第1章 2. 时间 位移-【重难点手册】2025-2026学年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 重点和难点 课标要求 1.知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法， 会在具体的问题中辨析、识别. 重点：1时间和时刻的概念以及它们之 2.理解位置、位移等概念的含义，会在实际问题中正确分析. 间的区别和联系。 3.了解失量、标量的含义，理解位移的夫量性，会在一维 2.位移的概念及其与路程的区别 坐标系中表示物体做直线运动的位置、位移等物理量 3.夫量与标量的区别. 4理解位移一时间图像的物理意义，能根据图像分析物 难点：1.正确认识生活中的时间与时刻 体在一段时间内的位移 2.理解位移的概念，各种运动情 5.了解打点计时器的基本结构和工作原理，会使用打，点 况下的位移一时间图像 计时器记录物体运动的位移和时间.知道如实记录原始数据 的重要性。 3 必备知识梳理 H国 基础梳理 知识点① 时刻和时间间隔 时刻 时间间隔 敲黑板⊙ 第3内 第n内 第3初第3第3 第2末 ①时刻指一瞬间，对应物体所 ①时间间隔指两时刻之间的间隔， 1 处的位置： 对应物体的一段路程或位移； 向3内 区别 ②在时间轴上用一个点表示： ②在时间轴上用线段表示： 最初3s内 ③只有先后、早晚的区分，没 ③有长短之分 ns末和(n十1)s初指的是 有长短之分 ◆随温拔正 同一时刻. ①用t1和t2分别表示先后两个时刻，△表示两个时刻之间的时 间间隔，则△1=t2一； 联系 ②时间轴上的两个点无限靠近时，它们之间的时间间隔就会趋于 0,时间问隔就趋于时刻了 知识点(2 位置和位移 1.位置、坐标系定量描适物体的位置，即物体运动时在靠个时封的空间点 建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度，还应该标 上相应的物理量及对应的单位 重难点手册高中物理必修第一册RJ 2.位移和路程的区别与联系◆顾易罐 路程 位移 防易错的 从物体运动的起始位置指向终点 1.在任何情况下，位移与路 概念 物体运动轨迹的长度 位置的有向线段带方向的线段 程都不可能相同，图为一个是失 量，一个是标量 物理意义 物体运动轨迹的长短 表示物体位置的变化 2.如果某段时间内某一物 标矢性 只有大小、没有方向，是标量 既有大小又有方向，是矢量 体通过的路程为0，就表示这段 既与质点的初、末位置有关， 由质点的初、末位置决定，与质点 时间内物体静止如果某段时间 制约因素 也与质点运动路径有关 运动路径无关 内某一物体的位移为0，在这段 时间内物体并不一定是静止的. B A 3.物体的运动方向与位移 A 举例 质点由A点运动到B点，有向线 方向并不一定相同 质点由A点运动到B点，AB 段AB的大小和方向表示质点的 4.在任何情况下，位移的大 的长度即为质点的路程 位移 小都不可能大于路程 ①都是描述质点运动的空间特征； ②都是过程量： 联系 ③单位相同，都是米(m)； ④一般来说，位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直 线运动时，位移的大小才等于路程 3.矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量.如：力、速度、位移等 敲黑板。 (2)标量：只有大小、没有方向的物理量.如：长度、质量、时间等 1,有些标量也带正负号，但 ◆感家板为 标量的正负号与失量的正负号 说明 意义是不同的，它不表示方向 ①失量可以用带箭头的线段表示，线段的长度表示夫量的大小，箭头 对于不同的标量，正负号的意义 的指向表示失量的方向. 也是不同的 ②同一直线上的失量，可用正负表示方向，若失量与规定的正方向相 2.标量的运算遵从算术法 同，则为正；若失量与规定的正方向相反，则为负 则，直接相加减即可。 ③失量的运算不能直接相加减，应遵从平行四边形定则（第三章学习）. 知识点③直线运动的位移 对于做直线运动的物体，在t1、t2时刻的位置分别记为x1、 x2,位移记为△x=x2一x1.若两坐标之差为正，则位移的方向指 向x轴的正方向：若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的 负方向。 知识点④位移一时间图像 1.图像的建立 建立一个平面直角坐标系，用横轴表示时间t,用纵轴表示位 6 第一章运动的描述 移x,根据给出的（或测定的）数据描出几个点，用平滑的曲线将几 个点连接起来，则这条曲线就表示质点的运动特点，这种图像就叫 位移一时间图像，又称xt图像，如图所示. 特别投醒：物体带直线运动，方向不变 要认为物体在平面内沿曲线运动， 诊考策速 xt图像所能解决的问题 1.图线上任意一点的横纵 坐标表示物体在某一时刻及所 处的位置的位移. 2.几种常见x1图像的比较◆策 2.图线的纵裁距表示开始 图像 物理意义 计时物体相对于参考点的位移， 表示物体不是从位移起点出发 ① 的：图线的横裁距表示开始计时 ①②都表示物体处于静止状态 -②1 物体没有运动，边了一段时间从 位移起点开始运动 3.图线的斜率表示物体运 xt图线均为倾斜直线，表明在△时 动速度的大小和方向，图线倾斜 间内△x相等，即均为匀速直线运动. 程度的大小反映物体运动速度 ③ ③表示物体从x1处沿正方向做匀速 的大小，图线斜率的正负反映速 直线运动： ⑤ ④表示物体从x=0处沿正方向做匀 度方向的正负，图线斜率为正表 速直线运动： 示物体运动速度方向沿正方向， ⑤表示物体从x2处沿负方向做匀速 图线斜率为负表示物体运动速 直线运动 度方向沿负方向。 4,两条图线的交点表示两 物体相逼的时刻及位移。 5.图线与横辅相交的含义 表示物体从参考点（位移起点） 图线⑥：在△1时间内△x变小，说明 一边运动到另一边.表示位移方 物体运动逐渐变慢，即表示物体做变 向发生改变，运动方向不支 速直线运动，且速度逐渐减小 知识点⑤ 位移和时间的测量◆墨透 生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置， 敲黑板。 从而推断出它在一段时间内的位移.例如，可以用照相的方法记录 1.实验前，应将打点计时器 物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方 目定好，以免拉动纸皆时晃动， 法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 并要先轻轻试拉纸带，确认无明 显的阻滞现象」 器来记录时间和位移. 重难点手册高中物理必修第一册RJ 两种打点计时器的比较 2.实验过程中，要先接通电 源再拉动纸带，否则会因为纸带 电磁打点计时器 电火花计时器 开始运动时未接通电源而没有 振针振动，利用复写纸在纸利用火花放电，在纸带上“打”出 打点方式 打点，记录数据不完整，造成较 带上留下点迹 点迹 大误差 工作电压 8V左右的交流电 220V的交流电 3.使用计时器打点时，接通 打点频率 与交流电的频率相同，若频率为50Hz,则每隔0.02s打一个点 电源后，待打点计时器打点稳定 来自振针和纸带间的摩擦， 来自纸带本身的运动而不是 后，再拉动纸带，拉动纸带时速 阻力来源 以及限位孔和纸带间的摩擦， 打点时产生的，阻力极小，实验 度应快一些，以防点迹太密集。 阻力较大 误差小 生便予分析新 重难拓展 重难点①曲线运动的位移 物体做曲线运动时，其路程和位移的计算关键是理解它们的 记方法回 含义.路程是标量，它是物体运动轨迹的长度.位移是矢量，它是由 求解曲线运动中的位移时， 初位置指向末位置的有向线段，线段长度等于初位置和末位置间的 还要注意确定位移的方向，如果 直线距离，与物体的运动轨迹无关，仅由初、末位置决定.求解曲线运 是地而上的方位问题，要运用东 西南北等方位词表示，不能用前 动中的位移，不仅要注意位移的大小，还要注意位移的方向.◆四方速 后左右等表示方向 例①(2025·湖北武汉二中高一期中)溜冰者在冰面上滑行 的路径由两个半圆组成，如图所示. (1)求整个过程中溜冰者的滑行 12m 路程 m (2)求整个过程中溜冰者的位移， 解析(1)路程s=πR1十πR2=16πm (2)位移x-2R1十2R2=32m,位移方向由初位置指向末位置. 重难点②物体运动的位置、位移和路程的确定◆重 (1)如图所示，物体做直线运动，物体的初位置坐标为xA,末 划重点 位置坐标为xB,那么xB一xA就是物体的位移，记为△x= 位置、位移与路程的关联 xB一xA.△x=xB一xA既表示位移的大小，又表示位移的方向. 1.质点的始、末位置一旦确 点 定，位移是唯一的，但路程可能 有多个值 (2)在同一平面内的曲线运动的位置和位移 2.当质点做单向直线运动 Bry.) 时，位移的大小等于路程，但由 于它们分别是关量和标量，因此 不能说位移就是路程 A(xy) 当物体在平面内做曲线运动时，其位置可用平面直角坐标系 中的一组坐标来表示.如图所示，设一辆汽车从A点沿曲线运动 8 第一章运动的描述雠 到B点，A、B两点的坐标分别为(x1y1)和(x2,y2),则汽车位移 的大小等于A、B两，点间的距离，即 x=√Cx2-x1)2+(y2-y1), 拓视野刀 位移的方向可用位移与x轴正方向夹角的正切值表示： 要注意生活中的一些常识 tan p=y2y1 性问题，如：出租车是按路程计 ◆拓视野为 x2一x1 费的，高速公路路牌上显示 例②一个可以看成质点的物体在水平面上运动，建立平面直 “北京100km”,表示该处到 北京的路程为100km,体有场 角坐标系，记录物体在0s、1s、2s、3s、4s、5s时的位置坐标分别 中1500m长跑表示的也是路 为(0,0)、(1,2)、(2,1)、(3,1)、(2,4)、(5,3)，依次连接各坐标位 程，因为体青场跑道的直线长度 置，下列说法正确的是(). 不会是1500m A,各点之间的连线为物体的运动轨迹 ↑y/m B.第4s和第5s的路程相等 C.第4s和第5s的位移相等 D.前2s内的位移大小小于最后2s内 的位移大小 012345x/m 解析图中的点只是物体在每秒时的位置，但在每秒内是怎样运动的不 能确定，故各点之间的连钱不一定为物体的运动轨迹，A、B错误；位移是初 位置指向末位置的有向线段，利用勾股定理得第4s内的位移x1=√/0m: 第5s内的位移x2一√10m,位移是失量，第4s和第5s的位移大小相等， 但方向不同，所以位移不相等，C错误：前2s内的位移x3一5m,最后2s 内的位移x1=2√2m,所以x3<x4,D正确. 答案D 培优突破 突破点（①位移一时间图像的应用 拓视野沙 (1)x-t图像表示的是位移随时间的变化情况，不是物体运动 图像问题拓展 的轨迹，且只能描述直线运动，图像的交点表示两物体相遇， 如图所示，物体的xt图像 (2)要注意图像起点是否在坐标原点，如果不是，则图线上任 为曲线，相等的时间△内，位移 △x不相等，说明物体的速度在 意一点的横、纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置，即位置一 变化，图线在某点切线的斜率表 时间图像.◆晒便野 示那一时刻的速度.由图知，物 例B(2025·湖南师大附中月考)沿同一 x/m 104. 体运动的速度逐渐变大」 直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的 x-1图像如图所示，下列说法正确的是( A.前5s内A、B的位移均为10m 012345t/s B.两物体由同一位置开始运动，物体A 比B迟3s才开始运动 重难点手册高中物理必修第一册RJ C.在前5s内两物体的位移相同，5s末A、B相遇 D.前3s内A静止，从3s末开始两物体运动方向相同 解析5s末A、B到达同一位置，二者相遇，A从原，点出发，而B从正方 向距离原点5m处出发，A的位移为10m,B的位移为5m,A在B出发 3s后出发，故A、B、C错误；前3s内A的位移一直为0，A静止不动，从3s 末开始A、B的位移都正向增加，二者运动方向相同，故D正确。 答案D 关键能力提升 题型① 联系实际问题的位移和路程的 下列说法正确的是(). 求解 A.篮球开始下落时的位置坐标为2m 例①如图甲所示，某同学沿平直路面由 B.篮球被接住时的位置坐标为1m A点出发前进了100m到达斜坡底端的B点， C.篮球从落下到被接住通过的位移为一1m 又沿倾角为60°的斜坡上行100m到达C点， D.篮球从落下到被接住通过的路程为1m 求此同学的位移和路程 题型②位移一时间图像的应用 例☑[教材P20T5]一辆汽车在教练场上 160 60° 沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的 B B D 甲 位移.如图所示近似描写了汽车在0时刻到 解析如图乙所示，AC为该同学的位移，方向由 40s这段时间的x-t图像.通过分析回答以下 A指向C,由几何知识可得BD=BCcos60°=100X 问题： 号m=50m,CD=c如60=10x9m=505m x/m 30 所以此同学的位移为x=AC=AD十CD= 20 10 √1502+(503)m=100V3m.设其方向与平直路 0 102030404 CD_50w3m_3 面的夫角为0，则am0-A品一150m-3,可得0- (1)汽车最远位置距离出发点约为多少米？ 30°.路程为其实际运动轨迹的长度，可得其路程为 (2)汽车在哪段时间没有行驶？ 1=AB+BC=200m. (3)汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段 变式0(2025·安徽 y 时间驶向出发点？ ③o 合肥一中高一月考)如图所 解析(1)汽车从原点出发，汽车最远位置到出发 示，一个篮球从距离地面2.0m 点的距离为d=30m一0=30m. 2m高的位置落下，被地面 1.0m (2)10~20s时间段汽车没有行驶. 弹回，在距离地面1m高的 7777777777 (3)根据速度的正负表示速度方向，可知0~10s 位置被接住.以距离地面2m高的位置为坐标 时间段汽车驶离出发，点，20一40$时间段汽车驶向出 原点建立一维坐标系，以竖直向上为正方向.：发点 10 第一章运动的描述用 深挖教材 变式2(2025·湖南石门一中月考)质点 本题是一道位移一时间图像题，对于图像问 沿直线运动，其位移一时间图像如图所示，关 题，一定要读懂图像，理解图像，才能分析图像，位 于质点的运动，下列说法正确的是( 移一时间图像是高考常考的内容，2024年全国新课 .x/m 标卷第1题、2023年全国甲卷第3题都考查了位 移一时间图像问题，做这类题目时应注意以下几点： (1)位移一时间图像中的点表示任意时刻的位 置，位移等于纵坐标的变化量 A前2s内位移为负，后2s内位移为正， (2)图像的斜率等于速度，平行于t轴的图线 所以2s末质点改变了运动方向 表示静止 (3)倾斜的直线表示匀速直线运动，根据速度 B.2s末质点处于静止状态 的正负分析速度方向 C.质点在前2s时间内的位移大小为0 (4)关键抓住斜率等于速度，位移等于纵坐标 D.质点在4s时间内的位移大小为0.4m, 的变化量。 方向与规定的正方向相同 核心素养聚焦 考向① 位移大小的计算 动，从t=0开始由静止匀加速至t=t1时刻， 例①（经典·辽宁卷）如图所示，桥式起 此后做匀减速运动，到t=t2时刻速度降为0， 重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨 在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可 道”三部分组成.在某次作业中桥架沿轨道单向 能正确的是( 移动了8m,小车在桥架上单向移动了6m,该次 作业中小车相对地面的位移大小为( A.6 m B.8 m C.10 m D.14m 解析根据位移概念可知，该次作业中小车相对 解析因x-1图像的斜率表示速度，由题意可知在 地面的位移为x=√x十x=√⑧2十6m=10m,故 0一11时间内小车做匀加速运动，故其图像斜率变大， 选C 在t1一2时间内小车微匀减速运动，故其图像的斜率 答案C 变小，在0一2时间内小车速度方向没变，故小车的 考查内容 核心素养 试题难度 x-t图像的斜率始终为正，故选D. 位移大小的计算 物理观念 ★☆☆☆☆ 答案D 考向②对位移一时间图像的理解 考查内容 核心素养 试题难度 xt图像 物理观念 ★★☆☆☆ 例☑(2023·全国甲卷)一小车沿直线运 11重难点手册高中物理必修第一册RJ 变式题参考答案 第一章运动的描述 第3节位置变化快慢的描述—速度 第1节质点参考系 变式1C【解析】题中的20min是指时间间隔，故 变式1D【解析】在研究战斗机如何飞行和调整飞 A错误：整个过程中，该同学的位移大小为6km十 3km=9km,故B错误；整个过程中，该同学的平 行姿态时，要看飞机的机翼变动，这种情况下不可 以把战斗机看成质点，故A错误；“复兴号”的总长 均速度大小为。= 9×103 t (55+20+45)×60m/s= 度与铁路涵洞的长度相差不大，所以“复兴号”过铁 易错点：在C处休息了20min不能忽号 路涵洞时要考虑其长度，这种情况下“复兴号”不能 1.25m/s,故C正确：该同学从A到C的平均速度大 看作质点，故B错误：花样游泳比赛与艺术体操表 小的为专-Sm/1.2ns,故D错提 演赛都要求运动员的形体动作优美，都不能视为质 变式2BC【解析】因为x-1图像的斜率表示速度， 点，故C错误：在研究嫦娥五号绕月球公转的运动 斜率的正负表示速度的方向，由题图可知，甲的速 轨迹时，嫦娥五号的形状和体积与公转半径比较时 度为正方向，乙的速度为负方向，故A错误，B正 可以忽略不计，则嫦娥五号可看作质点，故D正确。 变式2B【解析】“卧看满天云不动”是因为诗人以 确：甲、乙的速度大小分别为甲一 ,2-克，因为 2 船为参考系来观察，A错误；“云不动”是以船为参 t1<12,所以甲>z,故C正确，D错误。 考系，而“云与我俱东”是以地面为参考系，选择的 变式3(1)交流(2)A(3)4二4 2T 参考系不同，物体的运动情况也不同，B正确；“山不 【解析】(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的 动”是因为诗人以大地为参考系来观察，C错误：研 计时仪器。 究“船行”的运动规律时，船的大小可忽略不计，可 (2)为了打点稳定并且有效利用纸带，在实验时应 以将船看作质点，D错误 先接通电源，打点稳定后再让纸带运动，故选A 第2节时间位移 (3)时间很短时，可用平均速度代替瞬时速度，时间 变式1C【解析】篮球开始下落时的位置坐标为0， 趣短，平均速度越接近瞬时速度，所以打下E点时 A错误；篮球被接住时在坐标原点负方向上，所以 纸带的速度为 篮球被接住时的位置坐标为一1m,B错误：篮球从 第4节速度变化快慢的描述—加速度 落下到被接住通过的位移为x=一1.0m一0 变式1(1)规定向右为正方向，子弹击穿木板后，速 一1.0m,C正确；篮球从落下到被接住通过的路程 为s=2.0m十1.0m=3.0m,D错误 度方向依旧为正.根据加速度定义可知41=A △t 变式2D【解析】由图像可知，质点从一0.2m处出 7m/s-10m/s =一30m/s2,即子弹的加速度大小 发沿正方向运动至0.2m处，用时4s,故A错误： 0.1s 为30m/s2,方向水平向左. x-1图像的斜率表示运动的快慢，质点在4s内的运 (2)足球与木板作用后反向弹回后，速度方向为负， 动快慢不变，质点在2$末运动至原点处，并不会停 止运动，2s内的位移大小为0.2m,故B、C错误； 则a=A=-7m/s-10m/ 0.1s =-170m/s2,即足 △ 质点在4s内的位移大小为0.4m,方向与规定的 球的加速度大小为170m/s2,方向水平向左 正方向相同，故D正确. 变式2AC【解析】由题图知，物体1s末的速度为 162