内容正文:
学习讲义参考答案
第一章 第1节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.忽略 质量 2.(1)大小 形状 (2)完全相同 3.理
想化
知识点2
1.参考 2.任意 3.不同
自我检测
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.(1)D [击剑、蹦床、体操比赛时要注意运动员的肢体动
作,不能将运动员看作质点;自行车比赛主要是看运动
的快慢,运动员的大小和形状可以忽略,能看作质点.本
题应选 D.]
(2)一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的
参考系.所选取的参考系不同,得到的结论也不相同.人
之所以看到“井”会被“吹到篱笆外去”,说明说这句话的
人是以篱笆为参考系的.
合作探究攻重难
探究1
探究导引
提示:研究小明从家到学校所用时间时,因家到学校的
距离远大于小明本身的大小,由小明的大小和形状而引
起的小明身上各部分的运动差异就可以忽略不计,此时
可将小明看做质点;研究小明做体操的动作时,小明身
上各点的运动情况不相同,若将小明看做质点,那么这
个质点的运动不能反映小明身上各点的运动情况,也就
无法研究小明的动作,此时不能把小明看做质点.
[例1] A [马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小和
形态可以忽略,可以将其视为质点,故选项 A 符合题意;
跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员
视为质点,故选项 B不符合题意;击剑时评委需要观察
运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故选项 C 不符
合题意;体操比赛时评委主要根据体操运动员的肢体动
作进行评分,所以不能将其视为质点,故选项 D 不符合
题意.]
跟踪训练
1.B [长河落日圆,描写日圆,太阳大小和形状不能忽略,
故不能看做质点,故 A错误;两岸猿声啼不住,轻舟已过
万重山,轻舟的大小可以忽略不计,故可以简化为质点,
故B正确;星河欲转千帆舞,描写帆的动作,故不能看做
质点,故 C错误;风吹草低见牛羊,草的大小不能忽略,
故不能看做质点,故 D错误.]
探究2
探究导引
提示:这是因为选取的参考系不同.以地面为参考系时,
看到雨滴是 竖 直 下 落 的;以 匀 速 行 驶 的 车 厢 为 参 考 系
时,看到的雨滴是斜向后方运动的.
[例2] D [根据旗帜的飘动情况可知风向左吹.甲火炬
手所传递的圣火火焰向左飘,所以甲火炬手可能相对于
旗杆静止,也可能向右运动,还可能向左运动,但此时的
运动速度比 风 速 小;乙 火 炬 手 所 传 递 的 圣 火 火 焰 向 右
飘,表明乙火炬手一定相对于旗杆向左运动,且运动速
度比风速大,选项 D正确.]
跟踪训练
2.C [选项 A中的研究对象是“水”,直下三千尺,故是以
地面为参考系,该选项错误;选项 B中的研究对象是“潮
水”,扑面而来,是以观察者为参考系,该选项错误;选项
C中的研究对象是“轻舟”,已过“万重山”,是以“万重山”
为参考系,该选项正确;选项 D中的研究对象是“国旗”,
是以地面或旗杆为参考系的,该选项错误.]
课堂自测夯基础
1.B [探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的
摄像头观察到地面正在向下运动,说明地面相对火箭在
向下运动,故选择的参考系是运载火箭,故B正确,A、C、
D错误.]
2.C [研究运动员跳高时的过杆动作,要看运动员的动作
是否符合要求,所以此时不能将运动员看成质点,选项
A错误;研究车轮边缘的速度时车轮的大小和形状是不
能忽略的,否则就没有车轮的边缘可言了,选项 B错误;
轮船的大小相对于航线来说是微不足道的,所以计算轮
船在海洋中的航行速度时,可以忽略轮船的大小,能将
轮船看成质点,选项 C正确;研究乒乓球的接发球技术
时,要考虑乒乓球的转动情况,不能将乒乓球看成质点,
选项 D错误.]
3.D [以钓鱼岛为参考系,甲船向西运动,因乙船内的船
员发现甲船没有动,所以甲、乙两船速度相同,均向西运
动,故选项 D正确.]
4.D [此类现象在我们的日常生活中随处可见,是参考系
的选取不同造成的,乘客出站时,看到对面火车运动,实
际上是以自身为参考系造成的,当等到站台出现,发现
自己乘坐的火车开动了,这是乘客以站台为参考系造成
的,故 A、B、C错误,D正确.]
5.C [绳子断开后,以猴子为参考系棒是静止的,猴子向
下运动是以地面为参考系的,也就是以地球为参考系,
A、B、D错误,C正确.]
第2节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.瞬间 点 2.时刻 线段
知识点2
1.定量 2.正方向 单位长度 3.运动轨迹 4.(1)初位
置 末位置 (2)长度 5.(1)方向 (2)方向
知识点3
1.xB-xA 2.位移与规定正方向相同 位移与规定的正
方向相反
知识点4
1.位置 位移 2.初始位置 横轴 纵轴 3.位移
知识点5
1.频闪照相 2.(1)交变 计时 4~6 002s (2)0.02
s 3.(n-1)×0.02 4.刻度尺
自我检测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
(8)√
2.(1)C [甲图中的“9.58”指时间;乙图中的“16∶30”指
时刻,“晚点1小时8分”指的是时间间隔;故 A、B、D 三
项错误,C项正确.]
602
物理必修第一册
(2)里程表显示的数字表示路程,跳远评判成绩的依据
是位移大小.
合作探究攻重难
探究1
探究导引
提示:所有计时运动的成绩都是时间.生活中所说的登
机时间、登车时间、登船时间等的“时间”都是指时刻.
(1)«旅客列车时刻表»列 出 的 都 是 火 车 发 车 和 到 站 的
时刻.
(2)12分钟是指停车的时间间隔,正点驶离本站的时刻
是11点32分.
(3)这里的“时间”实际是指发车的时刻.
[例1] D [关于时刻和时间间隔,一定要抓住最主要的
问题.时刻对应时间轴上的一个点;而时间间隔则对应
时间轴上的一段,即一段时间.在 A选项中“8点钟上课”
对应时间轴上的一个点,即上课开始的时刻,而“上课45
分钟”指的是上课所经历的时间,它对应时间轴上的一
段,即时间间隔,因此 A 错误;在 B选项中“你早该到校
了”指的是小王应该到校的时刻,对应时间轴上的点,因
此B错误;在 C选项中“早已从家里出来了”指的是从家
里出来的时刻,对应时间轴上的一个点,因此 C错误;在
D选项中“7点50分以前”对应时间轴上的一段,即时间
间隔,因此 D正确.]
跟踪训练
1.D [“6日早8时”是时刻,“约2小时”是时间间隔,故
A、B错误;研究日偏食时,要考虑太阳的大小,故不能把
太阳当做质点,故 C错误;研究地球绕太阳做圆周运动
时,地球的直径远小于轨道半径,故可以把地球当做质
点,故 D正确.]
探究2
探究导引
提示:田径场上,在描述百米赛跑运动员的位置时,因运
动员在一条直线上运动,故建立直线坐标系即可;在描
述800米赛跑运动员的位置时,因800米跑道是弯曲的,
运动员在平面内运动,此时应建立平面直角坐标系;足
球场上,足球并非在同一平面内运动,故应建立空间三
维坐标系才能描述足球的位置.
[例2] [解析] (1)坐标系如图,图线O→A→B 为运动
轨迹.
(2)A 点位置:xA=10cos37°m=8m
yA=10sin37°m=6m
B点位置:xB=8m
yB=6m-10m=-4m
即A点的坐标为:(8m,6m),B点的坐标为:(8m,-4m).
[答案] (1)见解析 (2)A(8m,6m) B(8m,-4m)
跟踪训练
2.解析:(1)根据各个时刻的位置坐标对应情况,标出物体
在各时刻位置如图所示.
(2)物体在1s末、2s末、3s末、4s末、5s末离坐标原点
的距离分别为5m、4m、1m、7m、1m,所以4s末物体
离坐标原点最远,为7m.
答案:(1)见解析图 (2)4s末 7m
探究3
探究导引
1.提示:三者的路程不同,但结果是一样的,即都是从北京
到上海,初位置、末位置一样,即位移相同.
2.提示:(1)如图所示,路程是70m,位移为从A 点指向C
点的有向线段,大小为50m.(2)路程是标量,遵从算术
运算法则,可以直接相加减;位移是矢量,不能直接相加
减,位移的 大 小 等 于 初 位 置 指 向 末 位 置 的 有 向 线 段 的
长度.
[例3] D [如图所示,气门芯由轮子的
正上方第一次运动到轮子的正下方的
过程中,初、末位置之间的距离,也就是位移大小为x=
(2R)2+(πR)2= 4+π2R,因此选项 D正确,其他选
项均错误.]
跟踪训练
3.D [由题意可知,汽车的路程为152km+1525km=
3045km;而汽车返回出发点,故汽车的位移为零.]
探究4
探究导引
提示:不对.x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线
运动.在x-t图像中,不管图线是直线还是曲线,物体都
做直线运动.
[例4] ACD [由图像知甲、乙的计时起点都是零,是同
时出发的.乙开始运动时离坐标原点x0,从t1 到t2 这段
时间内甲的位移没有变化,表示甲在途中停止了一段时
间,故选项 A,C,D正确;图上纵坐标表示的位移是以坐
标原点为起点的,而某段时间内的位移是以这段时间的
起始时刻所在位置为起点的,0~t3 这段时间内甲、乙末
位置相同,但 起 始 位 置 不 同,所 以 位 移 不 同,故 选 项 B
错误.]
跟踪训练
4.AD [图像反映质点位置随时间的变化关系,10s时质
点处在5m 的位置.B错:在10s内,质点的初位置坐标
为1m,末位置坐标为5m,位移大小为4m.C错:在20s
内,质点的位移为 Δx=x2-x1=0-1m=-1m.D对:
5s末质点沿正方向运动,15s末质点沿负方向运动.]
探究5
探究导引
提示:用刻度尺量出各点到起始点的距离即为运动的位
移.时间间隔的测量可借助停表,例如n滴水滴下所用
时间为T,则滴水的时间间隔为 Tn-1.
[例5] [解析] 频率50Hz,周期为002秒,A 到B 间相
隔1个计数点,时间间隔004s.A 与B 间距为(120+
160)cm=28cm=28×10-2 m.
[答案] 0.04 28×10-2
702
参考答案
跟踪训练
5.D [A错:纸带速度越快,点迹越疏,可知相同距离上打
的点越少.B错:相邻两点间的时间间隔是一定的,为1
s,与牵动的速度无关.C错:若每隔1s变为每隔05s
打一个点,增大速度,由于相邻两点间的时间间隔变小,
则两点间距离不一定 变 大.D 对:若 每 隔1s变 为 每 隔
05s打一个点,同样的速度,时间间隔变小,则相邻两点
间的距离会变小.]
课堂自测夯基础
1.AD [2020年11月24日上午04点30分指时刻,选项
A正确;10-6s虽然很短,但指的是时间间隔,选项 B错
误;新闻联播开始于19时,指的是时刻,选项 C错误;画
时间轴可看出从第3s末到第4s末是一线段,是时间间
隔,选项 D正确.]
2.B [850km 指路程,72min指的是时间间隔,有时称为
时间,选项B正确.]
3.BD [题中O、x1、x2、xn-1、xn 分别为不同位置,分别
与各个时刻对应,而题中选项所列位移均与时间对应,
故Ox1 为第1s内的位移,Oxn-1为(n-1)s内的位移,x2xn
为(n-2)s内的位移,xn-1xn 为第ns内的位移,位移的
方向均沿x轴正向,A、C错误,B、D正确.]
4.(1)接通电源 释放小车 (2)4 0.336
第3节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.快慢 2.时间 3.ΔxΔt 4.
米每秒 5.矢量 相同
知识点2
1.平均快慢 2.(1)瞬时速度 (2)精确 速率 3.瞬时
速度 相等
知识点3
1.时间 2.横轴 纵轴 平滑
自我检测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.(1)A [甲表示的是时刻,乙表示此时刻的速度,所以是
瞬时速度,故 A正确,B、C、D错误.]
(2)解析:20min=13 h
,故平均速率v=ΔxΔt=
20
1
3
km/h=
60km/h.
答案:60km/h
合作探究攻重难
探究1
探究导引
提示:(1)汽 车 运 动 得 快,相 同 时 间 内 位 移 大 的 运 动
得快.
(2)运 动 员 甲 跑 得 快,通 过 相 同 位 移 所 需 时 间 短 的 跑
得快.
(3)比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动
的快慢.
汽车:Δx
Δt=
50km
30min=
50×103 m
30×60s≈278m
/s
运动员甲:Δx
Δt=
100m
10s =10m
/s,
所以汽车运动得快.
[例1] AB [引入速度概念就是为了描述物体的运动快
慢,速度大表示物体运动得快,而运动快慢实质就是物
体的位置变化快慢,速度大也可以理解为物体的位置变
化快,所以 A、B正确,D 错误;根据v=ΔxΔt
,得到 Δx=
vΔt,可见速度越大,物体位置的变化也就越快;如果时
间很短,位移有可能较小,即位移由速度和时间共同决
定,故 C错误.]
跟踪训练
1.BCD [v=ΔxΔt
是计算速度的公式,适用于任何运动,C
对;此式只说明速度可用位移 Δx 除以时间 Δt来计算,
并不是说v与Δx成正比,与Δt成反比,A错,B对;在匀
速直线运动中,v不变,由v=ΔxΔt
得,Δx=vΔt,即 Δx 与
Δt成正比,D对.]
探究2
探究导引
提示:平均速度应为位移与所用时间的比值;而平均速
率是路程与所用时间的比值,显然小华的平均速度的大
小与平均速率不一样.
[例2] [解析] (1)战机的平均速率为
vs=
s
t =
8×105
1080m
/s≈740.74m/s
每飞行100m 约需时间为
t′=s′vs
= 100740.74s≈0135s.
(2)战机的平均速度为
v=xt =
6.8×105
1080 m
/s≈629.63m/s.
[答案] (1)740.74m/s 0.135s (2)629.63m/s
跟踪训练
2.A [根 据 平 均 速 度 的 定 义v= ΔxΔt=
60
6.47 m
/s≈
9.27m/s.]
探究3
探究导引
提示:60km/h是行驶全程的平均速度,35km/h是相应
时刻的瞬时速度,前者反映了汽车在全程的运动快慢,
后者反映了汽车在某一瞬间的运动快慢.
[例3] BC [由平均速度和瞬时速度的定义可知,A 错
误,B正确;每一时刻的瞬时速度都等于零,表示物体静
止,则平均速度一定为零,C正确;平均速度为零,表示这
段时间内位移为零,物体可能又回到出发点,但瞬时速
度不一定等于零,D错误.]
跟踪训练
3.BD [枫叶在秋风的吹动下通常不会沿直线下落到地
面,也就是说枫叶的位移大小可能大于10m,由于枫叶
的下落时间为5s,由平均速度的定义式v=ΔxΔt
可知,A
项错误,B项正确;而枫叶的“飘落”是难以确定的变速运
动,它运动的速度可能会时大时小,变幻莫测,故 C项错
误,D项正确.]
探究4
[例4] B [物体在第1s内和第3s内的速度都为正值,
因此这两秒内物体的运动方向相同,A 项错误;物体在
第3s内的速度为正值,在第4s内的速度为负值,因此
这两秒内物体的运动方向相反,B项正确;物体在第1s
内和第4s内的位移大小都等于图线与横轴所围面积的
大小,大小都为x=12×1×1m=05m
,C项错误;物体
在0~2s内的位移和0~4s内的位移相同,但时间不
同,因此平均速度大小不等,D项错误.]
802
物理必修第一册
第2节 时间 位移
学习目标 核心素养
1.知道时刻和时间间隔的区别和联系,能够
识别具体情境下的时刻和时间间隔.
2.理解位移的概念和矢量性,知道位移和路
程的不同.(重点)
3.知道矢量和标量的运算差异,能进行一维
情况下矢量的运算.(难点)
[基础梳理]
[知识点1] 时刻和时间间隔
1.时刻:表示某一 ,在表示时间的数
轴上用 表示.
2.时间间隔:表示两个 之间的间隔,
在表示时间的数轴上用 表示.
[知识点2] 位置和位移
1.坐标系的作用:为了 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 轴上任选一点为原
点,规定好坐标轴的 和
,物体的位置就可以用它的位置坐
标来描述.
3.路程:物体 的长度.
4.位移
(1)定义:由 指向 的有向线
段,用来描述物体的位置变化,用符号l
表示.
(2)大小和方向:有向线段的 等于位
移的大小,方向由初位置指向末位置.
5.矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有 的物理量,如
位移.
(2)标量:只有大小没有 的物理量,如
温度、路程等.
[知识点3] 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,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= ,即位置
坐标的变化量表示位移.
2.直线运动中位移的方向
在直线运动中,位移的方向可以用正、负号
表示,正号表示 ,
负号表示 .
[知识点4] 位移—时间图像
1.物体在每一时刻的 或每一时间间
隔的 可以用图像直观地表示.
2.在直角坐标系中将物体运动的
选作坐标原点,选时刻t为 ,选位
置x 为 ,就建立了位移—时间图
像,又称x-t图像.
3.从x-t图像可以直观地看出物体在不同时
间内的 .
6
物理必修第一册
[知识点5] 位移和时间的测量
1.生活中可以用 的方法同时记
录物体运动的时刻和位置.
2.两种打点计时器(如图)
图1 图2
(1)电磁打点计时器
使用 电源的 仪器;工作
电压为 V,当电源频率是50Hz
时,每隔 打一次点.
(2)电火花打点计时器
使用220V交变电源,打点周期 .
3.时间的测量
刻度尺从能够看清的某个点(起始点)开始,
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=
s.
4.位移的测量
用 测量纸带上两个点之间的距离,
即为相应时间间隔内物体的位移大小.
[自我检测]
1.思维辨析
(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)在800m田径比赛中,李明以2分01秒46
的成绩获得冠军.其中的2分01秒46指
的是时间间隔,800m指位移. ( )
(4)物体在一条直线上运动时,路程和位移总
是大小相等,且位移是矢量,路程是标量.
( )
(5)一个物体的位移为零,路程也一定为零.
( )
(6)在一维坐标系中,物体的位移等于其位置
坐标. ( )
(7)Δx的正负可表示物体位移的方向.( )
(8)在x-t图像上可以求出物体在某段时间
内的位移. ( )
2.基础理解
(1)关于下列甲、乙两图中计时数据的说法,正
确的是 ( )
A.甲图中博尔特百米夺冠成绩“958”是
指时刻
B.乙图中的列车到点“16∶30”是指时间
间隔
C.乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时
间间隔
D.甲、乙两图中所列计时数据均指时间
间隔
(2)如图所示,汽车上的里程表,显示的数字表
示位移还是路程? 体育比赛的跳远,评判
成绩的依据是位移还是路程?
7
第一章 运动的描述
时刻与时间间隔
◆[探究导引]
(1)火车站服务处出售的«旅客列车时刻表»
为什么不叫做«旅客列车时间表»?
(2)火车站广播道:“从北京驶往广州的××
×次列车将于11点20分到达本站1号站
台,停车12分钟,请旅客们做好登车准备.”
这里的12分钟是指时间间隔还是时刻? 火
车正点驶离本站的时刻是多少?
(3)张强同学手里拿着汽车票,上面写道:发
车时间:14点30分.这里的“时间”指的是
时间间隔还是时刻?
◆[探究归纳]
时刻 时间间隔
概念 表示某一瞬间.
两个时刻之间的
间隔.
物理
意义
是事物运动、发展、变
化所经历的各个状态
先后顺序的标志,是
状态量.
是事物运动、发
展、变化所经历
的过程长短的量
度,是过程量.
表示
方法
用 时 间 轴 上 的 点
表示.
用时间轴上的一
段线段表示.
描述
关键词
“初”“末”“时”,如“第
1s末”,“第2s初”,
“3s时”
“内”,如“第2s
内”,“前3s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔,时间间
隔能表示运动的一个过程,好比一段录
像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一
张照片
[特别提醒] 生活中有时使用的物理概念不
是十分严谨的,所以判断生活中的物理概念
要注意结合具体的生活情景.
[例1] 关于时刻和时间间隔,下列说法正确
的是 ( )
A.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
B.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
C.小王说:“我早已从家里出来了,因为今
天公共汽车晚点了.”其中“早已从家里
出来了”指的是时间间隔
D.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分以前”指的是
时间间隔
思路引导:
分析所
给数据
→
与时间轴上“点”
对应还是与“线
段”对应
→
是时刻还是
时间间隔
[尝试解答]
[规律方法]
时间间隔和时刻的两种判断方法
(1)根据上下文判断:分析所给的说法,根据
题意去体会和判断,时刻对应的是某一事
件或运动的状态,时间间隔对应的是事件
或运动的发生过程.
(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.
8
物理必修第一册
◆[跟踪训练]
1.2019年1月6日早8时,天空上演“日偏食”
罕见现象,我国可见地主要集中在中东部地
区,北方大部地区可见“带食日出”现象持续
了约2小时.据悉,2019年全球内有3次日
食发生,在我国可以观察到的有2次,今天
就是其中之一,下一次得等到12月26日
了.下列说法正确的是 ( )
A.“6日早8时”是时间间隔
B.“约2小时”是时刻
C.研究日偏食时,可以把太阳当做质点
D.研究地球绕太阳做圆周运动时,可以把
地球当做质点
对坐标系的理解和应用
◆[探究导引]
田径场上,要描述百米赛跑运动员在运动中
的位置,需要建立什么样的坐标系? 要描述
800米赛跑运动员在运动中的位置,需要建
立什么样的坐标系? 在足球场上,要描述足
球的位置,需要建立什么样的坐标系?
◆[探究归纳]
三种坐标系的比较
直线坐标系 平面坐标系 空间坐标系
适用
运动
物体沿 直 线
运动
物体在某平面
内做曲线运动
物体在空间
内 做 曲 线
运动
建立
方法
在直线 上 规
定原点、正方
向和标度,就
建立了 直 线
坐标系
在平面内画相
互 垂 直 的 x
轴与y 轴,即
可组成平面直
角坐标系.物
体的位置由一
对 坐 标 值 来
确定
在空间画三
个相互垂直
的x轴、y轴
和z轴,即可
组成三维坐
标系.物体的
位置由三个
坐 标 值 来
确定
直线坐标系 平面坐标系 空间坐标系
应用
实例 M 点位置坐
标:x=2m
N 点 位 置 坐
标:x=3m,y
=4m
P 点 位 置 坐
标:x=3m,
y=4m,z=
2m
[例2] 一物体从O 点出发,沿东偏北37°的
方向运动10m至A 点,然后又向正南方向
运动10m至B 点.(sin37°=0.6,cos37°=
0.8)
(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动
轨迹;
(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B 两点
的坐标.
思路引导:(1)本题应建立平面坐标系.
(2)根据题意建立坐标系,确定原点的位置
及坐标系的正方向,再确定研究对象所处
的坐标及位置变化的情况即可.
[尝试解答]
◆[跟踪训练]
2.一物体沿x轴运动,各个时刻的位置坐标如
表所示:
t/s 0 1 2 3 4 5
x/m 0 5 -4 -1 -7 1
位置点 A B C D E F
9
第一章 运动的描述
(1)请在图中的x轴上标出物体在各时刻的
位置.
(2)哪 个 时 刻 物 体 离 坐 标 原 点 最 远? 有
多远?
位移和路程 矢量和标量
◆[探究导引]
1.如图所示,三位旅行者从北京到上海,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,三者的路程是否相
同? 位移是否相同?
2.(1)如果一位同学从操场中心A 点出发向
北走了40m 到达 B 点,然后又向西走了
30m到达C点,则他从A 到C 点的路程是
多大? 位移是多大?
(2)路程和位移的计算方法相同吗?
◆[探究归纳]
1.位移和路程的区别与联系
路程 位移
概念
物体运动轨迹
的长度
从物体运动的起
始位置指向终点
位置的有向线段
物理意义
物体运动轨迹
的长短
表示物体位置的
变化
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
制约因素
既 与 物 体 的
初、末 位 置 有
关,也 与 物 体
运动路径有关
由物 体 的 初、末
位置 决 定,与 物
体运动路径无关
图示(曲
线运动)
物 体 由 A 点
运动到B 点,
弧AB︵的 长 度
即 为 物 体 的
路程
物体由A 点运动
到B 点,有向线
段AB 的大小和
方向表示物体的
位 移 的 大 小 和
方向
联系
(1)都 是 描 述 物 体 运 动 的 空 间
特征
(2)都是过程量
(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,只有物体做单向直
线运 动 时,位 移 的 大 小 才 等 于
路程
01
物理必修第一册
路程 位移
注意点
(1)在任何情况下,位移与路程都
不可能相同,因为一个是矢量一
个是标量
(2)如果某一时间内某一物体通
过的路程为零,就表示这段时间
内物体静止.如果某一时间内某
一物体的位移为零,在这段时间
内物体并不一定是静止的
(3)物体的运动方向与位移方向
并不一定相同
(4)在任何情况下,位移的大小都
不可能大于路程
2.对矢量和标量的理解
正、负号
的区别
矢量的方向一般用正负号来表
示.但既有大小又有方向的物理
量不一定是矢量,如电流,有大小
和方向,但它是标量;大多数标量
都有正负号,它们的正负值表示
不同的含义
大小
比较
矢量的大小只比较绝对值,而标
量大小根据正、负号的物理意义
比较.如两位移x1=5m和x2=
-7m,则x1<x2;而两温度t1=
2℃和t2=-5℃,则t1 高于t2
[例3] 如图所示,自行车的车轮半径为R,车
轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的
正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门
芯位移的大小为 ( )
A.πR B.2R
C.2πR D.4+π2R
[尝试解答]
[规律方法] 路程和位移的关系
(1)位移与路程永远不可能相同:因为位移是
矢量,而路程是标量.
(2)位移的大小与路程的关系:只有在单向直
线运动中,位移的大小才等于路程.在曲
线运动或往复直线运动中,位移大小一定
小于路程.
◆[跟踪训练]
3.老王驾车到车站接人后返回出发地,车载导
航仪显示的记录如表所示,则此次过程中,
汽车运动的路程和位移是 ( )
序号 出发时刻 停车时刻 行车里程/km
1 8∶05 8∶25 152
2 8∶30 8∶55 1525
A.0,304km B.0,152km
C.152km,0 D.3045km,0
位移—时间图像
◆[探究导引]
“在x-t图像中,图线是直线时物体做直线
运动,图线是曲线时物体做曲线运动”,这种
说法对吗? 为什么?
◆[探究归纳]
1.x-t图像的物理意义:x-t图像反映了物
体的位移随时间的变化关系,图像上的某一
点表示运动物体在某时刻所处的位置或相
对于规定位置的位移.
2.x-t图像的应用
由位移-时间图像可求:
(1)任一时刻所对应的位置
(2)任一时间内的位移
(3)发生一段位移所用的时间
11
第一章 运动的描述
3.常见的几种x-t图像的比较
图像 物理意义
①、②都表示物体处于静止
状态,但静止的位置不同.
③表示物体从x1 处沿正方
向做匀速直线运动;
④表示物体从x=0处沿正
方向做匀速直线运动;
⑤表示物体从x2 处沿负方
向做匀速直线运动.
⑥表示物体做变速直线运
动,且运动得越来越慢.
[例4] (多选)如图所示为甲、乙在同一直线
上运动时的x-t图像,以甲的出发点为原
点,出发时间为计时的起点,则下列说法中
正确的是 ( )
A.甲、乙同时出发
B.0~t3 这段时间内,甲、乙位移相同
C.甲开始运动时,乙在甲的前面x0 处
D.甲在 途 中 停 止 了 一 段 时 间,而 乙 没 有
停止
思路引导:
认清图像横、纵坐
标轴的物理意义
→
图像的截
距的含义
→
图像交点
的含义
[尝试解答]
[规律方法] 在分析处理直线运动的位移—
图像问题时,应注意以下几点:
(1)无论物体的位移—时间图像是直线还是
曲线,物体均做直线运动.
(2)物体开始运动的初始位置由t=0时的位
移即纵轴的截距决定.
(3)位移—时间图像的斜率为正值,表示物体
沿着 正 方 向 运 动,反 之 物 体 沿 负 方 向
运动.
◆[跟踪训练]
4.(多选)某一质点沿直线运动
的位移x 随时间t变化的图
像如图所示,则 ( )
A.10s时,质点所处的位置坐标为5m
B.在10s内,质点的位移为5m
C.在20s内,质点的位移为9m
D.在5s末和第15s末,质点的运动方
向相反
位移和时间的测量
◆[探究导引]
如图所示,两位同学分别拿着底部穿孔、滴
水比较均匀的饮料瓶一起走路,想一想,时
间和位移应如何记录.
◆[探究归纳]
1.测量位移和时间的方法
(1)测位移:照相法或频闪照相法、打点计时器
法等.
(2)测时间:可用钟表、打点计时器.
21
物理必修第一册
2.电磁打点计时器和电火花打点计时器的
比较
电磁打点计时器 电火花打点计时器
结构示
意图
打点
原理
电磁作用下振针振
动打点.
脉冲电流经放电针、
墨粉纸盘放电打点.
电源 4~6V交流电源. 220V交流电源.
周期
电源频率为50Hz时,都是每隔002s打
一次点.
阻力
来源
纸带与限位孔、复
写纸的摩擦,纸带
与振针的摩擦.
纸带与限位孔、墨粉
纸盘的摩擦.
说明
功能相同都是计时仪器,但电火花打点计
时器比电磁打点计时器更精确.
[例5] 一打点计时器所用电源的频率是50
Hz,如图所示,纸带上的A 点先通过计时器,
A、B间历时 s,位移为 m.
思路引导:打点周期 →
相隔计数点
间计数点个数
→
确定
时间
→ 起始点 → 终止点 → 确定位移
[尝试解答]
[规律方法] 纸带记录了物体在不同时刻的
位置和某一段时间对应的位移.点迹分布情
况反映物体运动的情况.
(1)点迹密处速度小,点迹疏处速度大.
(2)点迹均匀,说明物体做匀速运动.
◆[跟踪训练]
5.如图所示,你的左手拿一块
表,右手拿一支彩色画笔,你
的同伴牵动一条宽约1cm的长纸带,使纸
带在你的笔下沿着直线向前移动,每隔1s
你用画笔在纸带上点一个点.你还可以练习
在1s内均匀地点上两个点.这样,就做成
了一台简单的打点计时器.则下列说法正确
的是 ( )
A.纸带的速度越快,相同距离上打的点会
越多
B.牵动纸带速度不恒定,相邻两点的时间
间隔也会不稳定
C.若每隔1s变为每隔05s打一个点,增
大速度,纸带上的两点间距离会变大
D.若每隔1s变为每隔05s打一个点,同
样的速度,纸带上的两点间距离会变小
◆[课堂小结]
易错点:混淆位移与路程
[案例] 关于质点的位移和路程,下列说法正
确的是 ( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的
方向
B.位移的大小不会比路程大
C.路程是标量,即位移的大小
D.当质点做直线运动时,路程等于位移的
大小
31
第一章 运动的描述
[错解] A或D
[错因分析] 错选A是对质点的运动方向
和位移的方向区分不清,实际上位移的方向
是由初位置指向末位置,而不一定是质点运
动的方向;错选D是对直线运动的情况考
虑不全面,实际上质点做直线运动有两种情
况:一种情况是质点做单向的直线运动,在
这种情况下,路程等于位移的大小;另一种
情况是质点做往复的直线运动,此时位移的
大小要小于路程.
[正解] 位移是矢量,其大小等于从初位置
指向末位置的有向线段的长度,其方向由初
位置指向末位置,而不一定是质点运动的方
向,A项错.当物体从初位置运动到末位置
时,其运动轨迹可能是直线,也可能是曲线,
如质点沿曲线ABC 从A 到达C,路程是曲
线ABC的长度,而位移大小是线段 AC 的
长度,方向由A 指向C(如图甲所示).同样,
质点沿直线从A 点经B 点到C 点,又从C
点返回B 点,质点通过的路程是线段AC 的
长度加CB 的长度,而质点的位移大小是线
段AB 的长度,方向由A 指向B(如图乙所
示),B项对,C项错.只有在质点做单向直
线运动时,位移的大小才等于路程,D项错.
[答案] B
[素养警示]
(1)位移的方向是由初位置指向末位置,不一
定是质点运动的方向.
(2)质点做直线运动有两种情况,一种是单向
的直线运动,在这种情况下,路程等于位
移的大小;另一种情况是质点做往复的直
线运动,此时位移的大小小于路程.
1.(对时间与时刻的理解)(多选)关于时刻和
时间间隔,下列说法正确是 ( )
A.2020年11月24日上午04点30分,“嫦
娥五号”探测器由长征五号火箭从海南
文昌航天发射场升空.这里指时刻
B.高速摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照
片,曝光时间为10-6s,这里指的是时刻
C.中央电视台每晚新闻联播开始的时间是
19时,这里指的是时间间隔
D.物体在第4s内指的是物体在第3s末到
第4s末这段时间间隔
2.(对路程、位移、时间的理解)“翼龙”Ⅱ无人
机是中国自主研制的一款先进的无人机,如
图所示是正在飞行的无人机.该无人机在某
次测试中往返飞行了850km,用时72min,
这两个数据分别指 ( )
A.位移、时间 B.路程、时间
C.位移、时刻 D.路程、时刻
3.(对位置和位移的理解)(多选)一物体做直
线运动,在如图所示的位移坐标轴上O、x1、
x2、、xn-1、xn 分别为物体在开始和第1s
末、第2s末、、第(n-1)s末、第ns末的
位置,则下述说法中正确的是 ( )
A.Ox1 为第2s内 的 位 移,方 向 由 O 指
向x1
B.Oxn-1为(n-1)s内的位移,方向由O 指
向xn-1
C.x2xn 为前2ns内的位移,方向由x2 指
向xn
D.xn-1xn 为第ns内的位移,方向由xn-1指
向xn
41
物理必修第一册
4.(练习使用打点计时器)某同学在“用打点计
时器测时间和位移”的实验中,用打点计时
器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在
纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共7个计
数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个
相邻的测量点之间的时间间隔为010s.
(本题计算结果保留3位有效数字)
(1)在实验中,使用打点计时器操作步骤应
先 再 .(选填“释放
小车”或“接通电源”)
(2)每两个 计 数 点 间 还 有 个 点
没有标出.物体从 A 到 G 的位移是
m.
学习至此,请完成第一章第2节
第3节 位置变化快慢的描述———速度
学习目标 核心素养
1.理解速度的概念,领会其矢量性,知道
速度的方向.(重点)
2.知道平均速度和瞬时速度的区别与联
系,并能进行相应的计算.(难点)
3.知道速度与速率的区别与联系.
[基础梳理]
[知识点1] 速度
1.物理意义:表示物体运动 的物
理量.
2.定义:位移与发生这段位移所用 的
比值.
3.定义式:v= .
4.单位:在国际单位制中,速度的单位是
,符号是m/s或 ms-1;常用单位还有
千米每小时(km/h或kmh-1)、厘米每秒
(cm/s或cms-1)等.
5.矢量性:速度是 ,方向与时间Δt内
的位移Δx的方向 .
[知识点2] 平均速度和瞬时速度
1.平均速度:由ΔxΔt
求得的速度v,表示物体在
时间Δt内运动的 程度.
2.瞬时速度
(1)当Δt非常非常小时,我们就把ΔxΔt
叫作物
体在某一时刻的 .
(2)瞬时速度可以 地描述物体运动的
快慢,瞬时速度的大小通常叫作 .
3.匀速直线运动:匀速直线运动是
保持不变的运动,在匀速直线运动中,平均
速度与瞬时速度 .
[知识点3] 速度—时间图像
1.速度—时间图像的意义:直观表示物体运动
的速度随 变化的规律.
2.速度—时间图像的获得:用 表示时
间t, 表示速度v,建立直角坐标
系.根据测量的数据在坐标系中描点,然后
用 的曲线把这些点连接起来,即得
到v-t图像.如图所示:
51
第一章 运动的描述