内容正文:
物理 必修·第一册[人教版]作业与测评
2.时间 位移
第1课时 时间 位移
必备知识一 时刻和时间间隔
1.为喜迎国庆,某校组织了一场歌咏比赛,下列关于比赛的表述中涉及的计时数据,指时间间隔的是( )
A.比赛于8:30开始
B.高一(1)班于9:00登场比赛
C.整个比赛于12:00结束
D.中间休息10分钟
答案:D
解析:在时间轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示,8:30、9:00、12:00均对应时间轴上一个点,即指时刻,10分钟对应时间轴上一段线段,即指时间间隔,故D正确,A、B、C错误。
[名师点拨] 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过程。
(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。
2.仔细观察如图所示的时间轴,下列说法正确的是( )
A.第3 s末是指时间轴上的CD段
B.第5 s内是指时间轴上的FG段
C.前4 s内是指时间轴上的AE段
D.第2 s内是指时间轴上的C点
答案:C
解析:时间间隔对应时间轴上的一段线段,时刻对应时间轴上的一个点。第3 s末是指时间轴上的D点,故A错误;第5 s内是指时间轴上的EF段,故B错误;前4 s内是指时间轴上的AE段,故C正确;第2 s内是指时间轴上的BC段,故D错误。
必备知识二 位置和位移
3.(多选)某汽车沿南北走向的长直公路行驶,为了定量描述汽车的位置,选取公路边某加油站P为坐标原点,规定向北为正方向,建立如图所示的坐标轴(x轴)。下面说法中正确的是( )
A.A的位置坐标为xA=5 km
B.A点位于加油站P南边5 km处
C.B的位置坐标为xB=3 km
D.B点位于加油站P南边3 km处
答案:AD
解析:由图可知,A的位置坐标为xA=5 km,B的位置坐标为xB=-3 km,又因为选取加油站P为坐标原点,规定向北为正方向,则A点位于加油站P北边5 km处,B点位于加油站P南边3 km处,故A、D正确,B、C错误。
4.煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井井口竖直向下运动了120 m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井的井口恰在同一水平地面上,则此次巡检中安检员( )
A.发生的位移是200 m,方向向东;通过的路程是160 m
B.发生的位移是400 m,方向向东;通过的路程是160 m
C.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是400 m
D.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是280 m
答案:C
解析:位移是从初位置指向末位置的有向线段,此次巡检中安检员发生的位移是从A井井口指向B井井口的有向线段,大小为160 m,方向向东;通过的路程是实际运动轨迹的长度,即为120 m+160 m+120 m=400 m。故C正确。
[名师点拨] 物体在平面内运动的路程和位移的求法
(1)明确题意,找出初、末位置,画出过程示意图。
(2)路程的计算:路程是物体运动轨迹的长度,总的路程等于物体在各个阶段运动的路程之和。
(3)位移的计算:位移只取决于初、末位置,与所经历的过程无关,位移大小等于初、末位置间的直线距离,方向由初位置指向末位置。若物体又回到了初位置,则对应的位移为零。
必备知识三 直线运动的位移
5.(多选)如图所示,某质点先从A点沿坐标轴运动到B点,然后从B点沿坐标轴运动到C点。下列说法正确的是( )
A.质点从A点运动到B点的位移是2 m
B.质点从B点运动到C点的位移是7 m
C.质点从B点运动到C点的位移是-7 m
D.整个过程中,质点的位移为-3 m
答案:AC
解析:做直线运动的物体,其位移是由初位置指向末位置的有向线段,它等于末位置与初位置坐标之差。质点从A点运动到B点的位移Δx1=xB-xA=4 m-2 m=2 m,故A正确;质点从B点运动到C点的位移Δx2=xC-xB=(-3 m)-4 m=-7 m,B错误,C正确;整个过程中,质点的位移为Δx总=xC-xA=(-3 m)-2 m=-5 m,D错误。
6.一个皮球由2 m高处竖直下落,与地面相碰后竖直上升反弹起0.5 m。请建立合适的坐标系,计算皮球在整个过程中位移的大小和方向。
答案:1.5 m 方向竖直向下
解析:以皮球与地面相碰的位置为坐标原点,竖直向上为正方向,建立x轴
结合题意可知,皮球的初位置坐标为x1=2 m,末位置坐标为x2=0.5 m
根据位移的定义可知,皮球在整个过程中的位移为Δx=x2-x1=0.5 m-2 m=-1.5 m
因为x轴正方向竖直向上,所以位移大小是1.5 m,方向竖直向下。
1.下列物理量中属于矢量的是( )
A.温度 B.路程
C.位移 D.时间
答案:C
解析:矢量是既有大小又有方向的物理量,四个物理量中,只有位移既有大小,也有方向,为矢量,温度、路程和时间三个物理量只有大小,没有方向,都是标量,故选C。
2.下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是( )
A.上午8:00上第一节课对应时间间隔
B.时钟指针所指的某一位置对应时间间隔
C.前3 s内与第3 s内指的是同一段时间
D.第2 s指的是从第1 s末到第2 s末
答案:D
解析:上午8:00对应时间轴上一个点,是时刻,故A错误;时钟指针所指的某一位置对应时间轴上一个点,表示时刻,故B错误;前3 s内指的是从0 s到第3 s末这3 s的时间间隔,而第3 s内指的是从第2 s末到第3 s末这1 s的时间间隔,指的不是同一段时间,故C错误;第2 s指的是从第1 s末到第2 s末这1 s的时间间隔,故D正确。
3.南京的游客小张利用国庆假期去广东湛江旅游,到达湛江吴川机场后,利用手机上某地图软件搜索目的地鼎龙湾国际海洋度假区,显示了如图所示的3条路线的部分信息,下列说法正确的是( )
A.路线2的位移最大
B.3条路线的路程相同
C.3条路线的位移相同
D.3条路线的位移大小相等,但方向不同
答案:C
解析:地图显示的距离为两地间的路程,位移只与初、末位置有关,与路径无关,为初位置指向末位置的有向线段,所以3条路线的路程不同,其中路线2的路程最长,3条路线的位移完全相同。故C正确,A、B、D错误。
4.如图所示,在距离地面1.8 m高的位置竖直向上抛出一枚网球,观测到网球上升3.2 m后回落,最后落回地面。空气阻力忽略不计,规定竖直向上为正方向。以抛出点为坐标原点建立一维坐标系,下列说法正确的是( )
A.最高点的位置坐标为3.2 m,落地点的位置坐标为1.8 m
B.网球从抛出点到最高点的位移为5.0 m
C.网球从抛出点到落地点的位移为-1.8 m
D.若以落地点为坐标原点建立一维坐标系,则得出的从抛出点到落地点的位移不一样
答案:C
解析:以抛出点为坐标原点,竖直向上为正方向,最高点的位置坐标为x1=3.2 m,落地点的位置坐标为x2=-1.8 m,故A错误;网球从抛出点到最高点的位移为Δx1=x1-0=3.2 m-0=3.2 m,故B错误;网球从抛出点到落地点的位移为Δx2=x2-0=-1.8 m-0=-1.8 m,故C正确;位移是坐标之差,与坐标原点的选取无关,故D错误。
5.小明同学参加了学校组织的定向越野活动。他从图中的O点出发,先向北走了3 km到达A点,又向东走了4 km到达了目的地B点。
(1)在图中画出小明整个过程的位移;
(2)求小明整个过程的路程;
(3)求小明整个过程位移的大小、方向。
答案:(1)图见解析 (2)7 km
(3)5 km 从O点指向B点
解析:(1)位移是由初位置指向末位置的有向线段,可画出小明整个过程的位移如图所示。
(2)小明整个过程的路程为s=3 km+4 km=7 km。
(3)位移大小等于从初位置指向末位置的有向线段的长度,则小明同学的位移大小为x==5 km,方向为从O点指向B点。
[名师点拨] 求解矢量物理量时,必须指出矢量的方向。同一直线上的矢量(如位移)方向可以用正负号表示,因此有时不用另外说明;求解平面或三维空间的矢量时,则需要特别说明方向(既可以画图说明,也可以用与坐标轴的夹角说明)。
如图所示,一边长为10 cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G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(10+10) cm
B.该昆虫的位移大小为10 cm
C.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为10 cm
D.该昆虫的位移大小为10 cm
答案:D
解析:分析可知,该昆虫从相邻的两个面由A点到达G点时路程最短,把面AEFD和面CDFG展开,如图所示,连接A与G,AIG的长度就是最短路程,其长度为s==10 cm,故A、C错误;昆虫从A点到G点,位移大小为立方体的体对角线的长度x==10 cm,故B错误,D正确。
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