第1章 2 时间 位移(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版 江苏专版）

2　时间　位移 [学业要求与核心素养] 物理观念 1．知道时刻和时间间隔的区别和联系。 2．知道位移与路程的区别。 3．知道坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述直线运动的位置和位移。 科学思维 1．理解标量和矢量的区别，会进行标量的加减运算，知道矢量的运算与标量不同。 2．理解位移－时间图像的意义，会根据位移－时间图像描述质点的位置和位移。 科学探究 1．了解打点计时器的原理和作用，会安装和使用打点计时器。 2．用打点计时器测量物体运动的时间和位移。 [对应学生用书P4] 一、时刻和时间间隔 1．时刻：在时间轴上用__点__表示。 2．时间间隔：在时间轴上用__线段__表示。 二、位置和位移 坐标系 1．为了定量地描述物体的__位置__，需要在参考系上建立坐标系。 2．物体做直线运动，可以用__一维__坐标系来描述。 阅读教材，并回答： (1)观察教材图1.2-3，从北京到重庆有多条不同的路线，沿不同的出行路线有何不同和相同之处？ 答：路线不同运动轨迹长度不同，但初末位置相同。 (2)观察教材图1.2-4，从初位置指向末位置的有向线段表示位置的变化。 [概念·规律] 路程 定义 物体运动__轨迹__的长度 标量 只有__大小__没有__方向__的物理量 位移 定义 从__初__位置到__末__位置的一条有向线段 矢量 既有__大小__又有__方向__的物理量 三、直线运动的位移 观察教材图1.2-5：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图。 1．物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。 2．物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差，即：Δx＝__x2－x1__。 (1)若Δx为正，则位移的方向__沿x轴正方向__。 (2)若Δx为负，则位移的方向__沿x轴负方向__。 四、位移－时间图像 在直角坐标系中选时刻t为__横__轴，选位移x为__纵__轴，其上的图线就是位移－时间图像，简称__x-t__图像。 五、位移和时间的测量 1．打点计时器 打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，当电源频率是50 Hz时，每隔 __0.02_s__打一次点，如果纸带和物体一起运动，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。 2．其他计时仪器 秒表、频闪照相法等。 (1)第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔。(　　) (2)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。(　　) (3)一个物体的位移为零，路程也一定为零。(　　) (4)“前3秒”“最后3秒”“第3秒内”指的都是时间间隔。(　　) (5)两运动物体的位移大小均为30 m，这两个位移一定相同。(　　) (6)质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的。(　　) (7)做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x甲>x乙。(　　) (8)物体第3 s末的位置坐标是(2 m，3 m)，其中3 s末指的是时刻。(　　) (9)质点通过一段路程，其位移可能是零。(　　) (10)质点运动的位移大小可能大于路程。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×　(8)√　(9)√　(10)× [对应学生用书P5] 探究点一　时刻和时间间隔 [交流讨论] 1．观察教室里的《作息时间表》 “起床：7：00、预备：7：55、第一节：8：05－8：50……”。 请指出这些数据哪些是时刻？哪些是时间间隔？ 答：7：00、7：55是时刻，8：05－8：50是时间间隔。 2．如图钟表指针指示的一个示数，如时针指“5”，其含义是什么？ 答：时针指“5”的这一瞬间。 3．在如图所示的时间坐标轴上标出：①第3 s末，②第2 s初，③第3 s初，④3 s内，⑤第3 s内。 答： [归纳总结] 时刻与时间间隔的比较 时刻 时间间隔 在时间轴上的表示 用点表示 用线段表示 描述关键词 “初”“末”“时”，如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时” 如“第2 s内”“前3 s内” 联系 两个时刻的间隔为一段时间间隔，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 　下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是(　　) A．第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔 B．“早上第一节课8：00上课”，其中8：00指的是时间间隔 C．物体第3 s末的位置坐标是(2 m，3 m)，其中第3 s末指的是时刻 D．物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时刻 [解析]　第4 s末与第5 s初在时间轴上是同一个点，是指同一时刻，故A错误；早上第一节课8：00上课，这里的8：00指的是时刻，故B错误；第3 s末，指的是时刻，故C正确；时间间隔是指时间的长度，第3 s内，指1 s的时间长度，是时间间隔，故D错误。 [答案]　C 1．在如图所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是(　　) A．t2表示时刻，称为第1 s末或第3 s初 B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内 C．t0～t2表示时间间隔，称为前2 s或第2 s内 D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内 解析　t2表示时间轴上的一个点，所以表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，A错误；t2～t3表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为第3 s内，B正确；t0～t2表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为前2 s，第2 s内表示t1～t2，C错误，tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内，D错误。 答案　B 探究点二　位移和路程 [交流讨论] 1．阅读下面的对话： 甲：请问到市图书馆怎么走？ 乙：从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口，再向东走300 m就到了。 甲：谢谢！ 乙：不客气。 (1)请求出甲到市图书馆经过的路程和位移的大小。 答：路程700 m，位移500 m。 (2)归纳一下，路程和位移的求解有什么不同。 答：求路程直接相加减，求位移是求初位置到末位置的线段的长度。 2．试讨论教材中“复习与提高”A组第4题。 [归纳总结] 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 既与质点的初、末位置有关，也与质点运动路径有关 由质点的初、末位置决定，与质点运动路径无关 图示(曲 线运动) 质点由A点运动到B点，弧的长度即为质点的路程 质点由A点运动到B点，有向线段AB的大小和方向表示质点的位移 联系 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 　(教材本节练习与应用第3题变式)田径运动场跑道周长是400 m。甲、乙两位同学参加百米赛跑选用跑道的直道部分，丙、丁两位同学在不同跑道上参加800 m比赛。则下列说法正确的是(　　) A．甲、乙两位同学的位移大小相等，路程也相等 B．甲、乙两位同学的位移大小不等，路程相等 C．丙、丁两位同学的位移大小不等，路程也不相等 D．丙、丁两位同学的位移大小相等，路程也相等 [解析]　甲、乙两位同学做单向直线运动，运动的路程相等，位移大小也相等，故A正确，B错误；丙、丁两位同学在不同跑道上运动，他们运动的路程均为800 m，路程相等，但因为跑道不同，则位移大小不等，故C、D错误。 [答案]　A 　田径运动场跑道周长是400 m，以下说法正确的是(　　) A．完成400 m赛跑的运动员位移大小是400 m B．百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员跑完全程位移大小是100 m C．800 m赛跑比赛中不同跑道运动员跑完全程的位移都一样 D．运动员沿跑道完成200 m赛跑比赛，他的路程和位移大小是一样的 解析　完成400 m赛跑的运动员位移大小是0，路程是400 m，故A错误；百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员跑完全程位移大小是100 m，故B正确；在800 m赛跑比赛中，不同跑道的运动员的起点不同，而终点是相同的，所以运动员跑完全程位移是不相等的，路程是相同的，故C错误；路程是曲线，位移的大小是初位置指向末位置的有向线段的长度，可知他的路程比位移的大小大，故D错误。 答案　B ●规律总结 路程和位移的求解思路 ―→―→ ―→―→ 2．如图所示，某人沿半径R＝50 m的圆形跑道运动，从A点出发逆时针跑过圆周到达B点，试求由A到B的过程中，此人运动的路程和位移。 解析　此人运动的路程等于ACB所对应的弧长，即路程s＝×2πR＝×2×3.14×50 m＝235.5 m，此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度，即x＝R≈1.414×50 m＝70.7 m，位移的方向由A→B，与半径AO的夹角为45° 答案　235.5 m　70.7 m，由A→B，与半径AO的夹角为45° 探究点三　直线运动中位移的表示方法 [交流讨论] 1．如图所示，一辆汽车沿平直公路运动，从A点运动到B点，位置的变化是多少？汽车的位移大小和方向？汽车由C到D的位置的变化是多少？位移的大小和方向？ 答：20 m　20 m，方向沿x轴正方向；－30 m　30 m，方向沿x轴负方向。 2．坐标表示物体的位置，坐标的变化表示什么意义？如果坐标的变化为负值又有什么物理意义？ 答：表示位移；坐标的变化为负值表示位移方向沿x轴负方向。 　一个质点在x轴上运动，各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动)。 时刻/s 0 1 2 3 4 位置坐标/m 0 5 －4 －1 －7 (1)几秒内位移最大________。(填字母，下同) A．1 s内 B．2 s内 C．3 s内 D．4 s内 (2)第几秒内位移最大________。 A．第1 s内 B．第2 s内 C．第3 s内 D．第4 s内 (3)几秒内的路程最大________。 A．1 s内 B．2 s内 C．3 s内 D．4 s内 (4)第几秒内路程最大________。 A．第1 s内 B．第2 s内 C．第3 s内 D．第4 s内 【思路引导】　明确位移和路程及所对应的时刻，再画出如图所示的位置坐标以及对应时刻，即可迅速解答。 [解析]　(1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间，位移的大小是从初位置到末位置的有向线段的长度，本题中，质点在1 s内、2 s内、3 s内、4 s内的位移大小分别是5 m、4 m、1 m和7 m。 (2)第几秒内指的是第几个1 s的时间内，即第几秒初到第几秒末的1 s时间内。本题中物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的位移大小分别为5 m、9 m、3 m、6 m。 (3)路程指的是物体运动轨迹的长度，本题中物体运动的时间越长，运动的轨迹就越长。 (4)由以上分析可知：物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的路程分别为5 m、9 m、3 m和6 m。 [答案]　(1)D　(2)B　(3)D　(4)B 3．甲、乙、丙三位同学同时出发，他们的x-t图像如图所示，在0～t1时间内，下列说法正确的是(　　) A.甲、丙做曲线运动，乙做直线运动 B．他们的路程关系：s甲>s乙>s丙 C．他们的位移相等 D．他们的位移关系：x甲>x乙＝x丙 解析　x-t图像只能描述直线运动，故A错；从图像可以看出t1时刻位置相同，故在0～t1时间内他们的位移相等，C对、D错；因甲有往复运动，乙丙均做单向直线运动，故他的路程关系为s甲>s乙＝s丙，故B错。 答案　C [对应学生用书P8] 1．高铁开通后，从铁路售票网12306查询到G232次列车的信息如图所示，用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km，下列说法正确的是(　　) A．图中16：10表示时间间隔 B．图中6时48分表示时刻 C．530.3 km表示青岛站到上海虹桥站的路程 D．研究列车在地图上的位置，可视列车为质点 解析　列车的时刻表中，出发或者到达的时间是某一时间点，指的是时刻，故A错误；列车从一地到另一地行驶所用的时间，是时间间隔，图中6时48分表示时间间隔，故B错误；用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km，表示有向线段，是位移大小，故C错误；研究列车在地图上的位置，由于地图上比例尺都较大，列车的尺寸对研究在列车运动过程中位置变化无影响，可视列车为质点，故D正确。 答案　D 2．(教材本节练习与应用第6题变式)如图所示，从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5 m后回落，最后到达地面。分别以地面和抛出点为原点建立一维坐标系，方向均以向上为正，则下列说法正确的是(　　) A．小球抛出点的位置坐标相同 B．小球通过的总位移不同 C．上升过程中，小球通过的位移不同 D．小球通过的总路程相同 解析　以地面和抛出点为原点，小球抛出点的位置坐标分别为＋3 m和0，故A项错误；以地面和抛出点为原点，小球通过的总位移为： Δx＝[0－(＋3)]m＝－3 m Δx′＝(－3－0)m＝－3 m 故总位移相同，B项错误；以地面和抛出点为原点，上升过程中小球通过的位移为： Δx1＝[(＋8)－(＋3)]m＝＋5 m Δx1′＝[(＋5)－0] m＝＋5 m 则上升过程中小球通过的位移相同，C项错误；小球通过的总路程与坐标原点的选取无关，D项正确。 答案　D 3．(位移和路程)关于位移和路程，下列说法错误的是(　　) A．沿直线运动的物体，位移和路程不一定相等 B．质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的 C．质点通过一段路程，其位移可能是零 D．质点运动的位移大小可能大于路程 解析　沿直线运动的物体，若没有往复运动，也只能说位移的大小等于路程，而不能说位移等于路程，若有往复运动时，则其大小不相等，选项A正确；在有往复的直线运动和曲线运动中，位移的大小是小于路程的，位移只取决于始、末位置，与路径无关，而路程是与路径有关的，故选项B、C正确，选项D错误。 答案　D 4．(直线运动的位移)(2024·西安高一检测)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1 s末、第2 s末、…、第(n－1)s末、第n s末的位置，则下述说法正确的是(　　) A．Ox1为第2 s末的位置，方向沿x轴正方向 B．Oxn－1为(n－1)s内的位移，方向沿x轴正方向 C．x2xn为前2n s内的位移，方向沿x轴正方向 D．xn－1xn为第n s内的位移，方向沿x轴负方向 解析　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，Ox1为第1 s内的位移，Oxn－1为前(n－1)s内的位移，x2xn为第2 s末到第n s末内的位移，xn－1xn为第n s内的位移，位移的方向均沿x轴正向。 答案　B 5．(x-t图像)(2024·栖霞高一期中)如图所示，两汽车由同一地点出发做直线运动并同时到达目的地，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知(　　) A．甲车比乙车先出发 B．甲车比乙车用时短 C.甲车比乙车的位移大 D．甲车比乙车的路程大 解析　由图读出，甲车从0时刻出发，乙车在之后出发，故A正确；由图知，t1时刻两车同时到达目的地，由于甲先出发，所以甲车比乙车用时长，故B错误；两车的起点和终点位置相等，则位移相同，故C错误；因两车均做单向直线运动，路程与位移大小相等，D错误。 答案　A [对应学生用书作业(二)P3] [基础训练] 1．关于时间间隔和时刻，下列说法不正确的是(　　) A．物体在3 s时指的是物体在3 s末时，指的是时刻 B．物体在3 s内指的是物体在2 s末到3 s末这1 s的时间 C．物体在第3 s内指的是物体在2 s末到3 s末这1 s的时间 D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻 解析　3 s时指的是3 s末这一时刻，3 s内指的是前3 s这一段时间，第3 s内指的是2 s末到3 s末这1 s的时间，前1 s末和后1 s初是同一时刻，故第4 s末和第5 s初是同一时刻。故不正确选项为B。 答案　B 2．下列描述时间间隔的是(　　) A．百米赛跑的运动员11秒末达到终点 B．1秒末物体速度为零 C．百米赛跑运动员的成绩是11秒 D．第3秒初物体开始运动 解析　运动员11秒末达到终点，11秒末是指一个时间点，所以是时刻，所以A错误；1秒末物体速度为零，1秒末是指一个时间点，所以是时刻，所以B错误；运动员的成绩是11秒，其中11秒是时间的长度，所以是时间间隔，所以C正确；第3秒初物体开始运动，其中第3秒初是指一个时间点，所以是时刻，所以D错误。 答案　C 3．关于位移和路程，以下说法正确的是(　　) A．出租车按路程收费 B．出租车按位移的大小收费 C．在曲线运动中，同一运动过程的路程不一定大于位移的大小 D．在直线运动中，位移就是路程 解析　出租车按路程收费，曲线运动中路程一定大于初、末位置间线段的长度，所以曲线运动中路程一定大于位移的大小，所以A正确，B、C错误。只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，而位移是矢量，路程是标量，任何情况下位移都不能是路程，所以D错误。 答案　A 4．在某次铅球比赛中，某运动员以18.62 m的成绩获得金牌。这里记录的成绩是指(　　) A．比赛中铅球发生的位移大小 B．比赛中铅球经过的路程 C．既是铅球发生的位移大小，又是铅球经过的路程 D．既不是铅球发生的位移大小，也不是铅球经过的路程 解析　铅球的运动轨迹如下图曲线所示，铅球的比赛成绩18.62 m是抛出点A的竖直投影点A′到落地点B的距离，而位移是有向线段，路程是AB曲线的长度，只有D正确。 答案　D 5．我国著名篮球运动员姚明在原地拍球，球从1 m处拍下，又被地板弹回，在离地1.5 m处被接住，规定竖直向下为正方向，则球通过的路程和位移分别是(　　) A．2.5 m，2.5 m　　　 B．2.5 m，0.5 m C．1.5 m，－1 m D．2.5 m，－0.5 m 解析　位移是指从初位置到末位置的有向线段，所以此时球通过的位移的大小是：x＝－0.5 m。路程是指球所经过的路径的长度，此时的路程为：s＝1 m＋1.5 m＝2.5 m。故选D。 答案　D 6．甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则下列说法错误的是(　　) A．甲、乙同时出发 B．乙比甲先出发 C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处 D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙 解析　匀速直线运动的x-t图像是一条倾斜的直线，直线与纵轴的交点表示出发时物体离原点的距离。当直线与t轴平行时，表示物体位置不变，处于静止状态。两直线的交点表示两物体处在同一位置，离原点的距离相等。故A、C、D正确。 答案　B 7．关于矢量和标量的说法不正确的是(　　) A．甲、乙发生位移分别为5 m、－10 m，则乙的位移大 B．描述矢量既要说明大小，又要指明方向 C．矢量的大小就是标量 D．温度计读数时正的温度一定高于负的温度，正负不能代表方向 解析　甲、乙发生位移分别为5 m、－10 m，位移的大小分别是5 m和10 m，则乙的位移大，A项正确；矢量既有大小，又有方向，描述矢量既要说明大小，又要指明方向，B项正确；既有大小，又有方向的物理量是矢量，而只有大小，没有方向的物理量是标量，两者有严格的区别，故C错误；温度的正号表示比零摄氏度高，负号表示比零摄氏度低，正的温度一定高于负的温度，D正确。 答案　C [能力提升] 8．一小球从半径为R的四分之一圆弧面顶端沿圆弧滑至底端，如图所示。则物体在该运动过程中(　　) A．位移大小是R B．位移大小是R C．路程是2R D．路程是πR 解析　路程等于运动轨迹的长度，为l＝πR，位移大小等于首末位置的距离为x＝R，综上分析A、C、D错误，B正确。 答案　B 9．(2024·深圳高一检测)一个人沿着半径是40 m的圆形喷水池边散步，当他走了3圈半时，他的位移大小和经过的路程约是(　　) A．879 m，879 m B．80 m，879 m C．80 m，80 m D．879 m，80 m 解析　此人的位移大小等于圆形喷水池的直径80 m。他经过的路程约是3.5×2×40×3.14 m≈879 m，故选项B正确。 答案　B 10．(2024·惠阳高一检测)如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A到C，则它的位移和路程分别为(　　) A．R，方向由A指向C；R B．R，方向由A指向C；R C．R，方向由A指向C；R D．R，方向由C指向A；R 解析　从A到C的直线距离l＝＝R，所以位移为R，方向由A指向C；从A到C的路径长度为πR，所以路程为πR。 答案　C 11．如图所示，港珠澳大桥全长55千米，2018年10月24日9点正式通车，这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门车程仅需要30分钟。下列说法正确的是(　　) A．30分钟是指时刻 B．24日9时是指时间间隔 C．55千米是指路程 D．55千米是指位移 解析　30分钟为开车的时间间隔，故A错误；2018年10月24日9时是时刻，故B错误；运动轨迹的长度为路程，故“55千米”是路程，故C正确，D错误。 答案　C 12．(2024·攀枝花高一检测)我国第24颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道，这标志着我国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s。以下说法正确的是(　　) A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移 B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的路程 C．北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔 D．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻 解析　由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A、B错误；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C错误，D正确。 答案　D 13．如图所示，一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C两地到达D地，A、C、D恰好在一条直线上。汽车行驶的路程是多少？位移大小是多少？位移方向如何？ 解析　位移的大小是初、末位置间的直线距离，而路程是物体运动的实际路径的长度。 汽车运动的路程为s＝600 m＋800 m＋800 m＝2200 m 由几何关系得 AC＝＝ m＝1000 m 由于A、C、D在一条直线上，所以汽车的位移大小为x＝1000 m＋800 m＝1800 m，方向由A指向D。 答案　2200 m　1800 m，方向由A指向D 14．如图所示，实心长方体木块ABCD－A′B′C′D′的长、宽、高分别为a、b、c，且a>b>c。有一小虫自A′点运动到C点，求： (1)小虫的位移大小； (2)小虫的最小路程。 解析　(1)小虫的位移大小为由A′指向C的有向线段长度，位移大小x＝＝＝。 (2)小虫的最小路程应等于表面展开后，A′、C之间的距离，展开方式有三种，如下图所示，经过比较可得图①中A′、C之间的距离最小，为。 答案　(1) 　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $