 m.6 m 相比，甲的优点是 :乙是 计 C.14m,10m D.14m,14m 时器 3.(对位移一时间图像的理解)A、B两物体在同 (3)打点计时器使用的电源为 (选填 一直线上运动，如图所示为它们运动的位移 “交流”或“直流”)电源，频率为50Hz打点的 时间图像，则下列说法正确的是 时间间隔为0.02s.如果打点时间间隔为 0.019s,则电网中交变电流的频率稍有 (选填“增大”“诚小”或“不变”). 友情提示完成P课时作业（二） 11课堂学案答案 第一章 运动的描述 课末·随堂演练 1.A 解速度滑冰比赛中,研究运动员的滑行轨迹,能将运 第1节 质点 参考系 动员看成质点,选项A正确:自由式滑雪比赛中,研究运动 员的空中姿态,不能将运动员看成质点,选项B错误;花样滑 课前·教材预案 冰比赛中,研究运动员的跳跃和旋转,不能将运动员看成质 【教材梳理】 点,选项C错误;单板滑雪比赛中,研究运动员的空中转体动 知识点1 作,不能将运动员看成质点,选项D错误. 1.大小 形状 质量 2.A 解在研究“奋斗者”号下降总时间时,可以将其看作一 2.所要研究的问题 大小 形状 个质点,选项A正确;用推进器使其转弯时,不能将其看作 3.主要 次要 质点 质点,选项B错误;在判断是否能够穿越窄缝时,不能忽略自 知识点2 身大小,不能将其看作质点,选项C错误;科学家在其舱内进 相对的 1.()绝对的 (2)相对性 行实验时,显然不能将其大小忽略,不能将其看作盾点,选项 2.(1)参考(2)任意 (③)不同 D错误. 【自主检测】 3.A 解张华以车上的座位为参考系,他是静止的;以公路 1.(1)×(2) (3)× (4)X 两旁的树为参考系,他向前运动;以飞驰而过的小轿车为参 2.静止运动 考系,他向后运动,选项A正确 课堂·深度探穷 4.B 解“飞流直下三千尺”是说飞流相对于山在运动,故参 【情境导学】 考系为“山”,选项A错误;“桥流水不流”中是以“水”为参考 答(1)不能;看成质点就没法研究其自转了. 系,桥的位置发生了变化,则桥是运动的,选项B正确;毛泽 (2)可以;地球自身的大小与自转对所研究的问题无影响 东的诗词“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”中的“八万里” (3)由研究的问题决定的;物体自身的大小与形状对所研究 是以“地心”为参考系,选项C错误;“钱塘观潮时,观众只觉 的问题有无影响. [例题1]D 解当物体的大小和形状对所研究的问题没有 得潮水扑面而来”是以“观众”为参考系的,选项D错误。 影响时可以看作质点,所以能不能看作质点和物体的大小 第2节 时间 位移 无关,而是和要研究的问题有关,选项A错误;“复兴号”在 课前·教材预案 运行时若求某段时间内位置的变化,“复兴号”的大小和形 【教材梳理】 状对研究的问题没有影响,那么可以把它看作质点,选项B 知识点1 错误;研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时,“复兴号”列 1.点 车的形状和大小是不能忽视的,所以不能看作质点,选项C 2.时间间隔 线段 错误;计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间, 知识点2 由于不需要考虑“复兴号”的形状和大小,所以可将它看成 1.(1)位置 质点,选项D正确. (2)原点正方向 (2)①位置 ②初位置 2.(1)轨迹 [变式1]C 观众观看两人比赛时,要看动作,不能将两 末位置 3.(1)大小 方向(2)大小 方向 人看成质点,选项A错误;研究两人的技术动作时,两人的 形状和大小不能忽略,不能看成质点,选项B错误;计算两 知识点3 2.-r (1)指向x轴正方向 人落水速度时,大小形状的影响可不考虑,可将两人看成质 (2)指向x轴负方向 点,选项C正确,D错误. 知识点4 【情境导学】 1.时刻(位置; 答静止是相对的,运动是绝对的.物体是静止还是运动取 2.初始位置 位移大小 决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动 3.位移 位置 的描述也往往有所不同 知识点五 [例题2]C 因为河岸上的旗帜向右飘,可判断出风是从 1.220V 0.02s 0.02s 左向右刮的,B船上的旗帜向左飘,说明B船一定向右运 2.0.02it 动,而且运动的速度大于风速,选项C正确,D错误;A船上 3.刻度尺 的旗帜向右飘,有三种可能:一是A船不动,风把旗帜刮向 【自主检测】 1.(1)×(2)x (③ 右侧;二是A船向左运动,风向相对于旗帜向右,把旗帜刮 (4)× 向右侧;三是A船向右运动但运动的速度小于风速,此时 2.2.10 0.12 风仍能把旗帜刮向右例,选项A、B错误。 课堂·深度探究 [变式2]C 解A项是以静止的地面为参考系,B项是以观 【情境导学】 众为参考系,C项是以“万重山”为参考系,D项是以地面或 “五点钟”“8点”指时刻:“10分钟”“半个小时”指时间间 相对地面静止的物体(如旗杆)为参考系,选项C正确 隔;含义不同. .186· [例题1]C 解时刻在时间轴上对应的是点,而时间间隔表 课末·随堂演练 示两个时刻之间的间隔,在时间轴上对应的是线段,t。表示 1.CD析19点、11时38分都是指具体某一时刻,选项A、B 时刻,称为第2s末或第3s初,而2s内指的是0~2s这2s. 错误;54秒66、13天都是指一段时间间隔,选项C、D正确. 选项A错误;t~t。表示时间间隔,指的是2~3s这1s.称 2.C 解由题意可知,小军所走的路程为6m十8m=14m 为第3s内,选项B错误;t.~t。表示时间间隔,指的是0~ 小军先向南后向东运动,位移大小为 6^{}十8^{}m-10m,选$$ 2s这2s,称为最初2s内或前2s内,选项C正确;t-表 项C正确. 示时刻,称为第(n一1)s末或第”s初,选项D错误。 3.B 解由题图可知,A、B两物体的位移都随着时间增大, [变式1]A 解G484次高铁于8时31分到达石家庄站,8 故运动方向都没着正方向运动,选项A错误:由题图可知,A 时31分指的是时刻,选项A正确;每次心跳间隔1秒,指的 物体在2s内的位移为10m,选项B正确;由题图可知,B物 是时间间隔,选项B错误;距离新闻结束还有20分钟,20 体发生5m位移的时间是2s,且在相同时间内,B物体的位 分钟指的是时间间隔,选项C错误;每节选修课的时长是1 移小于A物体的位移,故B物体一直在后面,选项C、D 小时,1小时指的是时间间隔,选项D错误 错误。 【情境导学】 4.解(1)打点计时器是计时仪器 答案不相同:相同 (2)甲图为电火花计时器,工作电压为220V;乙图为电磁打 [例题2]C 解位移大小为初、末两点的直线距离,由题意 点计时器;电火花计时器由于没有振针,不与纸带直接接触, 可知,安检员的位移向东,大小为160m;而安检员的路程 所以阻力较小. 为(120+160+120)m-400m.选项A、B、D错误,C正确 (3)打点计时器使用的电源为交流电源;打点计时器打点的 [变式2]C 解翻从A点出发沿曲线ABCOADC行进,当他走 时间间隔由交流电的频率决定,如果打点的时间间隔变小, 说明交变电流的频率增大. 到D点时,路程为:-xR十2r 2 翻(1)计时(2)电火花 220 阻力较小 电磁打点 为x一 R十R}一/②R,方向为东偏南45{*},选项C正确 (3)交流 增大 【情境导学】 第3节 运动快慢的描述-速度 答时间;位置坐标;a同学沿:轴正方向运动,6同学沿。 轴负方向运动. 第1课时 速度 [例题3]D翻由x-7图像可知,前2s内,物体先沿正方向 课前·教材预案 运动2m,后又回到出发点,所以前2s内的路程是4m,2~ 【教材梳理】 6s内,物体先沿负方向运动4m,后又返回出发点,此过程 知识点1 中,物体的路程为8m,所以物体在0~6s内的路程为4m 1.位移 时间 8m-12m.选项D正确. 2.快慢 [变式3]AC 解AB段汽车的位移不随时间变化,速度为 零,处于静止状态,选项A正确:由题图可知,BC段发生的 km/h 4.m/s m.s-1 km·h-1 3.6 位移为12-4-8m,CD段发生的位移为0-12--12m. 5.矢量 相同 由于8<12,故BC段发生的位移小于CD段发生的位移 知识点2 选项B错误;由题图可知,小胡先骑车到12m处,然后再返 (2 回到坐标原点处,不是出发点,对应的时间分别是1一3s和 1.(1)平均快慢程度 t-5s,选项C正确,D错误. 2.(1)某一时刻(或某一位置)非常小 [例题4]解(1)打点计时器是记录做直线运动物体的时间和 3.瞬时速度 位移的仪器;电火花计时器是其中的一种,工作电压是220V 4.保持不变 相等 电火花计时器靠电火花和墨粉打点,当交变电源的频率为 【自主检测】 50 Hz时,它每隔0.02秒打一次点. 1.(1)X(2)×(3)/ (4)X (2)把打点计时器固定在桌子上,把墨粉纸盘套在纸盘轴 2.20 15 15 上,让纸带穿过限位孔,选项A正确;电火花计时器的工作 课堂·深度探究 电压是220V,选项B错误;应先接通打点计时器电源,再 【情境导学】 用手水平拉动纸带,选项C错误;关闭电源,取下纸带,用刻 警汽车速度快;运动员的速度为v三 △100 m/s一 度尺测量某计数点与计时起点的距离x。,并算出时间1,选 项D正确. 10m/s,自行车的速度为v-10. 8km/h-3 m/s,故 (1)时间 位移 220V 0.02(2)AD △ 运动员快. [变式4]解(1)电磁打点计时器使用的电源是交变8V电 [例题1]BCD 解速度是表示物体运动快慢及方向的物理 源;电源的频率为50Hz,则相邻两点之间的时间为0.02s 而两相邻的计数点间还有4个点,则相邻计数点间的时间 间隔为T-5×0.02s-0.1s. 说明速度可由位移△x与时间△的比值来计算,并不是说 (2)由题图可知AC-3.15cm,AE-9.3cm,则CE-AE v与△x成正比,与△成反比,选项A错误,B.C、D正确 AC-6.15cm. [变式1]ACD翻速度是矢量,其正、负号表示质点的运动 翻(1)交变8V 0.1s(2)3.15 6.15 方向,比较大小只比较其绝对值,选项A、C正确,B错误; 187·