2 第1课时 时间 位移-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理必修1同步导学案配套PPT课件（人教版，多选）

2　时间　位移 第1课时　时间　位移 第一章　运动的描述 [学习目标]　1.知道时刻和时间间隔的含义和区别(重点)。2.理解位移的概念,能区别路程和位移(重点)。3.了解矢量和标量的含义。4.会在一维坐标系中表示位置和位移。 课时作业 巩固提升 要点1　时刻和时间间隔 要点2　位置和位移　直线运动的位移 内容索引 要点1　时刻和时间间隔 一 4 梳理 必备知识 自主学习 1.时刻:指　　　　　,它在表示时间的数轴上用　　　表示。  2.时间间隔:指某两个时刻之间的　　　　　,表示一段时间,在表示时间的数轴上用　　　表示。  某一瞬间 点 时间间隔 线段 3.时刻与时间间隔的比较 项目 时刻 时间间隔 区 别 物理意义 某一瞬间 两时刻间的间隔 时间轴上的表 示方法 时间轴上的点表示一个时刻 时间轴上的一段线段表示时间间隔 表述 方法 “3 s末”“第3 s末”“第4 s初”“八点半”等均指时刻 “3 s内”“前3 s内”“后3 s内”“第1 s内”“第1 s到第3 s”等均指时间间隔 联系 两个时刻的间隔即为时间间隔,即Δt=t2-t1 特别提醒　 生活中所说的时间可能指时刻,也可能指时间间隔,实际中区别时间间隔与时刻要结合具体的情境描述。 [思考与讨论] (1)甲起床后外出晨练,在公园遇到乙。 甲:“您这么早!锻炼多长时间了?” 乙:“十五分钟左右吧,现在是什么时间?” 甲:“大约六点。” 对话中的两个“时间”,哪个是指“时间间隔”,哪个是指“时刻”?对话中的“十五分钟”与“六点”,哪个是“时间间隔”,哪个是“时刻”? 提示:(1)“锻炼多长时间了”中的“时间”是指时间间隔;“现在是什么时间”中的“时间”是指时刻。“十五分钟”是指时间间隔;“六点”是指时刻。 (2)如图所示,在所给的时间轴上,标出“第2 s末”“2 s末”“2 s内”“第2 s内”。 提示: (2)“第2 s末”和“2 s末”都与时间轴上t=2 s那一点相对应;“2 s内”是从计时开始时刻到2 s末的时间间隔,时间间隔为2 s;“第2 s内”是第1 s末或者说第2 s初到第2 s末的时间间隔,时间间隔为1 s(如图所示)。 时刻、时间间隔在时间轴上的表示 (1)第n s与n s的意义不同:前者的时间间隔为1 s,后者的时间间隔为n s。 (2)第n s末与第(n+1)s初是同一时刻。 归纳 关键能力 合作探究 [例1]　下列计时的数据中,表示时间间隔的是(　　) A.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射 B.2021年5月15日7时18分,天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原 C.东京奥运会男子100 m半决赛中,我国运动员跑出了9.83 s的成绩,刷新了该项目的亚洲纪录 D.杭州第19届亚运会开幕式于2023年9月23日20:00开始 C 2023年10月26日11时14分是一个时间点,是时刻,A错误;2021年5月15日7时18分是一个时间点,是时刻,B错误;东京奥运会男子100 m半决赛中,我国运动员跑出了9.83 s的成绩,9.83 s是一段时间,是时间间隔,C正确;2023年9月23日20:00是一个时间点,是时刻,D错误。 [例2]　(多选)根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是(　　) A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s内,也可以称为2 s时 B.0~t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第2 s内 C.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内 D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内 CD t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,故A错误;0~t2表示时间间隔,称为前2 s内或最初2 s内,第2 s内表示1 s末到2 s末这1 s的时间间隔,故B错误;t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内,故C正确;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,故D正确。 方法技巧 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,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一状态,时间间隔对应的是某一过程。 2.利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻和时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。 [针对训练]　1.下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是(　　) A.第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔 B.“新闻联播在北京时间19:00开始播出”,其中19:00指的是时间间隔 C.物体第3 s末的位置坐标是(2 m,3 m),其中第3 s末指的是时刻 D.物体第3 s内运动了4 m,其中第3 s内指的是时刻 C 第4 s末与第5 s初在时间轴上是同一个点,是指同一时刻,故A错误;“新闻联播在北京时间19:00开始播出”,这里的19:00指的是时刻,故B错误;第 3 s末,指的是时刻,故C正确;时间间隔是指时间的长度,第3 s内,指1 s的时间长度,是时间间隔,故D错误。 二 要点2　位置和位移　直线运动的位移 19 1.坐标系 (1)建立目的:为了定量地描述物体的　　　。  (2)坐标系的三要素:　　　、　　　　和　　　　 　。  2.路程和位移 (1)路程:物体　　　　　的长度。  梳理 必备知识 自主学习 位置 原点 正方向 单位长度 运动轨迹 (2)位移 ①物理意义:表示物体　　　 　　的物理量。  ②定义:从　　位置到　　位置的一条　　　线段。  ③大小:初、末位置间　　　　　的长度。  ④方向:由　　位置指向　　位置。  位置变化 初 末 有向 有向线段 初 末 3.矢量和标量 (1)矢量:既有　　　又有　　　的物理量,如位移等。  (2)标量:只有　　　没有　　　的物理量,如时间、温度、质量、路程等。  大小 方向 大小 方向 4.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:Δx=　　　　　　　　　。  (3)Δx的绝对值表示位移的大小,Δx的正、负表示位移的方向,正值表示位移方向与x轴的正方向　　　,负值表示位移方向与x轴的正方向 　　　。  x2-x1 相同 相反 [思考与讨论] 如图所示,某旅行者从北京到上海,他有三种出行方案:甲乘高铁直达;乙乘飞机直达;丙先乘汽车到天津,再换乘轮船到上海。三种方案的路程是否相同?位移是否相同? 提示:三种方案的路程不同,但位移是相同的,即都是从北京到上海,初位置、末位置一样。 1.位移和路程的区别与联系 归纳 关键能力 合作探究 项目 位移 路程 区 别 物理意义 描述物体的位置变化,是由初位置指向末位置的有向线段 描述物体运动轨迹的长度 矢标性 矢量 标量 相关因素 由物体的初、末位置决定,与物体运动路径无关 既与物体的初、末位置有关,也与物体运动路径有关 联系 (1)都是过程量 (2)位移的大小不大于相应的路程,只有物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程 2.矢量的三点理解 (1)矢量是有方向的,标量是没有方向的。 (2)标量的运算法则为算术运算法则,即加、减、乘、除等运算方法;矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则。 (3)矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量大,而“+”“-”号只代表方向。 [例3]　煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员(　　) A.发生的位移是200 m,方向向东;通过的路程是160 m B.发生的位移是400 m,方向向东;通过的路程是160 m C.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是400 m D.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是200 m C 由于初位置在A井口,末位置在B井口,故位移大小为160 m,方向向东,路程为s=160 m+120 m+120 m=400 m,故选C。 [例4]　(2024·河北沧州期中)如图所示,物体沿半径均为R的半圆弧AB和圆弧BCDE从A运动到E,其中A、O1、B、O2、D在一条直线上,AB、BD和CE是直径,O1和O2是圆心。下列说法正确的是(　　) A.当物体运动到B点时,位移大小和路程都是2R B.物体从A运动到C点和运动到E点位移相同 C.当物体运动到D点时,位移大小和路程都是4R D.当物体运动到E点时,位移大小是R,路程是2.5πR D 路程是物体运动轨迹的总长度,位移是运动物体由初位置指向末位置的有向线段,当物体运动到B点时,路程为=πR,位移大小为2R,故A错误;物体从A运动到C点和运动到E点,位移大小均为=R,方向分别为A→C与A→E,即位移大小相等,方向不同,故B错误;当物体运动到D点时,位移大小为4R,路程为+=2πR,故C错误;当物体运动到E点时,位移大小是R,路程为+×2πR=2.5πR, 故D正确。 方法技巧 位移和路程的确定方法 1.确定研究的过程。 2.找到过程的初位置和末位置。 3.作出从初位置到末位置的有向线段就是位移。 4.画出物体运动轨迹示意图,实际路径总长度就是路程。 [针对训练]　2.(2024·天津宝坻区第一中学高一月考)如图所示,一只篮球从距离地面2.0 m高的位置落下,被地面弹回,在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面1.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是(　　) A.篮球开始下落时的位置坐标为1.0 m B.篮球被接住时的位置坐标为1.0 m C.篮球从落下到被接住通过的位移为1.0 m D.篮球从落下到被接住通过的路程为1.0 m A 以距离地面1.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向,篮球开始下落时的位置坐标为1.0 m,故A正确;篮球被接住时的位置坐标为0 m,故B错误;篮球从落下到被接住通过的位移为-1.0 m,故C错误;篮球从落下到被接住通过的路程为s=2.0 m+1.0 m=3.0 m,故D错误。 3.如图所示,标准的排球比赛场地为长方形ABCD,其中AB=18 m,BC= 9 m。某同学从A点起跑,沿着排球场的边缘,依次经过B点、C点、D点,最终回到A点。下列判断正确的是(　　) A.该同学从A点到C点,位移大小是27 m B.该同学从A点到D点,位移大小是9 m C.该同学从A点到A点,路程是0 D.该同学从A点到D点和从D点到A点,位移相同 B 该同学从A点到C点,位移大小是xAC== m= m ≈20.1 m,故A错误;该同学从A点到D点,位移大小是xAD=9 m,故B正确;该同学从A点到A点,路程是路径的长度,则s=2×(18+9)m=54 m,故C错误;该同学从A点到D点和从D点到A点,位移大小相等,方向不同,故D错误。 三 课时作业 巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1.(2024·山东德州第一中学月考)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是(　　) A.老师说:“希望你下次一定要在7点50分以前到校。”其中“7点50分”指的是时刻 B.老师说:“明天早上8点钟上课,上课45分钟。”其中“8点钟上课”指的是时间间隔,“上课45分钟”指的是时刻 C.小王迟到了,老师对他说:“为什么你现在才来?你早该到校了。”其中“你早该到校了”指的是到校的时间间隔 D.小王说:“我从家里出来晚了,没赶上公共汽车。”其中“从家里出来晚了”指的是时间间隔 13 A “7点50分”指的是时刻,故A正确;“8点钟上课”指的是时刻,“上课45分钟”指的是时间间隔,故B错误;“你早该到校了”指的是到校的时刻,故C错误;“从家里出来晚了”指的是时刻,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2.关于时间和时刻,下列说法不正确的是(　　) A.物体在第3 s内就是指物体在2 s末到3 s末这1 s的时间 B.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻 C.不管是前5 s还是第5 s,都是指时间间隔 D.“宁停三分,不抢一秒”,其中三分是时间间隔,一秒是时刻 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 物体在第3 s内就是指物体在2 s末到3 s末这1 s的时间,选项A正确;第4 s末就是第5 s初,指的是时刻,选项B正确;不管是前5 s还是第5 s,都是指时间间隔,选项C正确;“宁停三分,不抢一秒”,其中三分和一秒都是时间间隔,选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 3.(2024·湖北重点高中智学联盟高一上学期联考)关于位移和路程,下列说法正确的是(　　) A.位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动 B.位移是矢量,它取决于物体的始末位置;路程是标量,它取决于物体实际通过的路线 C.位移和路程大小总相等,但是位移有方向,是矢量,路程无方向,是标量 D.位移和路程是一回事 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 位移是指从初位置到末位置的有向线段,描述的是物体位置的变化,路程描述的是物体运动轨迹的长度,两者都可以描述直线运动和曲线运动,故A错误;位移是矢量,它取决于物体的始末位置,路程是标量,它取决于物体实际通过的路线,故B正确;位移大小和路程不总相等,只有在单向直线运动中,位移大小和路程才相等,故C错误;位移和路程,一个是矢量,一个是标量,不是一回事,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 4.国庆期间某同学想去阿勒泰旅游,查询后发现阿勒泰站到乌鲁木齐站直线距离约四百五十公里,乘火车Y965于23点20分从乌鲁木齐站出发,经9小时41分于第二天9点01分到达阿勒泰站,累计里程约七百八十公里,则下列说法正确的是(　　) A.“9点01分”表示时间 B.“四百五十公里”表示路程 C.“23点20分”表示时间 D.“七百八十公里”表示路程 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D “9点01分”表示时刻,选项A错误;“四百五十公里”表示位移大小,选项B错误;“23点20分”表示时刻,选项C错误;“七百八十公里”表示路程,选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 5.(2024·广东东莞外国语学校高一上学期月考)在如图所示的位置坐标轴中,已知t0=0时刻质点位于0处,t1=1 s时质点位于5 m处,t2=2 s时质点位于-1 m处,t3=3 s时质点位于-4 m处,则下列说法正确的是(　　) A.物体在第1 s内的位移大于第2 s内的位移 B.物体在前2 s的路程大于前2 s的位移大小 C.物体在第3 s内的位移最大 D.物体在前3 s时间内的位移为4 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 物体在第1 s内的位移为x1=5 m-0 m=5 m,物体在第2 s内的位移为x2=-1 m-5 m=-6 m,物体在第3 s内的位移为x3=-4 m-(-1 m)=-3 m,可知物体在第1 s内的位移小于第2 s内的位移,物体在第3 s内的位移不是最大,故A、C错误;物体在前2 s的路程为s=5 m+6 m=11 m,物体在前2 s的位移为x=-1 m-0 m=-1 m,可知物体在前2 s的路程大于前2 s的位移大小,故B正确;物体在前3 s时间内的位移为x'=-4 m-0 m=-4 m,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 6.某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球,上升的最大高度与O点的距离为20 m,然后落回到抛出点O下方25 m的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)(　　) A.65 m,25 m　　　　　 B.65 m,-25 m C.25 m,25 m D.25 m,-25 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 小球上升20 m,又下降45 m到达O点下方的B点,路程s=20 m+45 m=65 m,初位置到末位置的距离为25 m,方向竖直向下,所以位移x=-25 m,选项B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 7.在长为50 m的游泳池中举行200 m蛙泳比赛,运动员从比赛开始到结束的过程中,游过的路程和位移大小分别是(　　) A.0,50 m B.0,200 m C.200 m,50 m D.200 m,0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 在200 m蛙泳比赛中,实际通过的路程就是运动轨迹的长度,即为200 m;由于泳池长50 m,故200 m 蛙泳比赛中运动员需要运动两个来回,最后又会回到起点,故位移为0,故选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 8.某机器人比赛中要求机器人按照如图中实线所示的轨迹从A运动到E,两个半圆弧的半径均为R,其中A、O1、C、O2、E在一条直线上,O1和O2是圆心。下列关于位移和路程的说法正确的是(　　) A.机器人从A点运动到B点与从B点运动到C点的 位移和路程均相同 B.机器人从B点运动到C点与从C点运动到D点的 位移和路程均相同 C.机器人从A点运动到D点与从B点运动到E点的位移不相同 D.机器人从A点运动到E点的位移大小是R,路程是2.5πR 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 B 机器人从A点运动到B点与从B点运动到C点的路程相等,位移大小相等,但方向不同,A错误;机器人从B点运动到C点与从C点运动到D点的路程、位移大小和方向均相同,B正确;机器人从A点运动到D点和从B点运动到E点位移大小均为x==R,方向也相同,故位移相同,C错误;机器人从A点运动到E点,位移大小为4R,路程是2πR,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 9.(2024·湖南衡阳高一上学期期中)400 m赛跑是一种常见的田径短跑项目,它是短跑中距离最长的。在标准的室外跑道上,400 m正好是绕跑道最内侧一周的长度。运动员从错列的起跑线出发,并在全程中分道赛跑。在学校召开的运动会中,小李同学和小张同学在标准的室外跑道上在同一组参加400 m赛跑,则(　　) A.小李同学和小张同学在比赛中的位移都是400 m B.小李同学和小张同学在比赛中的位移都是零 C.小李同学和小张同学谁在外侧跑道谁的路程大 D.小李同学和小张同学不管谁在外侧跑道,比赛中所需跑过的路程都是相同的 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 400 m赛跑路程都是400 m,位移各不相同,选项A错误;在比赛中,在最内侧跑道的同学位移才是零,选项B错误;无论在哪个跑道上,小李同学和小张同学的路程都是400 m,选项C错误,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 10.(多选)(2024·山东潍坊高一上学期月考)小明是一个象棋爱好者,在某次与棋友的对弈过程中,在三步棋里把自己的“车”从图中的A位置经过B位置、C位置最后移到了D位置。设象棋棋盘上相邻横线与纵线间的距离都等于a,则下列说法正确的是(　　) A.这三步棋里棋子的总路程为16a B.这三步棋里棋子路程最大的为第二步,路程为8a C.这三步棋里棋子的位移大小为a D.这三步棋里棋子的位移大小为a 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 AD 路程为质点运动轨迹的长度,可知这三步棋里棋子的总路程为s=5a+9a+2a=16a,这三步棋里棋子路程最大的为第二步,路程为sBC=9a,故A正确,B错误;这三步棋里棋子的总位移大小为x==a,故C错误,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11.如图所示,某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置,如果楼梯间的宽度为L,则人的位移大小和路程分别为(　　) A.2L,L B.2L,(1+2)L C.L,2L D.L,(1+2)L 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 人的位移x==L,路程s=L+L+L=(1+2)L,故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12.科研人员开发出一种纳米(nm)探针,这种新型纳米探针可以精准地向病变组织递送药物,有效治疗心血管疾病、癌症等疾病。若纳米探针沿着边长为200 nm的正六边形晶格从A到B再到C(如图所示),则它通过的路程和位移大小为(　　) A.400 nm,200 nm B.200 nm,400 nm C.400 nm,200 nm D.200 nm,100 nm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A 根据路程的定义可知,从A到B再到C的路程为s=AB+BC=200 nm+200 nm=400 nm,根据位移的定义可知,从A到B再到C的位移大小为x=AC=2AB sin 60°=200 nm,B、C、D错误,A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 13.(2024·江西上饶期中)水平地面上竖直放一个边长为a的正方形薄板,其左下角顶点上有一点A,如图所示。现使该薄板在地面上不打滑地顺时针翻滚2次,则A点发生的位移大小是(　　) A.a B.2a C.a D.a 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 设正方形的四个顶点依次是A、B、C、D,则翻滚后A、C、D各点的位置如图所示, 可知A点的位移是x==a,故选A。 $$