2 第1章 第2节 时间 位移-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用课件(人教版)

第2节　时间　位移 1 学习目标 1．知道时刻和时间间隔的区别和联系，能够识别具体情境下的时刻和时间间隔。　2.理解位移的概念和矢量性，知道位移和路程的不同。　 3.知道矢量和标量的运算差异，能进行一维情况下矢量的运算。 4．认识打点计时器，会使用打点计时器。　5.知道位移和时间的测量方法，并初步理解位移—时间图像。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、时刻和时间间隔 1．时刻：表示某一时间点，在时间轴上用__________表示。 2．时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用__________表示。 点 线段 返回导航 二、位置和位移 1．坐标系 (1)建立目的：定量地描述物体的位置。 (2)一维坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。 (3)常见的坐标系的种类：一维坐标系、平面直角坐标系和空间坐标系。 2．路程：物体______________的长度。 运动轨迹 返回导航 3．位移 (1)物理意义：描述物体(质点)__________变化的物理量。 (2)定义：从____________指向____________的有向线段。 (3)大小：初、末位置间有向线段的长度。 (4)方向：由__________指向__________。 4．矢量和标量 (1)矢量：像位移这样既有__________又有__________的物理量。 (2)标量：像温度、路程这样只有________、没有__________的物理量。 位置 初位置 末位置 初位置 末位置 大小 方向 大小 方向 返回导航 三、直线运动的位移 研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。   (1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。 (2)物体的位移：Δx＝____________。若Δx为正，表示位移方向与x轴正方向相同；若Δx为负，表示位移方向与x轴正方向相反。 x2－x1 返回导航 四、位移—时间图像 1．物理意义：直观地表示物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的__________。 2．图像的建立：在直角坐标系中选________为横轴，选__________为纵轴，其上的图线就是位置—时间图像；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，又称x-t图像。 位移 时刻t 位置x 返回导航 五、位移和时间的测量 1．两种打点计时器(如图所示)   (1)电磁打点计时器 使用__________电源的__________仪器；工作电压约为________V，当电源频率是50 Hz时，每隔__________s打一次点。 (2)电火花计时器 使用220 V的交流电源，当电源频率是50 Hz时，打点周期是__________s。 交流 计时 8 0.02 0.02 返回导航 2．时间的测量 从能够看清的某个点开始(起始点)，往后数出若干个点，例如数出n个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t＝0.02n s。 3．位移的测量 用____________测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小。 刻度尺 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)时刻就是时间间隔，两者都是时间，没有本质区别。(　　) (2)在时间轴上，时刻用线段表示，时间间隔用点表示。(　　) (3)路程是标量，位移是矢量，两者都描述物体的运动。(　　) (4)物体在运动过程中的路程相等，位移一定也相等。(　　) (5)物体运动前半阶段的路程是2 m，后半阶段的路程是3 m，则总路程一定是5 m。(　　) ×　 √ ×　 √ ×　 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 13 知识点一　时刻和时间间隔 “四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”，这是战国时期著名的政治家、思想家、先秦诸子百家之一的尸佼所写的《尸子》中对于宇宙时空的理解，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。时间在时间轴上大致可以分为三个阶段，过去、现在和未来，时间轴上的某一点则代表某一瞬间，也就是时刻，比如古装电视剧中常常出现的“午时三刻”。时刻与物体所处的状态(或位置相对应)，而时间间隔指的则是两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。仔细观察如图所示的时间轴，分析下列说法是否正确？ 返回导航 (1)第2 s内是指时间轴上的C点 [提示]　错误，第2 s内是指时间轴上的BC段，是时间间隔。 (2)第3 s内是指时间轴上AD段 [提示]　错误，第3 s内是指时间轴上的CD段，是时间间隔。 (3)前4 s内是指时间轴上DE段 [提示]　错误，前4 s内是指时间轴上的AE段，是时间间隔。 (4)第3 s初是指时间轴上的C点 [提示]　正确，第3 s初是指时间轴上的C点，是时刻。 返回导航 1．时刻：时刻在时间轴上，用点来表示，如第2 s末、第2 s初等，是状态量。如图甲所示。 2．时间间隔：时间间隔指的是两时刻之间的间隔，在时间轴上用线段来表示，如2 s内、第2 s内等，是过程量。如图乙所示。 返回导航 下列关于时间及时刻表述正确的是(　　) A．第5 s内就是4 s末到6 s末这1 s时间 B．第4 s末与第5 s初是指不同时刻 C．第4 s末是第4 s初到第5 s末的中间时刻 D．第5 s初到第6 s末的时间间隔为1 s [解析]　第5 s内就是4 s末到5 s末这1 s时间，故A错误；第4 s末与第5 s初是指同一时刻，故B错误；第4 s末是第4 s初到第5 s末的中间时刻，故C正确；第5 s初到第6 s末的时间间隔为2 s，故D错误。 √ 返回导航 (2025·山西太原市期中)下列说法正确的是(　　)   A．图中“45 min”指的是时刻 B．上午8时上课，“8时”指的是时间间隔 C．上午8时45分下课，“8时45分”指的是时间间隔 D．在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示 √ 返回导航 [解析]　题图中“45 min”指的是时间间隔，故A错误；上午8时上课，“8时”指的是时刻，故B错误；上午8时45分下课，“8时45分”指的是时刻，故C错误；在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示，故D正确。 返回导航 知识点二　位移和路程 矢量和标量 1．京沪高速铁路东线建成后，从上海到北京，列车可走京沪高速铁路西线或京沪东线。列车行驶的路程是否相同？位置的变化是否相同？ [提示]　路程不相同 位置变化相同。 返回导航 2．手机给人们生活带来很多便利，某些出行软件极大地方便了某些“不识路”的驾车一族。关于图中的导航信息，请分析下列说法是否正确？   (1)图中的“29分钟”“27分钟”“30分钟”指的是时刻； [提示]　题图中的“29分钟”“27分钟”“30分钟”均指一段时间，指的是时间间隔。 返回导航 (2)图中的“11公里”“12公里”“10公里”指的是位移； [提示]　题图中的“11公里”“12公里”“10公里”指的是轨迹长度，是路程。 (3)图中的第三种方案驾车距离最短，则路程等于位移大小。 [提示]　只有做单向直线运动时，路程才等于位移大小，而第三种方案并不是单向直线运动，所以路程不等于位移大小。 返回导航 1．位移和路程的区别与联系 比较项目 位移 路程 区 别 物理意义 描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段 描述质点实际运动轨迹的长度 矢量性 矢量，有大小和方向 标量，只有大小，没有方向 制约因素 由质点的初、末位置决定，与质点的运动轨迹无关 与运动路径有关 返回导航 比较项目 位移 路程 联系 (1)都是描述质点运动的空间特征 (2)都是过程量 (3)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 返回导航 2.对矢量和标量的理解 正、负号的区别 矢量的方向一般用正、负号来表示。但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如电流有大小和方向，但它是标量 大小比较 矢量的大小只比较绝对值，而标量的大小根据正、负号的物理意义比较。如两位移x1＝5 m 和x2＝－7 m，则x1<x2；而两温度t1＝2 ℃和t2＝－5 ℃，则t1高于t2 返回导航 角度1　矢量和标量 (多选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法正确的是(　　) A．做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x乙>x甲 B．两运动物体的位移大小均为30 m，这两个位移一定相同 C．温度计读数有正有负，其正、负号表示方向 D．温度计读数t1＝3 ℃，t2＝－5 ℃，则t1>t2 √ √ 返回导航 [解析]　位移的符号只代表方向，不代表大小，做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x乙>x甲，A正确；两运动物体的位移大小均为30 m，但是方向不一定相同，则这两个位移不一定相同，B错误；温度计读数有正有负，其正、负号并不表示方向，而是代表温度的高低，温度计读数t1＝3 ℃，t2＝－5 ℃，则t1>t2，C错误，D正确。 返回导航 角度2　位移的理解和计算 (2025·天津蓟州区期中)一个小球从距地面4 m高处竖直下落，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住。选小球下落点为坐标原点，竖直向下为坐标轴的正方向，则小球落地点的坐标和从开始下落到被接住过程的位移分别是(　　) A．4 m，3 m B．4 m，1 m C．－4 m，－3 m D．－4 m，－1 m [解析]　由题意知，选小球下落点为坐标原点，竖直向下为坐标轴的正方向，则落地点的坐标为4 m；小球在距地面1 m高处被接住，即从开始下落到被接住时的位移为3 m。 √ 返回导航 角度3　位移和路程的区别 (2025·浙江温州市期中)某同学在操场上向正北方向运动了60 m，接着转向正西方向运动了80 m，两段路线相互垂直，整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为(　　) A．20 m，60 m B．100 m，100 m C．100 m，140 m D．140 m，140 m √ 返回导航 如图所示的位置坐标轴中，已知t0＝0时刻质点位于0处，开始沿x轴正方向运动，t1＝1 s时质点位于5 m处，从此刻开始沿x轴负方向运动，t2＝2 s时质点位于－1 m处，t3＝3 s时质点位于－4 m处，则下列说法正确的是(　　)   A．物体在第1 s内的位移大于第2 s内的位移 B.物体在前2 s内的路程大于前2 s内的位移大小 C．物体在第3 s内的位移最大 D．物体在前3 s时间内的位移为4 m √ 返回导航 [解析]　物体在第1 s内的位移x1＝5 m－0＝5 m，物体在第2 s内的位移x2＝－1 m－5 m＝－6 m，物体在第3 s内的位移x3＝－4 m－(－1 m)＝－3 m，可知物体在第1 s内的位移小于第2 s内的位移，物体在第3 s内的位移不是最大，故A、C错误；物体在前2 s内的路程s＝5 m＋6 m＝11 m，物体在前2 s内的位移x＝－1 m－0＝－1 m，可知物体在前2 s内的路程大于前2 s内的位移大小，故B正确；物体在前3 s时间内的位移x′＝－4 m－0＝－4 m，故D错误。 返回导航 知识点三　对x－t图像的理解 图中的a、b、c三条直线分别表示三个物体做直线运动的 x-t图像，物体如何运动？能看出来运动方向吗？ [提示]　直线a表示物体沿正向匀速运动，直线b表示物体静止，直线c表示物体沿负向匀速运动 返回导航 1．x-t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于规定位置的位移。 返回导航 2．图像信息 (1)任一时刻质点的位置 图像中的每一个点都表示质点某时刻的位置。 (2)质点在某段时间内发生的位移。 (3)两图线的交点表示两质点在这一时刻位于同一位置，即相遇了。 (4)截距：若图像不过原点，如图中图线甲所示，则表示质点的出发位置不在坐标原点，图线乙则代表t＝t1时刻质点才开始运动。 返回导航 (1)x-t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹。 (2)x-t图像只能用来描述物体的直线运动，原因是x-t图像中x的方向只有正、负两个方向。 返回导航 如图所示的是一辆汽车做直线运动的x-t 图像，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法不正确的是(　　)   A．OA段表示汽车驶离出发点 B．CD段表示汽车驶向出发点 C．AB段表示汽车静止 D．运动4 h汽车的位移大小为60 km √ 返回导航 [解析]　OA段汽车的位移越来越大，CD段汽车的位移越来越小，故A、B正确；AB段汽车位移不随时间变化，表示汽车静止，故C正确；运动4 h汽车的路程为60 km，位移大小为0，故D错误。 返回导航 有两个跑步者A和B，他们运动的位置—时间图像如图中的a、b图线所示。回答下列问题。 (1)当跑步者A位于0处时，跑步者B在哪里？ [答案]　跑步者B在运动的反方向距A出发点50 m处　 (2)在何时，A和B处于相同的位置？ [答案]　45 s时　 返回导航 (3)当t＝20.0 s时，跑步者A和B谁在前？ [答案]　A在前　 (4)在t＝48.0 s时，哪一位跑步者领先？ [答案]　B领先　 (5)A和B相遇时，运动位移相同吗？分别是多少？ [答案]　不相同　190 m　240 m 返回导航 综合一练　时间和时刻　位移和路程 从铁路售票网站查询到某列车的信息如下表所示，用电子地图测距工具测得缙云西站到衢州站的直线距离为118 km，下列说法正确的是(　　) 返回导航 A.表中08：09表示时间间隔 B．表中2分钟表示时刻 C．从缙云西站到衢州站的位移大小为118 km D．研究列车进站停靠的位置，可视列车为质点 [解析]　表中08：09表示时刻，故A错误；表中2分钟表示时间间隔，故B错误；从缙云西站到衢州站的位移大小为118 km，故C正确；研究列车进站停靠的位置时，列车的大小和形状不能忽略，不可视列车为质点，故D错误。 √ 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 42 1．(时间间隔与时刻)(多选)下列关于时刻和时间间隔的说法正确的有(　　) A．时刻就是一段很短的时间间隔 B．第4 s内指的是第4 s初到第4 s末之间的时间间隔 C．第4 s末和第5 s初都是指同一时刻 D．物理测验时间是60 min，这里60 min指的是时刻 √ √ 返回导航 解析：时刻是一个瞬间，对应时间轴上的一个点，不是一段很短的时间间隔，故A错误；第4秒内指的是第4 s初到第4 s末之间的时间间隔，故B正确；第4秒末和第5秒初是指同一时刻，故C正确；物理测验时间是60 min，这里60 min指的是时间间隔，故D错误。 返回导航 2．(x-t图像)(多选)如图所示，这是甲、乙两质点运动的位移—时间图像，由图像可知(　　)   A．甲、乙两质点在第1 s末时相遇 B．甲、乙两质点从同一位置出发 C．甲、乙两质点在第1 s内运动方向相反 D．乙的运动方向始终不变 √ √ 返回导航 解析：由题图知，在第1 s末甲、乙的位移相同，说明到达同一位置，两者相遇，故A正确；0时刻，甲的位移是8 m，乙的位移为0，不在同一位置，故B错误；在第1 s内，甲的位移为－2 m，乙的位移为6 m，甲、乙运动方向相反，故C正确；第1 s内，乙的位移为6 m，第3 s到5 s内，乙的位移为－6 m，乙的运动方向改变，故D错误。 返回导航 3．(位移和路程)若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5 m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7 m后停下。上述过程中皮球通过的路程和位移分别是(　　) A．2 m，2 m　　　　　　 B．2 m，－2 m C．12 m，2 m D．12 m，－2 m 解析：物体的路程即为物体实际运动轨迹的长度，所以皮球通过的路程s＝5 m＋7 m＝12 m，物体的位移即从初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移的大小，所以皮球的位移为－2 m。 √ 返回导航 4．(位移和路程)【教材经典P19第3题】田径运动场跑道周长是400 m。 (1)百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员跑完全程的路程是多少？位移大小是多少？ 解析：路程和位移的大小都是100 m。 答案：见解析 返回导航 (2)800 m跑比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程相同吗？跑完全程的位移相同吗？请结合田径比赛的规则想一想。 解析：在800 m比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程，可以认为都是800 m；对于800 m比赛，在第1道次上起跑的运动员，若从第1道次到达终点，则他的位移是0，而其他道次上的运动员，跑完全程的位移一般不是0，而且大小和方向一般均不相同。 答案：见解析 返回导航 [解析]　根据题意，位移大小为初、末位置有向线段的长度，即x＝ m＝100 m，路程为物体实际运动轨迹的长度，即s＝60 m＋80 m＝140 m。 　　　　　 站名 到时 发时 停留 缙云西 08：07 08：09 2分钟 武义北 08：27 08：29 2分钟 金华南 08：40 08：42 2分钟 金华 08：55 08：57 2分钟 衢州 09：18 09：24 6分钟 $