第1章 第2节 时间 位移 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

第2节　时间　位移(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 理解位移 学考 层级 1.知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法。 2.理解位置、位移等概念的含义。 3.了解矢量、标量的含义，理解位移的矢量性。 4.了解打点计时器的基本结构和工作原理。 选考 层级 1.理解位移—时间图像的物理意义。 2.会在实际问题中正确分析位置、位移等。 3.会在一维坐标系中表示物体做直线运动的位置、位移等物理量。 逐点清(一)　时刻和时间间隔 [多维度理解] 1.时刻：指某一瞬间。在表示时间的数轴上，时刻用点表示。 2.时间间隔：指某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。 3.时刻与时间间隔的比较 项目 时刻 时间间隔 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1 s末”“第2 s初”“3 s时” “内”，如“第2 s内”“前3 s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 [全方位练明] 1.(2025·四川广元期中)“从广元盘龙机场出发的CA1458次航班14点40分起飞，经过2个小时抵达北京首都机场”，这段描述中关于时间间隔和时刻的说法下列正确的是 (　 ) A.“14点40分”和“2小时”都表示时间间隔 B.“14点40分”和“2小时”都表示时刻 C.“14点40分”表示时刻，“2小时”表示时间间隔 D.“14点40分”表示时间间隔，“2小时”表示时刻 解析：选C　“14点40分”表示起飞的时刻，“2小时”表示飞行过程的时间间隔。故选C。 2.关于图示时间轴上的时刻和时间间隔，下列说法正确的是 (　 ) A.t1表示时刻，其含义是第 1 s末或第 2 s初 B.t3表示时刻，其含义是第 2 s末或第 3 s初 C.t1~t2表示时间间隔，其含义是 2 s内 D.t0~t3表示时间间隔，其含义是 2 s内 解析：选A　t1表示时刻，其含义是第 1 s末或第 2 s 初，故A正确；t3表示时刻，其含义是第 4 s初或第3 s 末，故B错误；t1~t2表示时间间隔，经历的时间为1 s，表示第 2 s内，故C错误；t0~t3表示时间间隔，经历的时间为 3 s，表示前 3 s内，故D错误。 3.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 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”指的是时刻 解析：选D　“8点钟上课”是时间点，指的是时刻，“上课45分钟”是时间段，指的是时间间隔，A错误；“你早该到校了”指的是到校的时间点，指的是时刻，B错误；“从家里出来晚了”是时间点，指的是时刻，C错误；“7点50分”是时间点，指的是时刻，D正确。 逐点清(二)　位置和位移 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.坐标系 (1)建立目的：为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。 (2)坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。 2.路程：物体运动轨迹的长度。 3.位移 (1)定义：由初位置指向末位置的有向线段。 (2)物理意义：描述物体位置变化的物理量。 (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.矢量和标量 (1)矢量：既有大小又有方向的物理量。 (2)标量：只有大小没有方向的物理量。 　　[典例]　(2024·石家庄高一检测)一个人晨练，按如图所示走半径为R的中国古代的太极图，中央的S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，求： (1)他从A点第一次走到O点时的位移大小和方向。 (2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程。 [解析]　(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小等于线段AO的长度，即x1=R，位移的方向为由北指向南。 (2)他从A点第一次走到D点时的位移大小等于线段AD的长度，即x2==R，位移的方向为东偏南45°角。 从A点第一次走到D点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s=×2πR+2π×=2.5πR。 [答案]　(1)R，方向由北指向南 (2)R，方向为东偏南45°角　2.5πR 　　[辨析比较]　 　　位移和路程的区别与联系 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 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 [全方位练明] 1.下列关于路程和位移的说法正确的是 (　 ) A.物体做单一方向的直线运动时，位移的大小等于路程 B.路程是矢量，位移是标量 C.在任何情况下，路程都大于位移的大小 D.位移为零时，路程也一定为零 解析：选A　路程是标量，位移是矢量，B错误；物体做单一方向的直线运动时，位移的大小等于路程，其他情况下，路程大于位移的大小，A正确，C错误；物体运动一段过程，终点与起点重合时，位移为零，但路程不为零，D错误。 2.(2025·安徽合肥期末)关于矢量和标量，下列正确的是 (　 ) A.只有大小没有方向的物理量叫作标量 B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同 C.做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲=3 m，x乙=-5 m，因为甲的位移为正，乙的位移为负，所以x甲>x乙 D.温度计的读数有正、负之分，所以温度是矢量 解析：选A　只有大小没有方向的物理量叫作标量，A正确；位移有大小和方向，甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，这两个物体的位移不一定相同，B错误；位移的正、负号只表示方向而不表示大小，C错误；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，D错误。 3.如图所示，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。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了8 m，小车在桥架上单向移动了6 m。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.14 m 解析：选C　根据题意，桥架移动方向与小车在桥架上移动方向相互垂直。根据平行四边形定则，小车相对地面的位移大小为10 m。 逐点清(三)　位移—时间图像 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.直线运动的位移 (1)物体的初、末位置：在一维坐标系中可用位置坐标x1、x2表示。 (2)物体的位移等于两个位置的坐标变化量，即：Δx=x2-x1。 2.位移—时间图像(x-t图像) (1)建立坐标轴：用横轴表示时刻t，纵轴表示物体的位置x，坐标原点为物体运动的初始位置。 (2)图像的意义：通过x-t图像可以直观地看出物体在任意时刻的位置或物体在不同时间内的位移。 3.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)判断质点运动的快慢。 (5)判断质点运动过程中离出发点是越来越远还是越来越近。 (6)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。 (7)两图线相交，表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。 [微点拨] 　　位移—时间图像只能描述物体做直线运动的情况，不能描述曲线运动。 　　[典例]　沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x-t图像如图所示，下列说法正确的是 (　 ) A.前5 s内A、B的位移均为10 m B.两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动 C.在前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇 D.从3 s末开始，两物体运动方向相同，且A比B运动得快 　　[解析]　5 s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5 s内，A通过的位移为10 m，B通过的位移为5 m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5 m处出发，A在B运动3 s后开始运动，B错误；在x-t图像中图线的斜率表示运动的快慢和方向，从3 s末开始，两图线的斜率均为正值，说明两物体均沿正方向运动，A的x-t图线的斜率比B的x-t图线的斜率大，说明A运动得比B快，D正确。 [答案]　D [全方位练明] 1.(2025·石家庄高一检测)(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，xOA=xAB=xCO=xDC=1 m，O点为x轴上的原点，且质点由A点出发，向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是 (　 ) A.质点从A→B→C发生的位移为2 m，方向沿x轴正方向，路程为4 m B.质点从B→D发生的位移为-4 m，方向沿x轴负方向，路程为4 m C.当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标-2 m表示 D.当质点到达D点时，相对于A点的位移为-3 m 解析：选BCD　质点从A→B→C的过程内，位移大小为2 m，位移方向为A到C，沿x轴负方向，所以位移为-2 m，路程为4 m，A错误；从B→D的过程，质点经过的路程为4 m，位移方向由B指向D，与正方向相反，沿x轴负方向，所以位移为-4 m，B正确；当质点到达D点时，位置在原点的左侧，坐标为-2 m，C正确；当质点到达D点时，在A点左侧3 m处，沿x轴负方向，所以D点相对于A点的位移为-3 m，D正确。 2.一辆汽车在沿着平直道路行驶，在t=0到t=40 s的时间内的位移—时间图像如图所示，则这40 s内汽车 (　 ) A.在前10 s内向负方向运动 B.在10~20 s内没有行驶 C.离出发点最远距离为750 m D.在20~40 s内驶离出发点 解析：选B　由题图可知，0~10 s内汽车的位移逐渐增大，向正方向运动，故A错误；在10~20 s内汽车停在x=30 m处，汽车没有行驶，故B正确；汽车在20~40 s内向出发点行驶，离出发点最远距离为30 m，故C、D错误。 逐点清(四)　位移和时间的测量 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.打点计时器的分类 (1)电磁打点计时器。 (2)电火花计时器。 2.打点计时器的工作原理 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点。当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s 打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。  3.两种打点计时器的比较 项目 电磁打点计时器 电火花计时器 结构 示意图 打点原理 电磁作用下振针上下周期性振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点 工作电源 约为8 V交流电源 220 V交流电源 打点周期 0.02 s 0.02 s 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，比前者小 功能 功能相同，都是计时仪器 4.用打点计时器测量位移和时间的步骤 (1)安装、固定打点计时器，并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。 (2)接通电源待打点计时器稳定工作后，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。 (3)取下纸带从便于测量的位置开始(起始点)，往后数出若干个点。如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。 (4)用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。 [全方位练明] 1.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是　　　　计时器；  (2)电磁打点计时器使用的电源为　　　　　　，打点的时间间隔为0.02 s。  解析：(1)由题图可知，B是电磁打点计时器，A是电火花计时器。 (2)电磁打点计时器使用8 V左右的交流电源。 答案：(1)电火花　(2)8 V左右交流电源 2.(1)电磁打点计时器是一种使用　　　　电源的计时仪器，它的工作电压为　　　　V，当电源频率为50 Hz时，它每隔　　　　s打一次点。使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过　　　　，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的　　　　面。  (2)打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时　　　　s，位移大小为　　　　m。  解析：(1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源，工作电压约为8 V，当交流电频率为50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s打一次点。为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写纸下面。 (2)由电源的频率是50 Hz，知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s，则A、B间历时tAB=2T=0.04 s，位移大小为xAB=(1.20+1.60)×10-2 m=0.028 0 m。 答案：(1)交流　8　0.02　限位孔　上 (2)0.04　0.028 0 [课时跟踪检测] 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·青海海南期中)下列情景中涉及的物理量为矢量的是 (　 ) A.小张的质量为50 kg B.海南州的气温为10 ℃ C.小刘从家到学校所用的时间约为30 min D.某汽车以54 km/h的速度朝东南方向行驶 解析：选D　质量只有大小没有方向，是标量，故A错误；气温只有大小没有方向，是标量，故B错误；时间只有大小没有方向，是标量，故C错误；速度既有大小又有方向，是矢量，故D正确。 2.(2025·辽宁葫芦岛期末)驾车从葫芦岛到北京，根据导航信息显示，全程约431.2公里，历时5小时24分钟。其中全程约431.2公里和5小时24分钟分别指的是 (　 ) 全程约431.2公里/5小时24分钟 从起点向西南方向出发 行驶80米，左转 行驶120米，右转进入龙湾大街 沿龙湾大街行驶690米，直行 A.路程　时间间隔 B.路程　时刻 C.位移　时间间隔 D.位移　时刻 解析：选A　全程约431.2公里指的是路程；5小时24分钟指的是时间间隔。故选A。 3.(多选)关于位置坐标的变化量，下列说法中正确的是 (　 ) A.位置坐标的变化量表示物体运动的路程 B.位置坐标的变化量的正负表示运动的方向 C.位置坐标的变化量的正负表示位移的方向 D.位置坐标的变化量表示物体运动的位移 解析：选CD　位移是指从初位置指向末位置的有向线段，是位置坐标的变化量，所以位置坐标的变化量表示物体运动的位移，位置坐标的变化量的正负表示位移的方向，故C、D正确，A、B错误。 4.在使用打点计时器实验中，电源频率为50 Hz，下列关于计数点间的时间间隔的说法正确的是 (　 ) A.每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s B.每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s C.每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s D.每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 s 解析：选A　如图所示，图中的计数点的取法既是每隔4个点取一个计数点，也是每5个点取一个计数点；从图中可以数出相邻的计数点间有5个时间间隔，而打点计时器每隔0.02 s打一个点，所以两计数点间的时间间隔为0.1 s，故A正确，B、C、D错误。 5.(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 (　 ) 解析：选B　前3 s内是指0~3 s内，故A错误；第3 s内是指2~3 s内，故B正确；第3 s末是指t=3 s 时刻，对应时间的数轴上的3位置，故C错误；第3 s初是指t=2 s时刻，对应时间的数轴上的2位置，故D错误。 6.(2025·甘肃天水期末)一晨练者在公园里锻炼时行走的路径由两个半圆组成，行走方向从左向右，如图所示，小圆的半径为4 m，大圆的半径为12 m，关于晨练者整个过程中运动的路程与位移大小分别为 (　 ) A.路程为32 m B.位移大小为32 m C.路程为32π m D.位移大小为32π m 解析：选B　路程是物体运动轨迹的长度，此晨练者运动的路程为s=m=16π m，位移大小为物体运动初位置到末位置的有向线段长度，此晨练者运动的位移大小为x=×2 m=32 m，故B正确。 7.(2025·四川乐山期末)将一块长15 cm、宽10 cm、高5 cm的砖块，平放在水平地面上，如图所示。当以BC边为轴转动90°立起来的过程中，砖块上的P点移动的位移大小为 (　 ) A.10 cm B.10 cm C.15 cm D.20 cm 解析：选B　位移是从初位置指向末位置的有向线段，所以P点的位移大小x== cm=10 cm。故选B。 8.(多选)物体做直线运动时，可以用坐标轴上的坐标表示其位置，用坐标的变化量表示其位移。如图所示，一个物体沿直线从A运动到C，然后又从C运动到B，物体的位移分别是ΔxAC=-4 m-5 m =-9 m，ΔxCB=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法正确的是 (　 ) 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，因为正负号表示位移的方向，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运动到B的位移ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB 解析：选BD　位移是矢量，比较两位移的大小时，只需比较其绝对值，正负号表示方向，A、C错误，B正确；因ΔxAC=xC-xA，ΔxCB=xB-xC，则ΔxAC+ΔxCB=xC-xA+xB-xC=xB-xA=ΔxAB，即ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB，D正确。 9.(多选)如图所示是一辆电动车做直线运动的x-t图像，对相应的线段所表示的运动，下列说法中正确的是 (　 ) A.AB段表示电动车静止 B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移 C.t=3 s时电动车离出发点最远 D.t=5 s时电动车回到出发点 解析：选AC　AB段电动车位移不随时间变化，处于静止状态，A正确；BC段发生的位移大小为12 m-4 m=8 m，CD段发生的位移大小为12 m，所以BC段发生的位移小于CD段发生的位移，B错误；从题图可以看出t=3 s时电动车离出发点最远，为8 m，C正确；出发点的坐标为4 m处，t=5 s时电动车的坐标为0，距离出发点4 m处，D错误。 10.(2025·山西太原期中)做直线运动的物体由A运动到B，下列说法正确的是 (　 ) A.x1是数轴上的一个点，表示初位移 B.x2是数轴上的一个点，表示末位移 C.物体由A运动到B，Δx=x2-x1为正，位移的方向指向x轴正方向 D.物体由A运动到B，Δx=x1-x2为负，位移的方向指向x轴负方向 解析：选C　x1是数轴上的一个点，表示初位置的坐标；x2是数轴上的一个点，表示末位置的坐标，故A、B错误；位移为初位置指向末位置的有向线段，则物体由A运动到B，Δx=x2-x1为正，位移的方向指向x轴正方向，故C正确，D错误。 11.(2025·天津南开期中)如图所示，一个篮球从距离地面2.0 m高的位置竖直落下，被地面反向弹回，在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面2.0 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.篮球从落下到被接住通过的位移为-1.0 m B.篮球从落下到被接住通过的位移为-3.0 m C.篮球从落下到被接住通过的路程为1.0 m D.篮球被接住时的位置坐标为2.0 m 解析：选A　以距离地面2.0 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，篮球从落下到被接住的位移为x=-1.0 m，故A正确，B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C错误；篮球被接住时的位置坐标为-1.0 m，故D错误。故选A。 12.(多选)如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移图像，下列关于图像的分析正确的是 (　 ) A.0~2 s内，A、B两人同向而行 B.0~2 s内，A、B两人相遇一次 C.0~5 s内，A走的路程比B走的路程多 D.0~5 s内，A的位移比B的位移大 解析：选BD　0~2 s内，A的位移不断减小，B的位移不断增大，A、B的运动方向相反，故A错误；x⁃t图线的交点表示两者相遇，根据图像可得出A、B在0~2 s内相遇一次，故B正确；在前 5 s内，B正向运动 60 m，静止 2 s时间后又负向运动 30 m，即B走的总路程为 90 m，A走的路程为 60 m ，故A走的路程比B走的路程少，故C错误；在前 5 s内，A的位移为xA=0-60 m=-60 m，B的位移为xB=30 m-0=30 m，A的位移比B的位移大，故D正确。 13.(12分)(1)打点计时器是使用　　　　(选填“直流”或“交流”)电源的仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔　　　　秒打一次点。(4分)  (2)根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是　　　　。(填字母)(4分)  A.时间间隔 B.位移大小 C.路程 D.平均速度 (3)接通打点计时器的电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是　　　。(4分)  A.先让纸带运动，再接通电源 B.先接通电源，后让纸带运动 C.让纸带运动的同时接通电源 D.先让纸带运动或先接通电源都可以 解析：(1)打点计时器是使用交流电源的仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02秒打一次点。 (2)打点计时器是每隔0.02秒打下一个点，所以数点就知道时间间隔，故A正确。位移大小和路程是利用刻度尺测量两点之间的距离得到的，故B、C错误。平均速度的求解需要运用物理公式计算求解，无法直接得到，故D错误。 (3)开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动，如果先让纸带开始运动，再接通打点计时器的电源，由于物体运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先接通电源再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打尽可能多的点，故A、C、D错误，B正确。 答案：(1)交流　0.02　(2)A　(3)B 14.(14分)(选自教科版教材“自我评价”)如图是某昆虫沿一条铁丝运动的x⁃t图像。回答下列问题： (1)该昆虫 7 s时间内的位移是多少?(6分) (2)该昆虫运动和休息的时间各是多少?(8分) 解析：(1)该昆虫7 s时间内的位移是12 cm。 (2)该昆虫只在第1 s内、第6 s内和第7 s内运动，故该昆虫运动的时间为3 s，休息的时间为4 s。 答案：(1)12 cm　(2)3 s　4 s 学科网（北京）股份有限公司 $$