内容正文:
衔接02:从路程到位移
重温·初中
一、路程
1.定义:指物体运动轨迹的长度。符号:s。
2.注意:路程只有大小,没有方向。
二、长度的测量
1、长度的测量是物理学最基本的测量,也是进行科学探究的基本技能。长度测量的常用的工具是刻度尺。
2、国际单位制中,长度的主单位是 m ,常用单位有千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),微米 (μm),纳米(nm)。
3、主单位与常用单位的换算关系:
1 km= m 1m= dm 1dm= cm 1cm= mm 1mm= μm 1m= μm 1m= nm 1μm= nm
三、时间的测量
1、单位:秒(S)
2、测量工具: 古代: 日晷、沙漏、滴漏、脉搏等;现代:机械钟、石英钟、电子表等;实验室:停表
知新·高中
知识点一、时刻与时间间隔
1.时刻:指的是某一 ,在表示时间的数轴上用一个 表示。
2.时间间隔:是两个时刻的 ,在表示时间的数轴上用 表示。
3.时间间隔和时刻的区别与联系
时间间隔
时刻
区 别
物理意义
时间间隔是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度
时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志
时间轴上的表示方法
时间轴上的一段线段表示一段时间间隔
时间轴上的点表示一个时刻
区 别
表述方法
“3秒内”、“前3秒内”、“后3秒内”、“第1秒内”、“第1秒到第3秒”均指时间间隔
“3秒末”、“第3秒末”、“第4秒初”、“八点半”等均指时刻
图形示意
联系
两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程,时间间隔能展示运动的一个过程,好比是一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比是一张照片
4.注意:在日常生活中所说的“时间”,其含义不尽相同,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文认清它的含义。在物理学中,“时间”的含义就是时间间隔。
小试牛刀:
例:关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A. 时刻表示时间短,时间表示时间长
B. 1min只能分成60个时刻
C. 学校作息时间表上的数字表示时刻
D. 物体在第5s内指的是物体在4s末到5s初这1s的时间
扩展练习
1.(2024江苏扬州新华·期中)“前3s”“第3s末”分别指的是( )
A.时间间隔、时间间隔 B.时刻、时刻
C.时刻、时间间隔 D.时间间隔、时刻
2.(2025安徽宿州·期末)下列说法指时刻的是( )
A.第2秒内 B.前2秒 C.后2秒 D.第2秒末
知识点二、矢量和标量
1.标量:只有 ,没有方向的量叫标量。
2.矢量:既有 又有 的量叫矢量。
3.运算法则:两个标量的加减遵从代数法,而矢量的运算方法与此不同。
4.对矢量和标量的理解
(1)矢量的正负表示方向,正号表示矢量的方向与规定的正方向相同,负号则相反。
(2)标量大小的比较只看其自身数值大小,而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。如两位移x1=5 m和x2=-7 m,则x1<x2;而两温度t1=2℃和t2=-5℃,则t1高于t2。
知识点三、路程与位移
1.位移描述物体的 ,用从 指向 的有向线段表示,是矢量。
2.路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
3.一般情况下,物体的位移小于其路程,只有在物体做 运动时,其位移大小才等于路程。
4. 位移和路程的比较
位 移
路 程
物理意义
描述物体的位置变化
描述物体运动轨迹的长度
决定因素
由物体的初、末位置决定
由物体的运动路径决定
矢标性
矢量,既有大小又有方向
标量,只有大小没有方向
小试牛刀:
例:从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则在这段过程中( )
A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m
扩展练习
1.(2025重庆·期末)某人站在高度为楼房顶层从O点竖直向下抛出一个小球,被水平地面弹回到离地面的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向下方向为正)( )
A., B.,
C., D.,
2. (2024江苏·月考)为倡导绿色出行,许多地方提供了公共自行车服务,小胡在某个停放点取了一辆自行车,骑行10min回到原停放点,共行驶2km,小明在此过程中的位移大小、路程分别为( )
A.0km、2km B.2km、0km C.0km、0km D.2km、2km
知识点四、直线运动中的位置和位移
1.直线坐标系中物体的位置:物体在直线坐标系中某点的 表示该点的位置。
2.直线运动的位置与位移的关系:如图所示,一个物体沿直线从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为xA和xB,那么,质点的位移Δx= ,即初、末位置坐标的 表示位移。
小试牛刀:
例:物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量Δx表示物体的位移。如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为Δx2=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A到B的位移4 m
扩展练习
1.(2025山东威海·期末)一架无人机从地面竖直向上运动8m,又水平运动6m,整个过程无人机的位移大小为( )
A.6m B.8m C.10m D.14m
2.某物体由静止开始做匀加速直线运动,位移为x时,速度为v;当速度为4v时,位移为( )
A.4x B.8x C.12x D.16x
精选练习
A组 基础练
1. (2024浙江·高考真题)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
2.(高一·课时练习)小明搭乘出租车到车站接人后返回出发地,司机打出全程的发票如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.14:46指的是时刻,15:24指的是时间间隔
B.14:46指的是时间间隔,15:24指的是时刻
C.出租车行驶的位移是34.3 km
D.出租车行驶的路程是34.3 km
3.(多选)下列说法中指时刻的有( )
A. 学校每天上午8点整开始上课
B. 学校每节课40min
C. 物理考试时间为60min
D. 考试9:40结束
4.(2024广东佛山·月考)2024广州马拉松赛将于2024年12月8日举行。在马拉松比赛涉及的下列物理量中,属于矢量的是( )
A.质量 B.路程 C.时间 D.位移
5.如图,某一物体沿两个半径均为R的半圆弧由A运动到C,下列结论正确的是( )
A. 物体的位移等于4R,方向向东
B. 物体的位移等于2R,方向向东
C. 物体的路程等于2R,方向向东
D. 物体的路程等于4R,没有方向
6.(2024湖南长沙长铁一中·期中)一小车沿直线运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.小车做匀速直线运动 B.小车做匀加速直线运动
C.小车的速度大小为2m/s D. 小车前2s内的位移大小为2m
B组 提高练
1.关于时间和时刻,下列说法错误的是 ( )
A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.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
C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻
2.(2024江苏无锡无锡一中·期中)下列各组物理量中,全部是矢量的是( )
A.位移、速度、加速度 B.路程、速度、时间
C.速率、质量、长度 D.速率、时间、位移
3.某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一小球,上升的最大高度为20m,然后落回到抛出点O下方25m的B点,以竖直向上的方向为正方向,则小球在这一过程中通过的路程和位移分别为( )
A. 25m,25m B. 65m,-25m
C. 65m,25m D. 25m,-25m
4.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮在地面上沿直线无打滑地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为( )
A.πR B.2R C.(2+π)R D.
5.在某次运动会中,获得男子标枪、链球、铅球及立定跳远冠军的运动员的比赛成绩依次是78.22m、148.10m、58.63m和2.84m,上述比赛成绩中近似等于位移大小的是( )
A.立定跳远成绩
B.标枪比赛成绩和铅球比赛成绩
C.链球比赛成绩
D.这四种比赛成绩都不是位移大小
6.(2025福建泉州·期末)在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间用线段表示。下列关于时间或时刻的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025湖北·期末)如图所示为某班主任老师跟学生在操场一起跑操时,手机软件的记录界面。下列说法正确的是( )
A.此记录过程不能把老师当作质点
B.图中“00:08:25”为时刻
C.跑操过程的路程约为1.2km
D.跑操过程的平均速度大小约为2.4m/s
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衔接02:从路程到位移
重温·初中
一、路程
1.定义:指物体运动轨迹的长度。符号:s。
2.注意:路程只有大小,没有方向。
二、长度的测量
1、长度的测量是物理学最基本的测量,也是进行科学探究的基本技能。长度测量的常用的工具是刻度尺。
2、国际单位制中,长度的主单位是 m ,常用单位有千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),微米 (μm),纳米(nm)。
3、主单位与常用单位的换算关系:
1 km=103m 1m=10dm 1dm=10cm 1cm=10mm 1mm=103μm 1m=106μm 1m=109nm 1μm=103nm
三、时间的测量
1、单位:秒(S)
2、测量工具: 古代: 日晷、沙漏、滴漏、脉搏等;现代:机械钟、石英钟、电子表等;实验室:停表
知新·高中
知识点一、时刻与时间间隔
1.时刻:指的是某一瞬间,在表示时间的数轴上用一个点表示。
2.时间间隔:是两个时刻的间隔,在表示时间的数轴上用线段表示。
3.时间间隔和时刻的区别与联系
时间间隔
时刻
区 别
物理意义
时间间隔是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度
时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志
时间轴上的表示方法
时间轴上的一段线段表示一段时间间隔
时间轴上的点表示一个时刻
区 别
表述方法
“3秒内”、“前3秒内”、“后3秒内”、“第1秒内”、“第1秒到第3秒”均指时间间隔
“3秒末”、“第3秒末”、“第4秒初”、“八点半”等均指时刻
图形示意
联系
两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程,时间间隔能展示运动的一个过程,好比是一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比是一张照片
4.注意:在日常生活中所说的“时间”,其含义不尽相同,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文认清它的含义。在物理学中,“时间”的含义就是时间间隔。
小试牛刀:
例:关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A. 时刻表示时间短,时间表示时间长
B. 1min只能分成60个时刻
C. 学校作息时间表上的数字表示时刻
D. 物体在第5s内指的是物体在4s末到5s初这1s的时间
【答案】C
【解析】时间是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点
A. 时刻是指时间点,时间是指时间的长度,即时间的间隔,故A错误;
B. 1分钟可以分成无数个时刻,故B错误;
C. 学校作息时间表上的数字表示时刻,故C正确;
D. 在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间,故D错误。
故选:C.
扩展练习
1.(2024江苏扬州新华·期中)“前3s”“第3s末”分别指的是( )
A.时间间隔、时间间隔 B.时刻、时刻
C.时刻、时间间隔 D.时间间隔、时刻
【答案】D
【详解】前3s指的是时间间隔,第3s末指的是时刻。选D。
2.(2025安徽宿州·期末)下列说法指时刻的是( )
A.第2秒内 B.前2秒 C.后2秒 D.第2秒末
【答案】D
【详解】第2秒内、前2秒、后2秒都是指时间,2秒末是指时刻。
选D。
知识点二、矢量和标量
1.标量:只有大小,没有方向的量叫标量。
2.矢量:既有大小又有方向的量叫矢量。
3.运算法则:两个标量的加减遵从代数法,而矢量的运算方法与此不同。
4.对矢量和标量的理解
(1)矢量的正负表示方向,正号表示矢量的方向与规定的正方向相同,负号则相反。
(2)标量大小的比较只看其自身数值大小,而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。如两位移x1=5 m和x2=-7 m,则x1<x2;而两温度t1=2℃和t2=-5℃,则t1高于t2。
知识点三、路程与位移
1.位移描述物体的位置变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量。
2.路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
3.一般情况下,物体的位移小于其路程,只有在物体做单向直线运动时,其位移大小才等于路程。
4. 位移和路程的比较
位 移
路 程
物理意义
描述物体的位置变化
描述物体运动轨迹的长度
决定因素
由物体的初、末位置决定
由物体的运动路径决定
矢标性
矢量,既有大小又有方向
标量,只有大小没有方向
小试牛刀:
例:从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则在这段过程中( )
A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m
【答案】A
【解析】题中物体初、末位置高度差为3m,即位移大小,末位置在初位置下方,故位移方向竖直向下,总路程则为7m。
扩展练习
1.(2025重庆·期末)某人站在高度为楼房顶层从O点竖直向下抛出一个小球,被水平地面弹回到离地面的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向下方向为正)( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】小球在这一运动过程中初位置在10m楼房顶层的O点,末位置在离地面15m的B点,通过的路程
s=25m
位移大小是5m,方向竖直向上,即x=-5m
故选C。
2. (2024江苏·月考)为倡导绿色出行,许多地方提供了公共自行车服务,小胡在某个停放点取了一辆自行车,骑行10min回到原停放点,共行驶2km,小明在此过程中的位移大小、路程分别为( )
A.0km、2km B.2km、0km C.0km、0km D.2km、2km
【答案】A
【详解】由题意可知,小明的起点和终点相同,故其位移为零,而行驶2km即为路程
故选A。
知识点四、直线运动中的位置和位移
1.直线坐标系中物体的位置:物体在直线坐标系中某点的坐标表示该点的位置。
2.直线运动的位置与位移的关系:如图所示,一个物体沿直线从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为xA和xB,那么,质点的位移Δx=xB-xA,即初、末位置坐标的变化量表示位移。
小试牛刀:
例:物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量Δx表示物体的位移。如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为Δx2=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A到B的位移4 m
【答案】B
【解析】位移是位置坐标的变化量,位移的符号仅表示方向,不表示大小,故B正确,A、C错误,由位移公式可知物体由A到B的位移是-4 m,D 错误。
扩展练习
1.(2025山东威海·期末)一架无人机从地面竖直向上运动8m,又水平运动6m,整个过程无人机的位移大小为( )
A.6m B.8m C.10m D.14m
【答案】C
【详解】整个过程无人机的位移大小为
故选C。
2.某物体由静止开始做匀加速直线运动,位移为x时,速度为v;当速度为4v时,位移为( )
A.4x B.8x C.12x D.16x
【答案】D
【详解】设加速度为a,根据位移速度关系可知
v2=2ax
(4v)2=2ax′
解得x′=16x故选D。
精选练习
A组 基础练
1. (2024浙江·高考真题)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.位移 B.时间 C.电流 D.热量
【答案】A
【详解】A.位移既有大小又有方向,且运算法则为平行四边形法则,是矢量,故A正确;
BD.时间和热量均只有大小没有方向,是标量,故BD错误;
C.电流运算法则是算术法则,是标量,故C错误。
故选A。
2.(高一·课时练习)小明搭乘出租车到车站接人后返回出发地,司机打出全程的发票如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.14:46指的是时刻,15:24指的是时间间隔
B.14:46指的是时间间隔,15:24指的是时刻
C.出租车行驶的位移是34.3 km
D.出租车行驶的路程是34.3 km
【答案】D
【解析】14:46和15:24都指的是时刻,A、B错误;出租车发票上里程即其行驶的路程,即34.3 km,C错误,D正确.
3.(多选)下列说法中指时刻的有( )
A. 学校每天上午8点整开始上课
B. 学校每节课40min
C. 物理考试时间为60min
D. 考试9:40结束
【答案】AD
【解析】学校每天上午8点整开始上课,8点是指时刻,故A正确;学校每节课40min,40min是指时间间隔,故B错误;物理考试时间为60min,60min是指时间间隔,故C错误;考试9:40结束,9:40是指时刻,故D正确;故选AD。
4.(2024广东佛山·月考)2024广州马拉松赛将于2024年12月8日举行。在马拉松比赛涉及的下列物理量中,属于矢量的是( )
A.质量 B.路程 C.时间 D.位移
【答案】D
【详解】A.质量只有大小,没有方向,是标量,不是矢量,故A错误;
B.路程只有大小,没有方向,是标量,不是矢量,故B错误;
C.时间只有大小,没有方向,是标量,不是矢量,故C错误;
D.位移既有大小又有方向,是矢量,故D正确。
故选D。
5.如图,某一物体沿两个半径均为R的半圆弧由A运动到C,下列结论正确的是( )
A. 物体的位移等于4R,方向向东
B. 物体的位移等于2R,方向向东
C. 物体的路程等于2R,方向向东
D. 物体的路程等于4R,没有方向
【答案】A
【解析】路程等于运动轨迹的长度,为2πR,没有方向,位移大小等于首末位置的距离为4R,方向向东,A正确.
6.(2024湖南长沙长铁一中·期中)一小车沿直线运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.小车做匀速直线运动 B.小车做匀加速直线运动
C.小车的速度大小为2m/s D. 小车前2s内的位移大小为2m
【答案】A
【详解】AB.从图中可知小车的位移随时间均匀变化,所以小车做匀速直线运动,A正确,B错误;
C.小车的速度为
C错误;
D.从图中可知小车前2s内的位移大小为1m,D错误。
故选A。
B组 提高练
1.关于时间和时刻,下列说法错误的是 ( )
A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.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
C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻
【答案】B
【解析】5 s时指的是5 s末这一时刻,5 s内指的是0~5 s这一段时间,第5 s内指的是在4 s末到5 s末这1 s的时间,第4 s末和第5 s初是同一时刻。故选项A、C、D正确。
2.(2024江苏无锡无锡一中·期中)下列各组物理量中,全部是矢量的是( )
A.位移、速度、加速度 B.路程、速度、时间
C.速率、质量、长度 D.速率、时间、位移
【答案】A
【详解】位移、速度、加速度既有大小又有方向,均为矢量;时间、路程、速率、质量、长度只有大小,没有方向,所以是标量。故选A。
3.某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一小球,上升的最大高度为20m,然后落回到抛出点O下方25m的B点,以竖直向上的方向为正方向,则小球在这一过程中通过的路程和位移分别为( )
A. 25m,25m B. 65m,-25m
C. 65m,25m D. 25m,-25m
【答案】B
【解析】物体上升20m,由下降45m到达0点下方的B点,路程s=20+45m=65m。初位置到末位置的距离为25m,方向竖直向下,所以位移x=-25m。故D正确,ABC错误。故选D。
4.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮在地面上沿直线无打滑地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为( )
A.πR B.2R C.(2+π)R D.
【答案】D
【解析】
当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,轮子向前运动半个周长,气门芯的初位置与末位置如图,
由几何知识得,气门芯的位移大小, 故D正确,ABC错误。故选D。
5.在某次运动会中,获得男子标枪、链球、铅球及立定跳远冠军的运动员的比赛成绩依次是78.22m、148.10m、58.63m和2.84m,上述比赛成绩中近似等于位移大小的是( )
A.立定跳远成绩
B.标枪比赛成绩和铅球比赛成绩
C.链球比赛成绩
D.这四种比赛成绩都不是位移大小
【答案】A
【解析】立定跳远的成绩是运动员首末位置的距离,近似等于位移的大小,标枪、铅球、链球的比赛成绩是起始点到落地点的距离,而位移是出手点与落地点的距离,两者不等同,故A正确,B、C、D错误.故选:A.
6.(2025福建泉州·期末)在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间用线段表示。下列关于时间或时刻的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.前内是指内,故A错误;
B.第内是指内,故B正确;
C.第末是指时刻,对应时间的数轴上的3位置,故C错误;
D.第初是指时刻,对应时间的数轴上的2位置,故D错误。
故选B。
7.(2025湖北·期末)如图所示为某班主任老师跟学生在操场一起跑操时,手机软件的记录界面。下列说法正确的是( )
A.此记录过程不能把老师当作质点
B.图中“00:08:25”为时刻
C.跑操过程的路程约为1.2km
D.跑操过程的平均速度大小约为2.4m/s
【答案】C
【详解】A.记录过程中老师的形状可忽略,能把老师当作质点,故A错误;
B.“00:08:25”为时间间隔,故B错误;
CD.跑操过程的路程约为1.2km,跑操过程的位移未知,无法计算平均速度大小,故C正确,D错误。故选C。
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