内容正文:
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第02课时 时间、位移 1
考点一 时刻与时间间隔 1
考点二 位移和路程 3
题型1:位移和路程 4
题型2:位移—空间问题 6
题型3:位移—时间图像 8
考点三 矢量和标量 10
考点四 打点计时器 11
巩固训练·提升能力 12
第02课时 时间、位移
考点一 时刻与时间间隔
必备知识·回顾梳理
1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上,时刻用点表示。
2.时间间隔:表示两个时刻之间的间隔,在表示时间的数轴上,时间间隔用线段表示。
关键能力·规律方法
1.时刻与时间间隔的比较
时刻
时间间隔
物理意义
指某一瞬间
指两个时刻的间隔
关键词
“第n s初”“第n s末”等
“第n s内”“前n s”“后n s内”等
联系
(1)时间间隔是一系列连续时刻的积累,两个时刻之间为一段时间间隔。
(2)时间间隔对应一段运动过程,好比一段录像;时刻对应运动过程中的某个状态,好比一张照片
2.时刻与时间间隔在时间轴上的表示
(1)“第n s(内)”是时间间隔,时间是1 s。“n秒内”是指n秒的时间。
(2)“第n s末”与“第(n+1)s初”是指同一时刻。
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)下列关于时间及时刻表述正确的是( )
A. 第秒内就是秒末到秒末这秒时间 B. 第秒末与第秒初是指不同时刻
C. 第秒末是第秒和第秒的中间时刻 D. 第秒初到第秒末的时间隔为秒
【答案】C
【解析】A.第秒内就是秒末到秒末这秒时间,故A错误;
B.第秒末与第秒初都是指同一时刻,故B错误;
C.第秒即秒秒,第秒即秒秒,第秒末是第秒和第秒的中间时刻,故C正确;
D.第秒初到第秒末的时间隔为秒,故D错误;
故选C。
【变式训练1】(单选)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是( )
A. 老师说:“明天早上点钟上课,上课分钟。“其中“点钟上课“指的是时间,“上课分钟“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点分以前到校。“其中“点分“指的是时刻
【答案】D
【解析】A、“点钟上课”对应时间轴上的一个点,指的是时刻,“上课分钟”对应时间轴上的一段,指的是时间,故A错误;
B、“你早该到校了“指的是该到校的时刻,对应时间轴上的一个点,故B错误;
C、“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,故C错误;
D、“点分“对应时间轴上的一个点,指的是时刻,故D正确。
故选:。
【变式训练2】(单选)神舟十九号载人飞船历经约小时后,于年月日时分与空间站天和核心舱简称核心舱成功对接,然后一起绕地球运动。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A. 小时是指时刻
B. 时分是指时刻
C. 核心舱一定可看作质点
D. 对接后,以核心舱为参考系,神舟十九号载人飞船是运动的
【答案】B
【解析】A.小时是指时间间隔,A错误;
B.时分是指时刻,B正确;
C.能否将核心舱看成质点关键在于研究的问题受不受核心舱大小的影响,如研究核心舱在轨运行时,可以将其看成质点,若研究核心舱与飞船对接时,则不能将其看成质点,C错误;
D.对接后,以核心舱为参考系,神舟十九号载人飞船是静止的,D错误。
故选B。
题后反思·方法与技巧
时刻对应着一个状态、位置,时间间隔对应物理过程,位置的变化
考点二 位移和路程
必备知识·回顾梳理
1.坐标系
(1)物理意义:能够定量地描述物体的位置。
(2)平面直角坐标系:描述物体在某平面内的具体位置及运动,坐标系构成要素: 原点、正方向、单位长度。
(3)一维坐标系:描述做直线运动的物体的位置及运动。
2.路程:物体运动轨迹的长度。
3.位移
(1)定义:从初位置指向末位置的有向线段。
(2)物理意义:描述物体(质点)位置变化的物理量。
(3)大小:初、末位置间有向线段的长度。
(4)方向:由初位置指向末位置。
4.位移—时间图像
(1)图像的建立:以时刻t为横轴,以位置x为纵轴,其上的图线就是物体的位置—时间图像,是反映物体在任意时刻的位置的图像。
(2)如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像,即x-t图像。
(3)图像的物理意义:表示物体的位移随时间变化的规律,图像上的某一点表示物体在某时刻所处的位置。。
关键能力·规律方法
1.位置和位移的关系
(1)位置:物体的位置可以用它的位置坐标来描述,对应某个时刻,是状态量。
(2)位移:指一段时间间隔内物体位置的变化,对应某段时间间隔,是过程量。
2.直线运动的位移
如图所示,物体做直线运动的初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移记为Δx=x2-x1。
(1)若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;
(2)若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
3.位移与路程的区别和联系
位移
路程
定义
从初位置指向末位置的有向线段
质点运动轨迹的长度
矢标性
矢量,既有大小,又有方向
标量,只有大小,没有方向
决定因素
由初、末位置决定,与运动路径无关
既与初、末位置有关,也与运动路径有关
联系
(1)都是过程量。
(2)位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程
4.应用x-t图像能获得的信息
(1)任意时间内质点运动的位移。
(2)质点发生某段位移所用的时间。
(3)判断质点是静止的还是运动的。
(4)判断质点运动过程中离出发点越来越远,还是越来越近。
(5)图像不过原点,说明开始计时时质点的位置不为零,或经过一段时间才开始运动。
(6)两图线相交,表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。
5.几种常见x-t图像的比较
图像
运动分析
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
例题分析·考点题型
题型1:位移和路程
【例题1】(单选)某田径运动场标准跑道的示意图如图所示,赛跑的起跑点在点,终点在点,赛跑的起跑点和终点都在点。在校运动会中,甲、乙两位同学分别参加了、项目的比赛,甲的位移为,路程为,乙的位移为,路程为。则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】位移是指从初位置到末位置的有向线段,由题意可知,的比赛中,起点和终点的位置相同,所以在的比赛中位移的大小是零,而在的比赛中,起点和终点的直线距离是,所以在的比赛中位移的大小就是,所以甲的位移大小为,乙的位移大小为零,可得;
路程是指所经过的运动轨迹的长度,乙的路程是,甲的路程是,可得;
故A正确,BCD错误。
【例题2】(单选)小芳从原点出发,运动了。第末,她位于原点正东的甲处;第末,她位于原点正北的乙处。则下图中能正确表示小芳在第内位移的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】位移为物体从初位置到末位置的有向线段,故在第内,初位置在位于原点正东的甲处,末位置为原点正北的乙处,故ABD错误,C正确。
故选:。
【变式训练1】(多选)一个物体从点运动到点,则( )
A. 物体的位移可能与物体运动的路程相同
B. 物体的位移可能是正值也可能是负值
C. 物体位移的大小总是小于或等于物体运动的路程
D. 物体的位移是直线,而路程是曲线
【答案】BC
【解析】位移是指描述物体位置变化的物理量,是由起点到终点的有向线段,而路程是物体运动轨迹的长度,不能说二者相同。位移的大小一般是小于或等于路程的,只有单向直线运动时,位移的大小才等于路程,故A错误,C正确;
B.位移的正负表示方向,所以从点运动到点,位移可能是正值也可能是负值,故B正确;
D.若物体的运动轨迹为直线,则路程也可以为直线,故D错误。
故选BC。
【变式训练2】(选)桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和“固定轨道”三部分组成,其简化模型如图所示,其中桥架垂直固定轨道放置。在某次作业中,桥架沿固定轨道向上移动了,小车在桥架上移动了,则该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据位移概念可知,该次作业中小车相对地面的位移大小 ,故选B。
题后反思·方法与技巧
明确位移的定义,即物体从初位置到末位置的有向线段为物体的位移,路程是轨迹的长度。
题型2:位移—空间问题
【例题1】(单选)将一块长、宽、高的砖块,平放在水平地面上,如图所示。当以边为轴转动立起来的过程中,砖块上的点移动的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】位移是从初位置指向末位置的有向线段。所以点的位移大小 。
故选B。
【变式训练1】(单选)如图所示,自行车在水平地面上做匀速直线运动。车轮外边缘半径为,气门芯距轮心的距离为,自行车行驶过程中轮胎不打滑,初始时刻气门芯在最高点,不考虑车轮的形变。气门芯从初始时刻到第一次运动至最低点过程中,下列判断正确的是( )
A. 气门芯通过的路程为
B. 气门芯通过的位移的大小为
C. 气门芯通过的位移的大小为
D. 气门芯通过的路程为
【答案】C
【解析】气门芯通过的路程为曲线,不等于位移大小,故AD错误。
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,如图所示
气门芯的位移大小为
故B错误,C正确;
故选C。
【变式训练2】(多选)如图所示,一边长为的实心立方体木块,一只昆虫从点爬到点.下列说法正确的是 ( )
A. 该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
B. 该昆虫的位移大小为
C. 该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
D. 该昆虫的位移大小为
【答案】CD
【解答】昆虫从点爬到点的位移大小就是立方体的对角线的长度,大小为,故B错误,D正确;
点到点的路程有无数种,由于昆虫只能在实心立方体表面运动,我们可以将表面“展开”,在同一平面内连接、两点交于点,如图所示,昆虫路径为时通过的路程最短,此时路程为,故A错误,C正确。
题后反思·方法与技巧
路程是运动轨迹的长度,而位移是初位置到末位置的有向线段,确定最短路程时,可将立体图形展开变成平面图再进行判断。
题型3:位移—时间图像
【例题1】一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在时刻到这段时间的图像。通过分析回答以下问题。
汽车最远位置距离出发点约为多少米?
汽车在哪段时间没有行驶?
汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
【答案】解:汽车最远位置距离出发点;
汽车在没有行驶;
汽车在驶离出发点,在驶向出发点。
【变式训练1】(单选)研究发现,追赶类游戏对孩子的各项发育都有好处。一小朋友正在和妈妈玩“你追我赶”游戏,小朋友与妈妈沿同一平直道路运动的图像分别如图中的图线、所示。下列说法正确的是( )
A. 妈妈先开始运动 B. 妈妈与小朋友从同一位置开始运动
C. 第末,妈妈追上小朋友 D. 妈妈与小朋友运动的速度大小之比为
【答案】C
【解析】A、小朋友运动后,妈妈开始追赶小朋友,选项A错误
B、小朋友的出发点在妈妈出发点的前方处,选项B错误
C、两图线在第末相交,说明此时妈妈追上小朋友,选项C正确
D、妈妈与小朋友运动的速度大小分别为
、,
可得,选项D错误。
【变式训练2】(单选)一遥控玩具汽车运动的图像如图所示,则玩具汽车在内的位移为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】在时,汽车位置在处,在时,汽车在处,所以汽车在内的位移为。
故选B。
题后反思·方法与技巧
对于x-t图像分析:
(1)时间轴上两点对应的纵坐标差的绝对值等于在这段时间内位移的大小。
(2)图像的纵坐标为正值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相同(或相反);图像的纵坐标为负值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相反(或相同)。
(3).x-t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律,不是质点运动的轨迹,x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。
(4)两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同,即相遇。
(5)截距:图像不过原点O时,若图像在纵轴有截距,则截距表示开始计时时物体的初始位置坐标;若图像在横轴有截距,则截距表示出发时刻。
考点三 矢量和标量
必备知识·回顾梳理
矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量。如位移、力等。
(2)标量:只有大小、没有方向的物理量。如温度、路程等。
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于矢量和标量的正负,下列说法正确的是( )
A. 矢量的正负表示大小,正值一定比负值大
B. 矢量的正负表示方向,正值与负值方向相反
C. 标量的正负表示大小,正值一定比负值大
D. 标量只有正值,没有负值
【答案】B
【解析】矢量既有大小又有方向,矢量的正负表示方向,矢量的绝对值表示大小,则正值与负值方向相反,正值不一定比负值大,A错误,B正确;
有的标量只有正值,比如路程;有的标量有正负之分,有的标量正值一定比负值大,有的标量正值不一定比负值大,、D错误.
【变式训练1】(单选)下列关于矢量标量说法正确的是( )
A. 质量、位移、速度、力都是矢量
B. 描述矢量既要说明大小,又要指明方向
C. 的速度比的速度小
D. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量有时是矢量,有时是标量
【答案】B
【解析】A.位移、速度、力既有大小又有方向都是矢量,而质量是只有大小的物理量,是标量,故A错误;
B.矢量既有大小,又有方向,所以描述矢量既要说明大小,又要指明方向,故B正确;
C.矢量前面的符号表示方向,矢量比较大小看绝对值,故的速度比的速度大,故C错误;
D.矢量和标量是两个完全不同的物理量,一个量不可能既是矢量又是标量,故D错误。
【变式训练2】(单选)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A. 取定正方向,做直线运动的甲、乙两物体的位移,,因为甲的位移为正,乙的位移为负,所以
B. 甲、乙两物体运动的位移大小均为,这两个物体的位移必定相同
C. 温度计读数有正、有负,所以温度也是矢量
D. 温度计读数的正、负号表示温度高低,不表示方向,温度是标量
【答案】D
【解析】位移是矢量,其符号代表方向,大小是其绝对值,则知甲的位移小于乙的位移,故A错误;位移是矢量,只有大小和方向都相同时,位移才相同,所以两物体运动的位移大小均为,这两个物体的位移不一定相同,故B错误;温度是标量,其正负表示温度的高低,不表示方向,故C错误,D正确.
题后反思·方法与技巧
对于矢量与标量,要掌握它们的两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数加减法则.矢量的正负只表示方向,不表示大小。
考点四 打点计时器
必备知识·回顾梳理
电磁打点计时器
电火花计时器
结构图示
工作电源
约为8 V交流电
220 V交流电
打点方式
振针周期性上、下振动
周期性产生电火花
打点周期
0.02 s(使用50 Hz交流电)
记录信息
运动物体的位移、时间
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)在用电火花打点计时器测速度的实验中,下列说法正确的是( )
A. 电源应选择直流电 B. 电源应选择交流电
C. 小车在释放之前要靠近打点计时器 D. 实验时应先释放小车,后接通电源
【答案】C
【解析】电火花打点计时器使用交流电,故AB错误;
为充分利用纸带,小车在释放之前要靠近打点计时器,实验时应先接通电源,后释放小车,故C正确,D错误。
故选C。
【变式训练1】(单选)关于电火花打点计时器,下列说法正确的是( )
A. 工作电源为直流电 B. 在纸带上打点的是振针和墨粉
C. 可以用来记录物体运动的时间和位移 D. 它的计时原理与电磁打点计时器不同
【答案】C
【解析】A.电火花打点计时器的工作电源是的交流电,而不是直流电,故A错误;
B.电火花打点计时器在纸带上打点的是电火花和墨粉,而不是振针和墨粉,电磁打点计时器是利用振针和复写纸打点的,故B错误。
C.电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,都可以用来记录物体运动的时间和位移,通过打点的时间间隔确定时间,通过测量点与点之间的距离确定位移,故C正确。
D.电火花打点计时器和电磁打点计时器的计时原理是相同的,都是通过交流电源的周期性变化,使得打点计时器每隔相同的时间在纸带上打下一个点,从而记录时间,故D错误。
【变式训练2】(单选)用打点计时器时应注意的事项错误的是( )
A. 使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B. 使用打点计时器时应先拉动纸带,再接电源
C. 使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行
D. 电磁打点计时器应使用低压交流电源
【答案】B
【解析】A.使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,使复写纸片能够均匀转动,故A正确;
B.使用打点计时器时应先接电源,再拉动纸带,故B错误;
C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行,故C正确;
D.电磁打点计时器,使用约的低压交流电源,故D正确。
本题选择错误的选项,故选:。
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.下列关于运动学基本概念的表述,正确的是( )
A. 质点虽然是一个理想化模型,但现实生活还是存在质点的
B. 位移、速率、平均速度和加速度都是矢量
C. 参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果完全相同
D. 年月日上午时分,我国酒泉卫星发射中心用“一箭双星”的方式成功将“四维高景二号”星、星送入预定轨道,其中的时分指的是时刻
【答案】D
【解析】A.质点是一个理想化模型,现实生活中并不存在质点,故A错误;
B.速率是标量,位移、平均速度和加速度是矢量,故B错误;
C.参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果往往不同,故C错误;
D.时分指的是时刻,故D正确。
故选D。
2.以下说法中正确的是( )
A. 诗句“不疑行船动,唯看远树来”中“远树来”所选择的参考系是河岸
B. 央视“焦点访谈”节目在每晚的时分开播,这里的“时分”指的是时刻
C. 在花样滑冰比赛中判断运动员滑冰的技术难度时,是将运动员看作质点的
D. 位移一般要比路程小,但在单向直线运动中,位移就是路程
【答案】B
【解析】A、以行船为参照物,远处的树和行船之间的位置不断发生变化,树是运动的,所以会感到“远树来”,故A错误;
B、“焦点访谈”节目在每晚的时分开播,这里的“时分”是时间轴上的点,指的是时刻,故B正确;
C、研究花样滑冰的运动员在比赛中的姿态对应的技术难度时,其自身大小不可忽略,否则无法打分比赛,所以运动员不能看作质点,故C错误;
D、路程与位移是两个不同的概念,位移一般要比路程小,但在单向直线运动中,位移大小等于路程,但不能说位移就是路程,故D错误。
故选:。
3.年巴黎奥运会跳水女子双人米台决赛于当地时间月日点举行,中国选手全红婵和陈芋汐以分的绝对优势夺得冠军。同时,这也是中国队在奥运会该项目的七连冠。比赛情境如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 月日点指的是时间间隔
B. 两人在下落过程中,感觉水面是静止的
C. 全红婵从起跳到入水过程中的路程就是位移的大小
D. 教练在指导她们训练时,不能将两人看成质点
【答案】D
【解析】A、月日点在时间轴上对应一点,指的是时刻,故A错误;
B、两人在下落过程中,水相对于两人的位置发生变化,感觉水面是运动的以两人为参考系,故B错误;
C、位移是矢量,大小只跟运动起点、终点位置有关,路程是标量,大小跟物体运动经过的路径有关,显然全红婵从起跳后到入水的过程中路程大于位移的大小,故C错误;
D、教练在指导她们训练时,要关注她们的动作,其大小和形状不能忽略,不能将两人看成质点,故D正确。
4.小赵同学暑假与爸爸妈妈一起从玉林自驾车到桂林旅行,他们用高德地图导航,按如图所示线路于驾车从家里出发,到达桂林市汽车南站,总共历时为小时分钟,显示总里程为公里。以下说法正确的是( )
A. “”为时间间隔 B. “小时分钟”为时刻
C. “公里”为行驶的路程 D. “公里”为行驶的位移
【答案】C
【解析】A、“”为时刻,故A错误;
B、“小时分钟”为时间间隔,故B错误;
、“公里”为行驶的路程,故C正确,D错误。
5.关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说法中正确的是( )
A. 电磁打点计时器的工作电压约为
B. 电磁打点计时器是使用直流电源的仪器
C. 电火花计时器不可直接记录时间和位移
D. 电火花计时器在纸带上打点的是振针和复写纸
【答案】A
【解析】电磁打点计时器使用的是左右的交流电源,故B错误,A正确;
C.电火花计时器可直接记录时间和位移,故C错误;
D.电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉,故D错误。
6.打点计时器是中学物理实验中常用的物理仪器,它可以在有限长度的纸带上打出一系列的点,人们通过对相关点间的距离的测量,便可测量出带动纸带的小车或滑块的平均速度、瞬时速度及加速度。某次使用打点计时器研究某小车的运动时,所用交流电源的频率为。关于该打点计时器的下列说法正确的是( )
A. 使用打点计时器时,应先释放纸带后接通电源
B. 打出相邻计时点的时间间隔为
C. 纸带上两相邻计数点间还有四个计时点,则打出两相邻计数点的时间间隔为
D. 打点计时器也可使用低压直流电源
【答案】C
【解析】A.使用打点计时器时,应先接通电源后释放纸带,故A错误;
B.打点计时器所用交流电源的频率为时,打出相邻两个计时点的时间间隔为
故B错误;
C.纸带上两相邻计数点间还有四个计时点,则打出两相邻计数点的时间间隔为
故C正确;
D.无论是哪种打点计时器都使用的是交流电源,故D错误。
故选C。
7.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是( )
A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 平均速度
【答案】A
【解析】解:、位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离即可得出,故A正确;
B、瞬时速度可以用平均速度代替,要进行计算,故B错误;
C、加速度大小可以通过匀变速直线运动的推论逐差法求出,故C错误;
D、平均速度的求解需要运用物理公式运算,故D错误。
故选:。
8.下列关于描述运动的物理量的理解正确的是( )
A. 质点是理想化物理模型,实际生活中是不存在的
B. 参考系是为了描述运动引入的,所以只能以静止的物体为参考系
C. 第一秒末到第二秒初的时间间隔是一秒钟
D. 位移是矢量,路程是标量,所以路程是位移的大小
【答案】A
【解答】A.质点是人们为了研究问题的方便而忽略物体的形状和大小而人为引入的一个理想化模型,实际上并不存在,故 A正确;
B. 参考系是为了描述运动引入的,参考系的选择是任意的,故B错误;
C. 第一秒末和第二秒初是同一时刻,第一秒末到第二秒初的时间间隔是零,故C错误;
D. 位移是矢量,路程是标量,只有在单向直线运动中,路程才等于位移的大小,故D错误。
故选A。
9.下列说法中正确的是( )
A. 物体在第内指的是物体从第末到第末这的时间
B. 物质由原子组成,原子很小,光学显微镜都看不见,因此原子一定能看作成质点
C. 只有静止的物体才能被选作参考系
D. 物体做直线运动时,位移大小等于路程
【答案】A
【解答】A、物体在第内指的是物体从第末到第末这的时间,故A正确;
B、原子很小,不一定能看成质点,如原子的质量很小,在研究原子内部结构的时候是不能看成质点的,故B错误;
C、参考系的选取是任意的,任何物体都可以作为参考系,故C错误;
D、物体做单向直线运动时,位移大小等于路程,故D错误。
10.年月日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利送入太空,名航天员进入空间站天和核心舱与地球表面不同步,正式开启个月的太空之旅。据以上信息推断,下列说法正确的是( )
A. “个月”指的是时刻
B. 航天员在核心舱休息时,相对于地面是静止的
C. 以地心为参考系,天和核心舱绕地球飞行一圈,位移为零
D. 研究天和核心舱绕地球飞行时的速度,应选择核心舱作为参考系
【答案】C
【解答】A.“个月”指的是时间间隔,故A错误;
B.航天员在核心舱休息时,相对于核心舱是静止的,相对于地面是运动的,故B错误;
C.位移是初位置指向末位置的有向线段,以地心为参考系,天和核心舱绕地球飞行一圈,位移为零,故C正确;
D.研究天和核心舱绕地球飞行时的速度,应选择地面作为参考系,故D错误。
故选C。
11.小明在玩“跳跳鼠”手机游戏时,让跳跳鼠在手机屏幕上由点出发,沿直线运动到点,吃到一次食物.然后又由点沿直线运动到点,接着又由点沿直线运动到点,最后又由点沿直线运动到点,各吃到一次食物.平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为,则( )
A. 跳跳鼠的运动轨迹是一条直线
B. 跳跳鼠不会两次通过同一点
C. 整个过程中跳跳鼠的位移大小为
D. 整个过程中跳跳鼠的位移与由点运动到点的位移方向相反
【答案】D
【解析】根据跳跳鼠的运动轨迹可知,跳跳鼠的运动轨迹是折线,故A错误;
图中有交点,说明跳跳鼠会两次通过同一点,故B错误;
整个过程的初位置坐标为,末位置坐标为,故位移大小为,故C错误;
整个过程中跳跳鼠的位移与由点运动到点的位移方向相反,整个过程中的位移方向为与轴正方向成角斜向上,故D正确.
12.一实心圆柱体的轴截面为矩形,底面直径,高,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从点爬到点觅食,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )
A. 位移为 B. 位移为 C. 路程为 D. 路程为
【答案】B
【解析】蚂蚁的位移为,路程,故选B。
13.、两物体图像如图所示,由图可知( )
A. 在内两物体的位移相同,末两物体相遇
B. 从第末起,两物体运动方向相同,且
C. 两物体从不同位置出发,比迟开始运动
D. 内两物体的平均速度相等
【答案】B
【解析】A.由图可知,在内,物体的位移为,物体的位移为,所以在内两物体的位移不相同,末两物体相遇,故A错误;
B.图象的斜率大小表示物体运动的速度大小,斜率的正负表示物体运动的方向,由题图可知,从第末起,两物体运动方向相同,且,B正确
C.物体的出发点在距离原点处,物体的出发点在原点处,比迟开始运动,C错误
D.末、相遇,物体在内的位移为,物体在内的位移为,,,D错误。
14.如图是一物体的图象,则该物体在内的位移是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:物体在内初位置在处,末位置也在处,则该物体在内的位移是
故选:。
二、多选题。
15.年月日,我国神舟十八号载人飞船顺利进入预定圆形轨道,入轨后在轨道上运行的速度大小不变。年月日时分,神舟十八号乘组航天员完成了约的出舱活动。下列说法正确的是( )
A. “年月日时分”指的是时间间隔
B. “”指的是时间间隔
C. 研究航天员出舱时的技术动作时,可以将航天员视为质点
D. 若已知地球的半径、圆形轨道距地面的高度以及神舟十八号绕地球运行一周所需的时间,则可算出航天员出舱活动过程中对地的总路程
【答案】BD
【解析】A.“年月日时分”指的是时刻,选项A错误;
B.“ ”指的是时间间隔,选项B正确;
C.研究航天员出舱时的技术动作时,航天员的大小与形状不能忽略,不能将航天员视为质点,选项C错误;
D.在地球的半径 、圆形轨道距地面的高度 以及神舟十八号绕地球运行一周所需的时间 均已知的情况下,根据 可算出航天员出舱活动的总路程 ,选项D正确。
故选BD。
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目录
第02课时 时间、位移 1
考点一 时刻与时间间隔 1
考点二 位移和路程 2
题型1:位移和路程 4
题型2:位移—空间问题 5
题型3:位移—时间图像 6
考点三 矢量和标量 7
考点四 打点计时器 8
巩固训练·提升能力 9
第02课时 时间、位移
考点一 时刻与时间间隔
必备知识·回顾梳理
1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上,时刻用点表示。
2.时间间隔:表示两个时刻之间的间隔,在表示时间的数轴上,时间间隔用线段表示。
关键能力·规律方法
1.时刻与时间间隔的比较
时刻
时间间隔
物理意义
指某一瞬间
指两个时刻的间隔
关键词
“第n s初”“第n s末”等
“第n s内”“前n s”“后n s内”等
联系
(1)时间间隔是一系列连续时刻的积累,两个时刻之间为一段时间间隔。
(2)时间间隔对应一段运动过程,好比一段录像;时刻对应运动过程中的某个状态,好比一张照片
2.时刻与时间间隔在时间轴上的表示
(1)“第n s(内)”是时间间隔,时间是1 s。“n秒内”是指n秒的时间。
(2)“第n s末”与“第(n+1)s初”是指同一时刻。
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)下列关于时间及时刻表述正确的是( )
A. 第秒内就是秒末到秒末这秒时间 B. 第秒末与第秒初是指不同时刻
C. 第秒末是第秒和第秒的中间时刻 D. 第秒初到第秒末的时间隔为秒
【变式训练1】(单选)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是( )
A. 老师说:“明天早上点钟上课,上课分钟。“其中“点钟上课“指的是时间,“上课分钟“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点分以前到校。“其中“点分“指的是时刻
【变式训练2】(单选)神舟十九号载人飞船历经约小时后,于年月日时分与空间站天和核心舱简称核心舱成功对接,然后一起绕地球运动。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A. 小时是指时刻
B. 时分是指时刻
C. 核心舱一定可看作质点
D. 对接后,以核心舱为参考系,神舟十九号载人飞船是运动的
题后反思·方法与技巧
时刻对应着一个状态、位置,时间间隔对应物理过程,位置的变化
考点二 位移和路程
必备知识·回顾梳理
1.坐标系
(1)物理意义:能够定量地描述物体的位置。
(2)平面直角坐标系:描述物体在某平面内的具体位置及运动,坐标系构成要素: 原点、正方向、单位长度。
(3)一维坐标系:描述做直线运动的物体的位置及运动。
2.路程:物体运动轨迹的长度。
3.位移
(1)定义:从初位置指向末位置的有向线段。
(2)物理意义:描述物体(质点)位置变化的物理量。
(3)大小:初、末位置间有向线段的长度。
(4)方向:由初位置指向末位置。
4.位移—时间图像
(1)图像的建立:以时刻t为横轴,以位置x为纵轴,其上的图线就是物体的位置—时间图像,是反映物体在任意时刻的位置的图像。
(2)如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像,即x-t图像。
(3)图像的物理意义:表示物体的位移随时间变化的规律,图像上的某一点表示物体在某时刻所处的位置。。
关键能力·规律方法
1.位置和位移的关系
(1)位置:物体的位置可以用它的位置坐标来描述,对应某个时刻,是状态量。
(2)位移:指一段时间间隔内物体位置的变化,对应某段时间间隔,是过程量。
2.直线运动的位移
如图所示,物体做直线运动的初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移记为Δx=x2-x1。
(1)若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;
(2)若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
3.位移与路程的区别和联系
位移
路程
定义
从初位置指向末位置的有向线段
质点运动轨迹的长度
矢标性
矢量,既有大小,又有方向
标量,只有大小,没有方向
决定因素
由初、末位置决定,与运动路径无关
既与初、末位置有关,也与运动路径有关
联系
(1)都是过程量。
(2)位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程
4.应用x-t图像能获得的信息
(1)任意时间内质点运动的位移。
(2)质点发生某段位移所用的时间。
(3)判断质点是静止的还是运动的。
(4)判断质点运动过程中离出发点越来越远,还是越来越近。
(5)图像不过原点,说明开始计时时质点的位置不为零,或经过一段时间才开始运动。
(6)两图线相交,表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。
5.几种常见x-t图像的比较
图像
运动分析
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
例题分析·考点题型
题型1:位移和路程
【例题1】(单选)某田径运动场标准跑道的示意图如图所示,赛跑的起跑点在点,终点在点,赛跑的起跑点和终点都在点。在校运动会中,甲、乙两位同学分别参加了、项目的比赛,甲的位移为,路程为,乙的位移为,路程为。则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【例题2】(单选)小芳从原点出发,运动了。第末,她位于原点正东的甲处;第末,她位于原点正北的乙处。则下图中能正确表示小芳在第内位移的是( )
A. B. C. D.
【变式训练1】(多选)一个物体从点运动到点,则( )
A. 物体的位移可能与物体运动的路程相同
B. 物体的位移可能是正值也可能是负值
C. 物体位移的大小总是小于或等于物体运动的路程
D. 物体的位移是直线,而路程是曲线
【变式训练2】(选)桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和“固定轨道”三部分组成,其简化模型如图所示,其中桥架垂直固定轨道放置。在某次作业中,桥架沿固定轨道向上移动了,小车在桥架上移动了,则该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A. B. C. D.
题后反思·方法与技巧
明确位移的定义,即物体从初位置到末位置的有向线段为物体的位移,路程是轨迹的长度。
题型2:位移—空间问题
【例题1】(单选)将一块长、宽、高的砖块,平放在水平地面上,如图所示。当以边为轴转动立起来的过程中,砖块上的点移动的位移大小为( )
A. B. C. D.
【变式训练1】(单选)如图所示,自行车在水平地面上做匀速直线运动。车轮外边缘半径为,气门芯距轮心的距离为,自行车行驶过程中轮胎不打滑,初始时刻气门芯在最高点,不考虑车轮的形变。气门芯从初始时刻到第一次运动至最低点过程中,下列判断正确的是( )
A. 气门芯通过的路程为
B. 气门芯通过的位移的大小为
C. 气门芯通过的位移的大小为
D. 气门芯通过的路程为
【变式训练2】(多选)如图所示,一边长为的实心立方体木块,一只昆虫从点爬到点.下列说法正确的是 ( )
A. 该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
B. 该昆虫的位移大小为
C. 该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
D. 该昆虫的位移大小为
题后反思·方法与技巧
路程是运动轨迹的长度,而位移是初位置到末位置的有向线段,确定最短路程时,可将立体图形展开变成平面图再进行判断。
题型3:位移—时间图像
【例题1】一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在时刻到这段时间的图像。通过分析回答以下问题。
汽车最远位置距离出发点约为多少米?
汽车在哪段时间没有行驶?
汽车在哪段时间驶离出发点,在哪段时间驶向出发点?
【变式训练1】(单选)研究发现,追赶类游戏对孩子的各项发育都有好处。一小朋友正在和妈妈玩“你追我赶”游戏,小朋友与妈妈沿同一平直道路运动的图像分别如图中的图线、所示。下列说法正确的是( )
A. 妈妈先开始运动 B. 妈妈与小朋友从同一位置开始运动
C. 第末,妈妈追上小朋友 D. 妈妈与小朋友运动的速度大小之比为
【变式训练2】(单选)一遥控玩具汽车运动的图像如图所示,则玩具汽车在内的位移为( )
A. B. C. D.
题后反思·方法与技巧
对于x-t图像分析:
(1)时间轴上两点对应的纵坐标差的绝对值等于在这段时间内位移的大小。
(2)图像的纵坐标为正值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相同(或相反);图像的纵坐标为负值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相反(或相同)。
(3).x-t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律,不是质点运动的轨迹,x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。
(4)两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同,即相遇。
(5)截距:图像不过原点O时,若图像在纵轴有截距,则截距表示开始计时时物体的初始位置坐标;若图像在横轴有截距,则截距表示出发时刻。
考点三 矢量和标量
必备知识·回顾梳理
矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量。如位移、力等。
(2)标量:只有大小、没有方向的物理量。如温度、路程等。
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于矢量和标量的正负,下列说法正确的是( )
A. 矢量的正负表示大小,正值一定比负值大
B. 矢量的正负表示方向,正值与负值方向相反
C. 标量的正负表示大小,正值一定比负值大
D. 标量只有正值,没有负值
【变式训练1】(单选)下列关于矢量标量说法正确的是( )
A. 质量、位移、速度、力都是矢量
B. 描述矢量既要说明大小,又要指明方向
C. 的速度比的速度小
D. 矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量有时是矢量,有时是标量
【变式训练2】(单选)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A. 取定正方向,做直线运动的甲、乙两物体的位移,,因为甲的位移为正,乙的位移为负,所以
B. 甲、乙两物体运动的位移大小均为,这两个物体的位移必定相同
C. 温度计读数有正、有负,所以温度也是矢量
D. 温度计读数的正、负号表示温度高低,不表示方向,温度是标量
题后反思·方法与技巧
对于矢量与标量,要掌握它们的两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数加减法则.矢量的正负只表示方向,不表示大小。
考点四 打点计时器
必备知识·回顾梳理
电磁打点计时器
电火花计时器
结构图示
工作电源
约为8 V交流电
220 V交流电
打点方式
振针周期性上、下振动
周期性产生电火花
打点周期
0.02 s(使用50 Hz交流电)
记录信息
运动物体的位移、时间
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)在用电火花打点计时器测速度的实验中,下列说法正确的是( )
A. 电源应选择直流电 B. 电源应选择交流电
C. 小车在释放之前要靠近打点计时器 D. 实验时应先释放小车,后接通电源
【变式训练1】(单选)关于电火花打点计时器,下列说法正确的是( )
A. 工作电源为直流电 B. 在纸带上打点的是振针和墨粉
C. 可以用来记录物体运动的时间和位移 D. 它的计时原理与电磁打点计时器不同
【变式训练2】(单选)用打点计时器时应注意的事项错误的是( )
A. 使用电磁打点计时器应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B. 使用打点计时器时应先拉动纸带,再接电源
C. 使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行
D. 电磁打点计时器应使用低压交流电源
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.下列关于运动学基本概念的表述,正确的是( )
A. 质点虽然是一个理想化模型,但现实生活还是存在质点的
B. 位移、速率、平均速度和加速度都是矢量
C. 参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果完全相同
D. 年月日上午时分,我国酒泉卫星发射中心用“一箭双星”的方式成功将“四维高景二号”星、星送入预定轨道,其中的时分指的是时刻
2.以下说法中正确的是( )
A. 诗句“不疑行船动,唯看远树来”中“远树来”所选择的参考系是河岸
B. 央视“焦点访谈”节目在每晚的时分开播,这里的“时分”指的是时刻
C. 在花样滑冰比赛中判断运动员滑冰的技术难度时,是将运动员看作质点的
D. 位移一般要比路程小,但在单向直线运动中,位移就是路程
3.年巴黎奥运会跳水女子双人米台决赛于当地时间月日点举行,中国选手全红婵和陈芋汐以分的绝对优势夺得冠军。同时,这也是中国队在奥运会该项目的七连冠。比赛情境如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 月日点指的是时间间隔
B. 两人在下落过程中,感觉水面是静止的
C. 全红婵从起跳到入水过程中的路程就是位移的大小
D. 教练在指导她们训练时,不能将两人看成质点
4.小赵同学暑假与爸爸妈妈一起从玉林自驾车到桂林旅行,他们用高德地图导航,按如图所示线路于驾车从家里出发,到达桂林市汽车南站,总共历时为小时分钟,显示总里程为公里。以下说法正确的是( )
A. “”为时间间隔 B. “小时分钟”为时刻
C. “公里”为行驶的路程 D. “公里”为行驶的位移
5.关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说法中正确的是( )
A. 电磁打点计时器的工作电压约为
B. 电磁打点计时器是使用直流电源的仪器
C. 电火花计时器不可直接记录时间和位移
D. 电火花计时器在纸带上打点的是振针和复写纸
6.打点计时器是中学物理实验中常用的物理仪器,它可以在有限长度的纸带上打出一系列的点,人们通过对相关点间的距离的测量,便可测量出带动纸带的小车或滑块的平均速度、瞬时速度及加速度。某次使用打点计时器研究某小车的运动时,所用交流电源的频率为。关于该打点计时器的下列说法正确的是( )
A. 使用打点计时器时,应先释放纸带后接通电源
B. 打出相邻计时点的时间间隔为
C. 纸带上两相邻计数点间还有四个计时点,则打出两相邻计数点的时间间隔为
D. 打点计时器也可使用低压直流电源
7.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,可以从打点计时器打出的纸带上直接测量得到的物理量是( )
A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 平均速度
8.下列关于描述运动的物理量的理解正确的是( )
A. 质点是理想化物理模型,实际生活中是不存在的
B. 参考系是为了描述运动引入的,所以只能以静止的物体为参考系
C. 第一秒末到第二秒初的时间间隔是一秒钟
D. 位移是矢量,路程是标量,所以路程是位移的大小
9.下列说法中正确的是( )
A. 物体在第内指的是物体从第末到第末这的时间
B. 物质由原子组成,原子很小,光学显微镜都看不见,因此原子一定能看作成质点
C. 只有静止的物体才能被选作参考系
D. 物体做直线运动时,位移大小等于路程
10.年月日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利送入太空,名航天员进入空间站天和核心舱与地球表面不同步,正式开启个月的太空之旅。据以上信息推断,下列说法正确的是( )
A. “个月”指的是时刻
B. 航天员在核心舱休息时,相对于地面是静止的
C. 以地心为参考系,天和核心舱绕地球飞行一圈,位移为零
D. 研究天和核心舱绕地球飞行时的速度,应选择核心舱作为参考系
11.小明在玩“跳跳鼠”手机游戏时,让跳跳鼠在手机屏幕上由点出发,沿直线运动到点,吃到一次食物.然后又由点沿直线运动到点,接着又由点沿直线运动到点,最后又由点沿直线运动到点,各吃到一次食物.平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为,则( )
A. 跳跳鼠的运动轨迹是一条直线
B. 跳跳鼠不会两次通过同一点
C. 整个过程中跳跳鼠的位移大小为
D. 整个过程中跳跳鼠的位移与由点运动到点的位移方向相反
12.一实心圆柱体的轴截面为矩形,底面直径,高,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从点爬到点觅食,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )
A. 位移为 B. 位移为 C. 路程为 D. 路程为
13.、两物体图像如图所示,由图可知( )
A. 在内两物体的位移相同,末两物体相遇
B. 从第末起,两物体运动方向相同,且
C. 两物体从不同位置出发,比迟开始运动
D. 内两物体的平均速度相等
14.如图是一物体的图象,则该物体在内的位移是( )
A. B. C. D.
二、多选题。
15.年月日,我国神舟十八号载人飞船顺利进入预定圆形轨道,入轨后在轨道上运行的速度大小不变。年月日时分,神舟十八号乘组航天员完成了约的出舱活动。下列说法正确的是( )
A. “年月日时分”指的是时间间隔
B. “”指的是时间间隔
C. 研究航天员出舱时的技术动作时,可以将航天员视为质点
D. 若已知地球的半径、圆形轨道距地面的高度以及神舟十八号绕地球运行一周所需的时间,则可算出航天员出舱活动过程中对地的总路程
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