第一章 2.时间 位移-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第一册学习手册（人教版）

N 高中物理必修第一册（人教版） 2.时i 知识梳理 川知识点1时刻和时间间隔 1.时刻：指某一瞬时，时间轴上的任意 均表示时刻。如第3s末、 3s时（即第3s末）、第4s初（即第 3s末)均表示时刻。 2.时间间隔：指一段时间，时间轴上任意 两点间的 表示时间间隔，如4s 内（即0至第4s末）、第4s(是指1s 的时间间隔)、第2s至第4s均指时间 间隔。 3.我们平时说的“时间”，有时指的是时 刻，有时指的是时间间隔，要根据上下 文认清它的含义。 知识点2位移 1.物理意义：描述物体 的物理量。 2.表示方法：从 到 的有 向线段。 3.单位：国际单位制中，位移的单位是米 符号是m,常用单位还有厘米(cm)、 千米(km)等。 4.矢量性：位移不但有大小，还有 ,是矢量。 5.位移和路程的“两点”区别。 学 位移 (1)决定因素不同：位移由始、末位置决 定，路程由实际的 决定。 (2)运算法则不同：位移应用矢量的平行 四边形定则运算，路程应用标量的代 数法则运算。 川知识点3位移—时间图像 1.坐标轴：横轴—一时间，纵轴—一位移。 2. 物理意义：表示位移随时间的变化情况。 知识点4位移和时间的测量 1.测量仪器：打点计时器。 2.仪器种类：电磁打点计时器和电火花计 时器。 要点突破 要点1对时刻与时间间隔的理解 时刻 时间间隔 ①时刻指一瞬时，对 ①指两个时刻的间隔，对应 应于物体的位置： 于物体的一段位移或路程； 区 ②在时间轴上用一个 ②在时间轴上用一段线段 别 点表示； 表示； ③只有先后、早晚的 ③有长短之分，无先后、早 区分，无长短之分 晚的区别 ①两个时刻的间隔即为时间间隔： ②时间轴上的两个点无限靠近时，它们的时间间隔就 会趋近于0，时间间隔就趋近于时刻了； 联 系 ③时间间隔能够展示物体运动的一个过程，好比一段 录像；时刻对应现实物体运动的一个瞬间，好比一张 照片，由一个个连续的照片可以组成录像，一系列连 续的时刻的积累便构成时间间隔 例1参照如图所示的时间坐标轴，下列关 于时刻和时间间隔的说法正确的是（) →t n-1 n 例1题图 A.2表示时刻，称为第2s末或第3s初， 也可称为2s内 B.t2~t3表示时间间隔，第3s内 C.0~2表示时间间隔，为最初2s内或第 2s内 D.tn-1~tm表示时间间隔，为（n-1)s内 思路点拨 时刻指某一瞬时，时间间隔指一段 时间。 变式训练1 2021年1月20日0时25分，我国在西 昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成 功将天通一号03星发射升空并顺利进入轨 道，该卫星的设计使用寿命为15年。下列 说法正确的是（) A.20日0时25分是指时间间隔 B.15年是指时刻 C.研究星箭分离时的卫星脱离过程，可以 把卫星看成质点 D.研究卫星预定轨道运行轨迹时，可以把 卫星看成质点 要点2对位移的理解 1.坐标系：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。例 第一章运动的描述 如：如果想描述地面上某人的位置，可 以建立平面直角坐标系；如果物体做直 线运动，可以建立一维坐标系。 2.位移：用从初位置到末位置的有向线段 表示位移。线段的长度表示位移大小， 有向线段的指向表示位移的方向，即位 移的方向是从初位置指向末位置。 3.路程：质点实际运动路径的长度。路程 只有大小，是标量，单位就是长度单位。 4.位移和路程的区别与联系 位移 路程 ①物体空间位置变化的大小 和方向： ①物体实际运动路径 区 ②是矢量，有大小和方向， 的长度； 别 方向从初位置指向末位置； ②是标量，只有大小： ③求和时有特殊的运算法则 ③求和符合代数加法 (后面学)平行四边形定则 ①都是描述质点运动的物理量，都是长度单位： 联 ②对于单方向直线运动来讲，位移的大小与路程相 系 等；其他运动，路程都大于位移的大小 例2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 ( 4.2R 2R 例2题图 A. 2TR,由A指向C;√I0R 5 B. mR,由A指向C,3mR 5 C.√0R,由A指向C;2R D.V而R,由C指向A:多R 学 5 高中物理必修第一册（人教版） 思路点拨 从初位置到末位置的有向线段表示 位移，而路程指路径的长度。 B变式训练2 从高为5m处以某一初速度竖直向下抛 出一个小球，小球与地面相碰后竖直向上弹 起，上升至2m高处被接住，这段时间内小 球的位移大小和路程分别是() A.2 m,7 m B.5 m,5 m C.3 m,7m D.7 m,3 m 川要点3位移一时间图像 1.图像的物理意义：反映了物体做直线运 动的位移随时间变化的规律。 2.图线斜率的意义。 (1)图线上某点切线的斜 率大小表示物体运动 人a 123 的快慢，即速度的大小。斜率越大， 速度越大；斜率越小，速度越小。 (2)图线上某点切线的斜率正、负表示物 体运动的方向，即速度的方向。斜率 为正，则物体向正方向运动；斜率为 负，则物体向负方向运动。 3.交点：两图线的交点，表示两物体相遇， 即在同一个位置。 4.截距。 (1)纵轴截距表示计时开始时的位置。 6)学 （2)横轴截距表示开始运动时的时刻。 5.位置一时间图像与位移一时间图像。 在直角坐标系中，若纵轴表示位置，横 轴表示时间，其上的图线就是位置一时间图 像；若将物体运动的初始位置选作位置坐标 原点0，则位置与位移大小相等，位置一时 间图像就成为位移一时间图像。 例3龟兔赛跑的故事流传至今，按照龟兔 赛跑的故事情节，兔子和乌龟的位移图像如 图所示，下列关于兔子和乌龟的运动的说法 正确的是( 例3题图 A.兔子和乌龟是同时从同一地点出发的 B.乌龟一直做加速运动，兔子先加速后匀 速再加速 C.兔子在t4时刻发现落后奋力追赶，但由 于速度比乌龟的速度小，还是让乌龟先 到达预定位移x? D.在0~，时间内，乌龟的平均速度比兔 子的平均速度大 思路点拨 本题关键是理解好位移一时间图像 的轴、交点、截距、切线的斜率的含义。 变式训练③ 某一质点运动的位移x随时间t变化的 图像如图所示，则( A x/m 207 变式训练3题图 A.第10s末，质点的速度最大 B.5s末与15s末，质点的速度方向相反 C.0~10s内，质点通过的位移等于5m D.10~20s内，质点的速率先增大后减小 要点4打点计时器 打点计时器是一种测量短暂时间的工 具。如果运动物体带动纸带通过打点计时 器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的 时间，纸带上的点也相应地表示出了运动物 体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间 的间隔，就可分析物体的运动位移。 限位孔 振针 复写纸 纸带振片 电磁打点计时器 1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的 计时仪器，工作电压约为8V，,当电源 频率是50Hz时，它每隔0.02s打一 次点。 第一章运动的描述 2.电火花计时器是利用火花放电在纸带上 打出墨迹而显示出点迹的计时仪器，使 用220V交流电压，当频率为50Hz时， 它每隔0.02s打一次点。 3.打点计时器的使用。 (1)固定打点计时器，安装纸带。 (2)先接通电源，再拉动纸带使之运动， 打点后，关闭电源。 (3)取下纸带，测量点迹较清晰的一段， 做好记录。 例4打点计时器所用的电源是50Hz的交 流电，其相邻点间的时间间隔是T,若纸带 上共打出N个点，这条纸带上记录的时间 为t,则下列各式正确的是（) A.T=0.1 s,t=NT B.T=0.05s,T=(N-1)T C.T=0.02s,t=(N-1)T D.T=0.02 s,t=NT 思路点拔 打点计时器打点的时间间隔：T= 子：计时的原理是数有多少个时间间 隔，然后乘以每两个点的时间间隔就是 所用的时间。 打点计时器打点的时间间隔与交流 电的频率之间的关系要明确，要清晰地 知道打点计时器这种计时仪器是怎样计 时的。 学 7 高中物理必修第一册（人教版） 长江而上至重庆。两人均于2024年2月10 变式训练④ 日下午5点整到达重庆。则两人去重庆的过 (1)打点计时器是一种计时仪器，其 程中( 电源频率为50Hz,常用的电火花计时器使 呼和浩特 北京 用的电压是 V的 （填 ⊙天津 银川 太原。 右家庄 “直流电”或“交流电”)，它每隔 济南 s打一次点。 西安。 郑州 (2)接通打点计时器电源和让纸带开 合肥o 始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是 武汉 重庆 °长沙。南昌 A.先接通电源，再让纸带运动 情境拓展题图 B.先让纸带运动，再接通电源 A. 位移相同 C.让纸带运动的同时接通电源 B.“1300km”是小朱运动的路程 D.先让纸带运动或先接通电源都可以 C.“2024年2月10日下午5点整”为时间 情境拓展 间隔 D. 研究两人的位移时可将各自的交通工具 如图所示，小朱坐动车从北京前往直线 视为质点 距离1300km外的重庆，小陈从武汉乘船沿 3.位置变化快慢的描述— 速度 知识梳理 秒，符号是/s,常用单位还有厘米每秒 (cm/s)、千米每时(km/h)等。 4.矢量性：速度不但有大小，还有 川知识点1速度 是矢量。 1.物理意义：速度是描述物体运动 和 的物理量。 川知识点2平均速度和瞬时速度 △x 2.定义式：v= 1.平均速度。 △t （1)在变速运动中，物体在某段时间内的 3.单位：国际单位制中，速度的单位是米每 与发生这段位移所用时间的 8高中物理必修第一册（人教版） N 参考答案与解析 学习手册参考答案与解析 第一章 >"1.质点参考系 知识梳理 知识点1 1.质量2.形状大小 知识点2 1.运动静止2.参考系3.地球 要点突破 例1BCD【解析】乒乓球比赛中运动员发出 的乒乓球有转动，这种转动不能忽略，所以不能把 乒乓球看作质点；研究射击运动员打出的子弹的运 动时，由于子弹各部分的运动情况都相同，所以可 以看作质点；研究哈雷彗星绕太阳公转时，可以忽 略哈雷彗星的自转，也可以看作质点；用GPS定 位系统研究汽车位置时，不需要考虑汽车各部分运 动的差异，汽车可以看作质点，所以B、C、D正确。 变式训练1D 例2B【解析】空中加油时两架飞机保持相 对静止，以战斗机、加油机中的飞行员、战斗机中 的飞行员为参照物，加油机都是静止的；以地面上 的房屋为参照物，加油机是运动的，本题选B。 变式训练2D 情境拓展 D【解析】观察航天员在天宫课堂做实验时， 需观察他的动作，故不能看成质点，A错误；天舟 四号飞船与空间站自主对接时，需观察对接的方位 和角度等，两物体的形状、大小不能忽略，故不能 看成质点，B错误；神舟十四号飞船发射后，在研 究飞船与火箭分离过程时，两物体的形状、大小不 能忽略，C错误；研究组合体轨迹时，飞船的大小 和形状可以忽略，可以看作质点，D正确。故 选D。 "2.时间位移 知识梳理 知识点1 1.一点2.线段 参考答案与解析。 动的描述 知识点2 1.位置变化2.初位置末位置4.方向 5.(1)运动路径 要点突破 例1B【解析】2表示时刻，2s内指时间间 隔，A错误；2~3两个时刻的间隔即为时间间 隔，B正确；第2s内指1s,0~2表示2s,C错 误；tn-1~t。表示时间间隔，为1s,D错误。故 选B。 变式训练1D 例2C【解析】如答图，物体沿两个半径为 R的圆弧由A运动到C,路程5=mR+子×2mR= 之mR;位移由A指向C,x=OR,所以C正确， A、B、D错误。 例2题答图 变式训练2C 例3D【解析】从图中看出，0~1这段时间 内，兔子没有运动，而乌龟在做匀速运动，所以A 错误；乌龟一直做匀速运动，兔子先静止后匀速再 静止，所以B错误；在4时刻以后，兔子的速度 比乌龟的速度大，所以C错误；在0~七，时间内， 乌龟的位移比兔子的位移大，所以乌龟的平均速度 比兔子的平均速度大，即D正确。 变式训练3B 例4C【解析】打点计时器打点的时间间 丽：T=0s=002,纸带上共打出V个点， 则总的时间间隔是（N-1)个，所以时间t=(V -1)T,故A、B、D错误，C正确。 变式训练4(1)220交流电0.02(2)A 21 高中物理必修第一册（人教版） 情境拓展 D【解析】两人的初位置不同，则位移不同， A错误；“1300km”是小朱运动的位移，B错误； “2024年2月10日下午5点整”为时刻，C错误； 研究两人的位移时，可将各自的交通工具视为质 点，D正确。故选D。 >"3.位置变化快慢的描述一速度 知识梳理 知识点1 1.快慢方向4.方向 知识点2 1.(1)位移位移(2)位移2.(1)某 -时刻速率(3)路程 要点突破 例1BCD【解析】：=会老是计算速度的公式。 适用于任何运动，C正确；此式只说明速度可用位 移△x除以时间△t来求得，并不是说v与△x成正 比，与△成反比，A错误、B正确；速度的大小 表示物体运动的快慢，方向表示物体的运动方向， D正确。 变式训练1B 例2C【解析】自行车的速度是逐渐增大 的，无法确定它的瞬时速度，只能求出平均速度， 第2s内平均速度为子ms=2m/s:4s内的平均 速度元=1+2+3+4 m/s=2.5m/s,因此只有C正 4 确，A、B、D错误。 变式训练2ABD 例3D【解析】物体的运动方向即为速度方 向，从图上可知物体在2s前速度为负值，即物体 向负方向运动；2s后速度为正值，即物体向正方 向运动。故①是错误的，②是正确的。物体的位置 要通过分析位移来确定，物体在某段时间内的位移 等于速度一时间图像中对应图线所包围的面积的代 数和。由图可知物体在2s时有最大的负位移；虽 然2s后（在4s前）运动方向改为正方向，但它 的位置仍在位置坐标值负值处(4s末物体回到原 点)。故③是错误的，④是正确的。 变式训练3A 情境拓展 CD【解析】由图像可知，0~10s动车做加速 运动，10~16s内动车做匀速运动，故A、B错 误；0~10s内动车平均速率为=L=5×50 m/s t10 =25m/s,14s时动车速率为=七=6×50 m/s= 6 50m/s,故C、D正确。 >"4.速度变化快慢的描述一加速度 知识梳理 知识点1 1.变化快慢方向4.矢量 知识点3 越大 要点突破 例1B【解析】根据加速度的物理意义可 知，加速度是表示运动物体速度变化快慢的物理 量。物体速度变化越快，加速度越大；物体速度变 化越慢，加速度就越小。由此可知B正确。根据 加速度定义口合、加速度大小是由速度的变化量 △v及发生这个变化所用时间△两个因素共同决定 的，所以A、D是错误的。物体加速度大小的变化 说明物体速度变化的快慢发生变化，它并不说明物 体速度大小的变化。当物体加速度减小了，如果加 速度方向和速度方向相同，物体在做加速运动，速 度仍在增加，加速度减小，只是物体速度增加慢了 些，由此可知C错误。 变式训练1D 例2BCD【解析】物体运动的速度、加速度 的方向是任意规定的，当速度的方向和加速度的方 向相同时做加速运动；方向相反时做减速运动。不 能只根据加速度的正、负来判断物体是做加速运动 还是做减速运动。所以，A错误，B、C、D正确。 变式训练2D 例3A【解析】由所给图像的斜率可知，火 箭的加速度在0~t,时间段内小于t,~2时间段内， A正确；火箭在0~3时间段内一直上升，B错误； 飞时刻火箭上升到最高点，距地面最远，C、D错误。 变式训练3B 情境拓展 D【解析】取触网后速度的方向为正方向，运 动员在与网接触的这段时间内速度变化量△，= 10m/s-(-8)m/s=18m/s;方向竖直向上，加 =”=1mg2=18m/s；方向竖直向上。 速度a==了 故选D。