1.2 时间 位移 第2课时【精讲精练】讲义-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

本高中物理讲义聚焦位移-时间（x-t）图像的物理意义、信息提取及与运动轨迹的区别，系统梳理打点计时器的工作原理、使用方法及纸带数据处理。通过x-t图像建立数形结合思维为后续速度图像学习奠基，打点计时器实验连接理论与实践形成完整学习支架。 资料以静止课桌、匀速汽车等引例构建x-t图像认知模型，培养科学思维，通过两类打点计时器对比及纸带分析实验提升科学探究能力，结合智慧通勤等实例体现科学态度与责任。课中助力教师突破重难点，课后典例与练习帮助学生查漏补缺巩固知识。

第2节 时间 位移（第2课时） 课标要求 1. 理解位移-时间（x-t）图像的物理意义，能通过图像识别物体的运动状态、读取位置、计算位移，明确x-t图像与物体运动轨迹的区别。 2. 掌握打点计时器的工作原理，学会利用打点计时器测量时间和位移，能根据纸带数据处理运动信息。 3. 初步掌握图像法处理物理数据的方法，建立数形结合的物理思维，为后续速度图像学习奠定基础。 重难点聚焦 重点：位移-时间图像的物理意义及信息提取；打点计时器的使用与纸带数据处理。 难点：区分x-t图像与运动轨迹；理解x-t图像斜率的物理含义；纸带点迹的时间、位移精准计算。 知识点一 位移-时间（x-t）图像 导学 生活中所有直线运动，物体的位置、位移都会随时间发生规律性变化。单纯用文字、公式描述运动枯燥且抽象，图像能把复杂的运动过程直观呈现出来。 引例1：静止的课桌 教室里的课桌放在地面上保持不动，以教室地面某一点为坐标原点，规定向前为正方向。无论时间过去1s、10s、1min，课桌的位置x始终不变，位移始终为0。这说明：静止物体的位置和位移不随时间变化。图像是一个水平横线。 引例2：匀速直行的汽车 匀速直行的汽车每秒向前20m。第5s位移100m、第10s位移200m、第15s位移300m……位移随时间均匀增大。这说明：匀速单向直线运动的位移随时间均匀线性变化。 引例3：往返跑动的运动员 运动员在平直跑道上训练，从起点（原点）出发向前匀速跑1s，再立刻反向匀速跑回起点。向前运动时位移持续增大，反向运动时位移逐渐减小，回到起点时位移归零。继续反向跑则位移反向增大。这说明：反向直线运动的位移会随时间减小，位移正负可体现运动方向。 引例4：竖直上抛的小球 竖直上抛的小球会在重力下减速到0，然后掉落下来。小球上升时，相同时间内，小球的位移增量越来越小，位移随时间的变化越来越平缓。小球下落时，相同时间内，小球的位移增量越来越大，位移随时间的变化越来越平快。这说明：变速直线运动的位移随时间非线性变化，变化快慢对应运动快慢。 位移—时间图像 概念 在平面直角坐标系中，以横轴表示时间t、纵轴表示物体的位置x，搭建出的坐标系即位移—时间图像（x-t图像）。 在物理运动研究中，我们通常将物体运动的起始时刻设定为横轴时间原点，将物体的起始位置设定为纵轴位置原点。此时，图像中各时刻对应的位置坐标x，就等价于物体相对初始起始位置的位移。 x-t图像的物理意义 位移—时间图像并非物体的运动轨迹，而是直观反映了做直线运动的物体，位移随时间连续变化的函数关系。 图像上的每一个坐标点，都一一对应一个独立的运动状态，精准表示运动物体在某一瞬时时刻所处的具体位置，完整记录了物体全程的位置变化过程。 它的核心价值是化动态运动为静态图像，无需复杂计算，就能一眼读出任意时刻物体的位移、运动方向、运动快慢、静止状态等核心运动信息，是描述直线运动最直观的工具之一。 由x-t图像可提取的运动信息 依托x-t图像的坐标特性，我们可以直接读取、推导得出三类基础运动信息，是解决所有x-t图像题型的核心依据： 1. 任一时刻的质点位置：读取图像中任意时刻t对应的纵坐标x值，即可直接确定该瞬时质点相对坐标原点的具体位置，快速判断质点在原点正方向或负方向的位置分布。 2. 任意时间段内的质点位移：选取初时刻对应的位置、末时刻对应的位置，通过位移公式，即可精准算出该时间段内质点的位移，区分正向位移与反向位移。 3. 发生指定位移对应的运动时间：根据质点的初位置、末位置确定位移大小，在图像中定位对应两个位置的时刻，时刻差值即为物体完成这段位移所用的运动时间。 x-t图像的适用范围 x-t图像的纵轴x仅具备正、负两个方向，只能表征一维空间的位置变化，仅能体现物体沿固定直线的正向、反向运动。 曲线运动属于二维及以上的空间运动，存在多个方向的位置偏转，无法通过单一坐标轴的正负变化完整描述。因此，无论x-t图像的图线是直线还是曲线，它都只能描述直线运动，绝对不能用来描述曲线运动。 知识梳理 1.位移—时间图像 建立直角坐标系,用纵轴表示位置x,横轴表示时间t,即为x-t图像。把运动的起始位置和起始时刻分别作为纵轴和横轴的原点,各点的位置坐标x就等于它们相对于起始位置的位移Δx,这样的x-t图像,我们称为位移—时间图像。 2. x-t图像的物理意义 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。 3.由x-t图像可得到的信息 (1)任一时刻质点所对应的位置； (2)任意一段时间内质点的位移； (3)发生一段位移所用的时间。 4.图像表示的位移方向 因为x-t图像中，x只有正负两个方向，所以x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。 思考 判断下面的说法是否正确 （×）A.x-t图像可以精准描述任意曲线运动的位置变化规律。 （√）B.x-t图像中水平平行于时间轴的图线，表示物体处于静止状态。 （×）C. x-t图像中，两图线的交点表示两个质点此时位移大小相等。 答案与解析 A. 答案：错误，解析：x-t图像仅具备正负两个方向，只能描述一维直线运动。 B. 答案：正确，解析：水平图线说明任意时刻物体的位置x保持不变，位移不随时间变化，对应物体静止。 C. 答案：错误，解析：x-t图像中，两图线的交点表示两个质点此时在同一个位置，各自的起点不同，位移不相等。 典例 例1.2026 年杭州市智慧通勤系统全面普及，交管平台可实时采集道路上车辆、行人的位置数据并生成位移 - 时间监测曲线。下图为 2026 年某日市区平直马路上，行人 a 与电动代步车 b 沿同一直线行驶的位移 — 时间图像，结合图像信息分析两个物体的运动规律。 (1)a物体在t=0时刻,相对坐标原点的距离是多少? (2)a、b两个物体在0~5 s内位移各为多大? (3)图线a、b交点的含义是什么? 答案 (1)5 m (2)a物体的位移的大小Δxa=8 m-5 m=3 m,b物体的位移大小Δxb=8 m-0=8 m。 (3)t=5 s时,a、b两物体在同一位置,即相遇。 变式练习 1. 2026 年国内多数城市公交站台、非机动车道都布设了毫米波实时定位监测设备。某天早高峰时段，平直的城市非机动车道上，骑行共享单车的行人 a、驾驶低速便民配送电动车的骑手 b 先后沿道路同向行驶。道路监测系统不间断采集二者实时位置数据，绘制出 a、b 两物体的位移 — 时间图像，结合图像回答下列问题。 (1)物体距出发点的最远距离; (2)前4 s内物体的位移; (3)前4 s内物体通过的路程。 答案　(1)4 m　(2)-2 m,负号表示位移的方向与规定的正方向相反　(3)10 m 解析　(1)物体距出发点的最远距离xm=4 m。 (2)前4 s内物体的位移 x=x2-x1=(-2-0)m=-2 m,负号表示位移的方向与规定的正方向相反。 (3)前4 s内物体通过的路程为 s=s1+s2+s3=4 m+4 m+2 m=10 m。 变式练习 2.2026 年国内驾校普遍配备北斗高精度车载定位终端与智慧实训管理系统，车辆行驶的位置数据会被系统实时采集、自动生成运动轨迹曲线。某学员驾驶教练车在封闭训练场的平直道路上练习低速行进，以训练场地起点为坐标原点、车辆相对出发点的位置为位移x，实训系统自动记录了t＝0到t＝40 s内车辆的位移数据，并绘制出对应的x－t图像，结合图像信息分析该车各阶段的运动状态。 (1)汽车最远距离出发点多少米？ (2)汽车在哪段时间没有行驶？ (3)汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？ 答案　(1)30 m　(2)10～20 s　(3)0～10 s　20～40 s 解析　(1)由图像可知，10 s末离出发点最远，最远距离为30 m。 (2)由图知，10～20 s汽车的位置不变，没有行驶。 (3)0～10 s驶离出发点，20～40 s驶向出发点。 变式练习 3.(多选)(2025·四川攀枝花)如图所示是某物体在0~10 s内的x-t图像,下列说法中正确的是(　　) A.物体在第1 s内的位移为4 m B.物体在第5 s内的位移为8 m C.物体在前5 s内的位移为8 m D.物体在后5 s内的位移为16 m 答案　AC 解析　由题中图像可知,物体在0~2 s内位移从0均匀增加到8 m,所以物体在第1 s内的位移为4 m,A正确;物体在2~6 s位移为零,故这段时间物体是静止的,则物体在第5 s内的位移为零,B错误;物体在前5 s内的位移等于前2 s内的位移,等于8 m,C正确;物体在后5 s内的位移等于6~10 s的位移,等于8 m,D错误。 知识点二 位移和时间的测量 导学 测量位移和时间有多种方式，比如频闪照片记录物体的位置和频闪的时间间隔，在高中物理实验中，我们通常使用打点计时器来测量物体的位移和时间。 两种打点计时器 电火花打点计时器 1. 工作电源：直接使用 220V 家用交流电源，无需低压学生电源，供电更便捷。 2. 核心结构：主要包含高压脉冲开关、正负放电针、墨粉纸盘、限位孔、纸带等部件，无机械振动结构。 3. 工作原理：仪器接通220V交流电后，内部电路产生周期性高压脉冲，使正负放电针之间发生瞬时电火花放电；电火花击穿墨粉纸盘，将墨粉烙印在匀速运动的纸带上，形成清晰的计时点迹，实现等时打点记录。 4. 特点与误差分析 优点：全程无机械敲击摩擦，纸带运动阻力极小，实验系统误差更低；打出的点迹清晰、圆润、无拖尾，数据准确率高。 缺点：使用220V高压电，操作需规范，避免触碰放电端；仪器成本更高。 电磁打点计时器 1. 工作电源：使用 4~6V 低压交流电源，绝对不能接入直流电源或220V高压交流电，否则会烧毁仪器。 2. 核心结构：主要包含线圈、振片、振针、限位孔、复写纸、定位轴、纸带等部件。 3. 工作原理：线圈接入交变电流后，会产生周期性变化的磁场，使振片受到周期性的磁力作用上下振动；振针随振片同步振动，不断敲击上方的复写纸，在匀速穿过限位孔的纸带上打出一系列等时间间隔的小点，从而记录物体运动的时间与轨迹位置。 4. 特点与误差分析 优点：电压安全、操作风险低、仪器造价低廉，适合课堂批量教学使用。 缺点：振针敲击纸带存在机械摩擦阻力，会轻微阻碍小车运动，增大实验误差；长时间工作容易出现振针松动、打点轻重不均、点迹模糊、拖尾等问题。 两类打点计时器通用共性 1. 打点周期均由交流电源频率唯一决定，与仪器类型、物体运动快慢、纸带速度无关。 2. 标准市电频率 ，二者打点时间间隔统一为：。 3. 核心作用完全一致：记录物体运动的时间信息与位置（位移）信息，是直线运动定量实验的核心仪器。 两类打点计时器核心对比总结表 对比项目 电磁打点计时器 电火花打点计时器 工作电压 4~6V 低压交流电 220V 家用交流电 工作方式 机械振针敲击复写纸打点 高压电火花放电、墨粉打点 运动阻力 较大（机械摩擦） 极小（几乎无摩擦） 实验误差 相对较大 精度更高、误差更小 点迹效果 易模糊、拖尾、轻重不一 清晰均匀、无拖尾 安全等级 安全，适合学生操作 高压电源，需规范操作 典例 2026 年高中物理实验室普遍采用打点计时器 + 数字化纸带分析软件组合设备探究匀变速直线运动，学生先用打点计时器打出纸带，再上传系统自动识别点迹间距。请结合实验器材参数作答： 1.接入民用50Hz的打点计时器，打出6个连续点的总时间为（） A. 0.10s B. 0.12s C. 0.08s D. 0.02s 答案：A 解析：打点计时器计算总时间时，点数间隔数=点数-1，6个点对应5个时间间隔，总时间 。 2. 电火花打点计时器的工作电源为____V____（选填“交流”或“直流”）电源。 答案： 220、交流 解析：电火花打点计时器标配220V交流电源；电磁打点计时器为4~6V低压交流电源，两类仪器均必须使用交流电源，直流电源无法正常打点。 随堂练习 1.(x－t图像)(多选)2026 年智慧驾培系统全程记录学员练车轨迹，一辆教练车在训练场平直路面行驶，x代表车辆距离出发点的位移，监测系统给出该车的位移 —时间图像，如图所示（ ） A.甲、乙两质点在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 答案　AC 解析　由题图知，t＝1 s末甲、乙的位置坐标相同，说明二者此刻到达同一位置，即两者相遇，故A正确；0时刻，甲的位置坐标是8 m，乙的位置坐标为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，则甲、乙运动方向相反，故C正确；第1 s内，乙的位移为6 m，第3～5 s内，乙的位移为－6 m，则乙的运动方向改变，故D错误。 2.(x-t图像)(多选)(2025·江苏南通)如图为根据龟兔赛跑故事画出的位移—时间图像,下列说法正确的是(　　) A.乌龟和兔子赛跑不是从同一地点出发的 B.乌龟和兔子赛跑不是同时出发的 C.乌龟中途落后,但最终比兔子先到达终点 D.在0~t1时间内,乌龟和兔子的位移不同,但曾经相遇过一次 答案　BCD 解析　由图像可知,乌龟和兔子是从同一地点出发的,但不同时,兔子比乌龟出发得晚,A错误,B正确;由图像可知,在0~t1时间内兔子的位移大于乌龟的位移,但当乌龟到达终点时,兔子还没有到达,C正确;图像的交点表示相遇,根据图像可知,在0~t1时间内,兔子和乌龟在比赛途中相遇过一次,D正确。 3.（位移和时间的测量）2026 年各大中学物理实验室已将传统打点计时器搭配智能纸带扫描系统同步使用，既能手动处理纸带数据，也可借助终端自动测算物体运动参数。打点计时器是记录做直线运动物体的______和______的仪器。电火花打点计时器是实验室主流器材，其工作电压是______，电火花打点计时器依靠电火花灼烧墨粉纸盘完成打点；当交变电源频率为 50 Hz 时，它每隔______ s 打一次点。 答案　时间　位移　交流220 V　0.02 课后巩固训练 题组一 位移—时间图像 1.(多选)2026 年高一物理开展 “直线运动数字化探究” 实践活动，同学们结合当下 AI 机器人教练车的定位采集原理，模拟训练场车辆行驶过程，记录一辆教练车沿平直场地的位置变化，测得0到8秒的位移 — 时间关系图像如图，分析汽车的运动规律。（ ） A.物体运动的轨迹是抛物线 B.8 s时物体距出发点最远 C.物体运动所能达到的最大位移为80 m D.物体做往返运动 答案　CD 解析　x-t图像描述的是物体做直线运动的位移随时间的变化关系,不是运动轨迹,A错误;由题图可知,物体在0~8 s内的最大位移为80 m,4 s时距出发点最远,8 s时位于出发点,B错误,C正确;物体先远离出发点,后回到出发点,故物体做往返运动,D正确。 2.(多选)2026 年中学物理实验室普遍配备光学定位采集系统，可实时采集物体位置随时间变化数据并自动生成位移图像。实验小组让甲、乙两个物块在同一光滑水平面沿直线运动，设备采集数据绘制出二者的图像如图所示，下列说法正确的是 (　　) A.乙物体开始运动时,甲物体恰好停止运动 B.甲、乙两物体开始运动的位置相同 C.甲、乙两物体之间的最大距离为20 m D.0~10 s内甲物体运动的位移是50 m 答案　AB 解析　由x-t图像可知,乙物体开始运动时,甲物体位移不再发生变化,即处于静止状态,A正确;甲、乙两物体运动的起点都在x=0处,因此两物体开始运动的位置相同,B正确;由x-t图像可知,在10 s末和20 s末,两物体间的距离最大,且最大距离为10 m,C错误;由x-t图像可知,0~10 s内甲物体运动的位移是10 m,D错误。 3.2026 年智慧教具广泛投入物理课堂实训，将滑块放置在平直水平导轨上运动，智能记录仪持续捕捉滑块位置变化并绘制图像。取向右为正方向，关于该物体前 6 s 内的运动，下列说法正确的是 (　　) A.物体先向左运动,2 s后开始向右运动 B.在t=2 s时物体距出发点最远 C.前2 s内物体位于出发点的左方,后4 s内位于出发点的右方 D.在t=4 s时物体距出发点最远 答案　D 解析　取向右为正方向,由题图可知,物体从坐标-5 m处向右运动至5 m处,然后返回至4 m处。则物体在前4 s内一直向右运动,后2 s内向左运动,故A、C错误;在t=4 s时物体距出发点最远,B错误,D正确。 题组二 位移和时间的测量 1.2026 年各校物理实验室普遍采用打点计时器搭配智能影像阅卷系统完成匀变速直线运动实验数据采集与处理。实验过程中使用市电 50Hz 交流电源供电的打点计时器，拖动纸带的小车打出一条纸带，研究人员在纸带上依次标出 O、A、B、C、D 五个连续原始打点。实测分段距离：，，，。请求解小车从 O 点运动至 D 点的总时间与总位移大小。 参考答案与解析 5个点对应4个打点间隔，，总时间 。 总位移为各段位移之和：。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 时间 位移（第2课时） 课标要求 1. 理解位移-时间（x-t）图像的物理意义，能通过图像识别物体的运动状态、读取位置、计算位移，明确x-t图像与物体运动轨迹的区别。 2. 掌握打点计时器的工作原理，学会利用打点计时器测量时间和位移，能根据纸带数据处理运动信息。 3. 初步掌握图像法处理物理数据的方法，建立数形结合的物理思维，为后续速度图像学习奠定基础。 重难点聚焦 重点：位移-时间图像的物理意义及信息提取；打点计时器的使用与纸带数据处理。 难点：区分x-t图像与运动轨迹；理解x-t图像斜率的物理含义；纸带点迹的时间、位移精准计算。 知识点一 位移-时间（x-t）图像 导学 生活中所有直线运动，物体的位置、位移都会随时间发生规律性变化。单纯用文字、公式描述运动枯燥且抽象，图像能把复杂的运动过程直观呈现出来。 引例1：静止的课桌 教室里的课桌放在地面上保持不动，以教室地面某一点为坐标原点，规定向前为正方向。无论时间过去1s、10s、1min，课桌的位置x始终不变，位移始终为0。这说明：静止物体的位置和位移不随时间变化。图像是一个水平横线。 引例2：匀速直行的汽车 匀速直行的汽车每秒向前20m。第5s位移100m、第10s位移200m、第15s位移300m……位移随时间均匀增大。这说明：匀速单向直线运动的位移随时间均匀线性变化。 引例3：往返跑动的运动员 运动员在平直跑道上训练，从起点（原点）出发向前匀速跑1s，再立刻反向匀速跑回起点。向前运动时位移持续增大，反向运动时位移逐渐减小，回到起点时位移归零。继续反向跑则位移反向增大。这说明：反向直线运动的位移会随时间减小，位移正负可体现运动方向。 引例4：竖直上抛的小球 竖直上抛的小球会在重力下减速到0，然后掉落下来。小球上升时，相同时间内，小球的位移增量越来越小，位移随时间的变化越来越平缓。小球下落时，相同时间内，小球的位移增量越来越大，位移随时间的变化越来越平快。这说明：变速直线运动的位移随时间非线性变化，变化快慢对应运动快慢。 位移—时间图像 概念 在平面直角坐标系中，以横轴表示时间t、纵轴表示物体的位置x，搭建出的坐标系即位移—时间图像（x-t图像）。 在物理运动研究中，我们通常将物体运动的起始时刻设定为横轴时间原点，将物体的起始位置设定为纵轴位置原点。此时，图像中各时刻对应的位置坐标x，就等价于物体相对初始起始位置的位移。 x-t图像的物理意义 位移—时间图像并非物体的运动轨迹，而是直观反映了做直线运动的物体，位移随时间连续变化的函数关系。 图像上的每一个坐标点，都一一对应一个独立的运动状态，精准表示运动物体在某一瞬时时刻所处的具体位置，完整记录了物体全程的位置变化过程。 它的核心价值是化动态运动为静态图像，无需复杂计算，就能一眼读出任意时刻物体的位移、运动方向、运动快慢、静止状态等核心运动信息，是描述直线运动最直观的工具之一。 由x-t图像可提取的运动信息 依托x-t图像的坐标特性，我们可以直接读取、推导得出三类基础运动信息，是解决所有x-t图像题型的核心依据： 1. 任一时刻的质点位置：读取图像中任意时刻t对应的纵坐标x值，即可直接确定该瞬时质点相对坐标原点的具体位置，快速判断质点在原点正方向或负方向的位置分布。 2. 任意时间段内的质点位移：选取初时刻对应的位置、末时刻对应的位置，通过位移公式，即可精准算出该时间段内质点的位移，区分正向位移与反向位移。 3. 发生指定位移对应的运动时间：根据质点的初位置、末位置确定位移大小，在图像中定位对应两个位置的时刻，时刻差值即为物体完成这段位移所用的运动时间。 x-t图像的适用范围 x-t图像的纵轴x仅具备正、负两个方向，只能表征一维空间的位置变化，仅能体现物体沿固定直线的正向、反向运动。 曲线运动属于二维及以上的空间运动，存在多个方向的位置偏转，无法通过单一坐标轴的正负变化完整描述。因此，无论x-t图像的图线是直线还是曲线，它都只能描述直线运动，绝对不能用来描述曲线运动。 知识梳理 1.位移—时间图像 建立直角坐标系,用纵轴表示 ,横轴表示 ,即为x-t图像。把运动的起始位置和起始时刻分别作为纵轴和横轴的 ,各点的位置坐标x就等于它们相对于起始位置的 ,这样的x-t图像,我们称为位移—时间图像。 2. x-t图像的物理意义 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。 3.由x-t图像可得到的信息 (1)任一时刻质点所对应的位置； (2)任意一段时间内质点的位移； (3)发生一段位移所用的时间。 4.图像表示的位移方向 因为x-t图像中，x只有正负两个方向，所以x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。 思考 判断下面的说法是否正确 （ ）A.x-t图像可以精准描述任意曲线运动的位置变化规律。 （ ）B.x-t图像中水平平行于时间轴的图线，表示物体处于静止状态。 （ ）C. x-t图像中，两图线的交点表示两个质点此时位移大小相等。 典例 例1.2026 年杭州市智慧通勤系统全面普及，交管平台可实时采集道路上车辆、行人的位置数据并生成位移 - 时间监测曲线。下图为 2026 年某日市区平直马路上，行人 a 与电动代步车 b 沿同一直线行驶的位移 — 时间图像，结合图像信息分析两个物体的运动规律。 (1)a物体在t=0时刻,相对坐标原点的距离是多少? (2)a、b两个物体在0~5 s内位移各为多大? (3)图线a、b交点的含义是什么? 变式练习 1. 2026 年国内多数城市公交站台、非机动车道都布设了毫米波实时定位监测设备。某天早高峰时段，平直的城市非机动车道上，骑行共享单车的行人 a、驾驶低速便民配送电动车的骑手 b 先后沿道路同向行驶。道路监测系统不间断采集二者实时位置数据，绘制出 a、b 两物体的位移 — 时间图像，结合图像回答下列问题。 (1)物体距出发点的最远距离; (2)前4 s内物体的位移; (3)前4 s内物体通过的路程。 变式练习 2.2026 年国内驾校普遍配备北斗高精度车载定位终端与智慧实训管理系统，车辆行驶的位置数据会被系统实时采集、自动生成运动轨迹曲线。某学员驾驶教练车在封闭训练场的平直道路上练习低速行进，以训练场地起点为坐标原点、车辆相对出发点的位置为位移x，实训系统自动记录了t＝0到t＝40 s内车辆的位移数据，并绘制出对应的x－t图像，结合图像信息分析该车各阶段的运动状态。 (1)汽车最远距离出发点多少米？ (2)汽车在哪段时间没有行驶？ (3)汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？ 变式练习 3.(多选)(2025·四川攀枝花)如图所示是某物体在0~10 s内的x-t图像,下列说法中正确的是(　　) A.物体在第1 s内的位移为4 m B.物体在第5 s内的位移为8 m C.物体在前5 s内的位移为8 m D.物体在后5 s内的位移为16 m 知识点二 位移和时间的测量 导学 测量位移和时间有多种方式，比如频闪照片记录物体的位置和频闪的时间间隔，在高中物理实验中，我们通常使用打点计时器来测量物体的位移和时间。 两种打点计时器 电火花打点计时器 1. 工作电源：直接使用 220V 家用交流电源，无需低压学生电源，供电更便捷。 2. 核心结构：主要包含高压脉冲开关、正负放电针、墨粉纸盘、限位孔、纸带等部件，无机械振动结构。 3. 工作原理：仪器接通220V交流电后，内部电路产生周期性高压脉冲，使正负放电针之间发生瞬时电火花放电；电火花击穿墨粉纸盘，将墨粉烙印在匀速运动的纸带上，形成清晰的计时点迹，实现等时打点记录。 4. 特点与误差分析 优点：全程无机械敲击摩擦，纸带运动阻力极小，实验系统误差更低；打出的点迹清晰、圆润、无拖尾，数据准确率高。 缺点：使用220V高压电，操作需规范，避免触碰放电端；仪器成本更高。 电磁打点计时器 1. 工作电源：使用 4~6V 低压交流电源，绝对不能接入直流电源或220V高压交流电，否则会烧毁仪器。 2. 核心结构：主要包含线圈、振片、振针、限位孔、复写纸、定位轴、纸带等部件。 3. 工作原理：线圈接入交变电流后，会产生周期性变化的磁场，使振片受到周期性的磁力作用上下振动；振针随振片同步振动，不断敲击上方的复写纸，在匀速穿过限位孔的纸带上打出一系列等时间间隔的小点，从而记录物体运动的时间与轨迹位置。 4. 特点与误差分析 优点：电压安全、操作风险低、仪器造价低廉，适合课堂批量教学使用。 缺点：振针敲击纸带存在机械摩擦阻力，会轻微阻碍小车运动，增大实验误差；长时间工作容易出现振针松动、打点轻重不均、点迹模糊、拖尾等问题。 两类打点计时器通用共性 1. 打点周期均由交流电源频率唯一决定，与仪器类型、物体运动快慢、纸带速度无关。 2. 标准市电频率 ，二者打点时间间隔统一为：。 3. 核心作用完全一致：记录物体运动的时间信息与位置（位移）信息，是直线运动定量实验的核心仪器。 两类打点计时器核心对比总结表 对比项目 电磁打点计时器 电火花打点计时器 工作电压 4~6V 低压交流电 220V 家用交流电 工作方式 机械振针敲击复写纸打点 高压电火花放电、墨粉打点 运动阻力 较大（机械摩擦） 极小（几乎无摩擦） 实验误差 相对较大 精度更高、误差更小 点迹效果 易模糊、拖尾、轻重不一 清晰均匀、无拖尾 安全等级 安全，适合学生操作 高压电源，需规范操作 典例 2026 年高中物理实验室普遍采用打点计时器 + 数字化纸带分析软件组合设备探究匀变速直线运动，学生先用打点计时器打出纸带，再上传系统自动识别点迹间距。请结合实验器材参数作答： 1.接入民用50Hz的打点计时器，打出6个连续点的总时间为（ ） A. 0.10s B. 0.12s C. 0.08s D. 0.02s 2. 电火花打点计时器的工作电源为____V____（选填“交流”或“直流”）电源。 随堂练习 1.(x－t图像)(多选)2026 年智慧驾培系统全程记录学员练车轨迹，一辆教练车在训练场平直路面行驶，x代表车辆距离出发点的位移，监测系统给出该车的位移 —时间图像，如图所示（ ） A.甲、乙两质点在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 2.(x-t图像)(多选)(2025·江苏南通)如图为根据龟兔赛跑故事画出的位移—时间图像,下列说法正确的是(　　) A.乌龟和兔子赛跑不是从同一地点出发的 B.乌龟和兔子赛跑不是同时出发的 C.乌龟中途落后,但最终比兔子先到达终点 D.在0~t1时间内,乌龟和兔子的位移不同,但曾经相遇过一次 3.（位移和时间的测量）2026 年各大中学物理实验室已将传统打点计时器搭配智能纸带扫描系统同步使用，既能手动处理纸带数据，也可借助终端自动测算物体运动参数。打点计时器是记录做直线运动物体的______和______的仪器。电火花打点计时器是实验室主流器材，其工作电压是______，电火花打点计时器依靠电火花灼烧墨粉纸盘完成打点；当交变电源频率为 50 Hz 时，它每隔______ s 打一次点。 课后巩固训练 题组一 位移—时间图像 1.(多选)2026 年高一物理开展 “直线运动数字化探究” 实践活动，同学们结合当下 AI 机器人教练车的定位采集原理，模拟训练场车辆行驶过程，记录一辆教练车沿平直场地的位置变化，测得0到8秒的位移 — 时间关系图像如图，分析汽车的运动规律。（ ） A.物体运动的轨迹是抛物线 B.8 s时物体距出发点最远 C.物体运动所能达到的最大位移为80 m D.物体做往返运动 2.(多选)2026 年中学物理实验室普遍配备光学定位采集系统，可实时采集物体位置随时间变化数据并自动生成位移图像。实验小组让甲、乙两个物块在同一光滑水平面沿直线运动，设备采集数据绘制出二者的图像如图所示，下列说法正确的是 (　　) A.乙物体开始运动时,甲物体恰好停止运动 B.甲、乙两物体开始运动的位置相同 C.甲、乙两物体之间的最大距离为20 m D.0~10 s内甲物体运动的位移是50 m 3.2026 年智慧教具广泛投入物理课堂实训，将滑块放置在平直水平导轨上运动，智能记录仪持续捕捉滑块位置变化并绘制图像。取向右为正方向，关于该物体前 6 s 内的运动，下列说法正确的是 (　　) A.物体先向左运动,2 s后开始向右运动 B.在t=2 s时物体距出发点最远 C.前2 s内物体位于出发点的左方,后4 s内位于出发点的右方 D.在t=4 s时物体距出发点最远 题组二 位移和时间的测量 1.2026 年各校物理实验室普遍采用打点计时器搭配智能影像阅卷系统完成匀变速直线运动实验数据采集与处理。实验过程中使用市电 50Hz 交流电源供电的打点计时器，拖动纸带的小车打出一条纸带，研究人员在纸带上依次标出 O、A、B、C、D 五个连续原始打点。实测分段距离：，，，。请求解小车从 O 点运动至 D 点的总时间与总位移大小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $