第一章 2 第2课时 位移—时间图像 位移和时间的测量（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（人教版 提高A版）

该高中物理课件聚焦位移—时间图像的物理意义及位移和时间的测量，通过汽车位置坐标列表引导学生描点作图，建立x-t图像直观认识，进而分析图像交点、截距等物理含义，再过渡到打点计时器的结构原理与实验操作，形成从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过“龟兔赛跑”x-t图像分析相遇问题培养科学推理，规范打点计时器实验步骤（如先启动电源后拉纸带）强化科学探究能力。采用“梳理与总结”提炼x-t图像核心要点，帮助学生构建运动观念，既提升学生图像分析和实验操作能力，也为教师提供结构化教学资源，助力高效教学实施。

第 一 章 2 位移—时间图像　位移和时间的测量 第2课时 1.知道x-t图像的物理意义，并能根据x-t图像描述物体的位置和位移(重难点)。 2.了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用。 3.会用打上点的纸带计算物体运动的位移和时间(重点)。 学习目标 内容索引 一、位移—时间图像 二、位移和时间的测量 巩固练习 < 一 > 位移—时间图像 一辆汽车沿平直公路行驶，汽车各个时刻的位置坐标列表如下。 时刻t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9 位置x/m 0 100 200 300 400 如图，以时刻t为横轴，以位置x为纵轴，建立直角坐标系，试结合表中汽车的时刻、位置信息在坐标系中描点，并用平滑的曲线连接起来。 答案　 1.位置—时间图像：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，反映物体在任意时刻的位置。 2.位移—时间图像(x-t图像)：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 (x=Δx)，位置—时间图像就成为位移—时间图像。 3.从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。 梳理与总结 时刻t 位置x 相等 如图所示为甲、乙两物体的位移随时间变化的图像。 (1)甲、乙两物体是不是同时出发？是不是同一位置出发？出发点的位置坐标是多少？ 答案　不是同时出发，甲在t=0时刻出发，乙在t=5 s时刻出发；不是同一位置出发，甲从x=15 m处出发，乙从坐标原点处出发。 (2)甲、乙两个物体在0~10 s内位移各为多少？ 答案　甲的位移大小Δx甲=20 m-15 m=5 m，乙的位移大小Δx乙=20 m。 (3)两图线的交点表示什么？ 答案　t=10 s时刻，甲、乙的位置相同，即两物体相遇。 思考与讨论 1.两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同，即相遇。 2.截距：图像不过原点O时，若图像在纵轴有截距，则截距表示开始计时时物体的初始位置坐标；若图像在横轴有截距，则截距表示出发时刻。 3.位移—时间图像用于描述直线运动，不能描述曲线运动。 提炼·总结 　(来自教材改编)一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图近似描写了汽车在0时刻到50 s这段时间的x-t图像。通过分析回答以下问题。 例1 30 10~20 s 0~10 s，40~50 s 20~40 s 75 -15 (1)汽车最远位置距离出发点为　　 m； (2)汽车在　　　　时间内没有行驶； (3)汽车在　　　　 时间内驶离出发点，在　　　　时间内驶向出发点； (4)汽车前50 s内的路程为　 m，位移为　　 m。 　(来自教材改编)龟兔赛跑的故事告诉我们做人不能骄傲，做事要坚持不懈。设乌龟与兔子在同一直线上运动，且兔子在比赛途中睡了一觉，作出它们的位移(x)-时间(t)图像如图所示，则下列说法正确的是 A.图线甲表示的是乌龟的运动 B.兔子先跑到终点 C.两图线的交点表示乌龟与兔子相遇 D.乌龟一直在追兔子 例2 √ 由题意可知，图线甲表示的是兔子的运动，故A错误； 由题可知，乌龟先跑到终点，故B错误； x-t图像的交点表示在同一位置，所以两图线的交点表示乌龟与兔子相遇，故C正确； 由题图可知，乌龟先追兔子，在某时刻后，兔子追乌龟，故D错误。 x-t图像 x-t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹。 总结提升 返回 < 二 > 位移和时间的测量 打点计时器的结构和工作原理 打点计时器的作用：打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔 打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移，这就为研究物体的运动提供了可能。 交流 0.02 s (1)电磁打点计时器(如图) 工作电压： 交流电源； 工作原理：启动交流电源后，在线圈和永久磁体的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。 8 V (2)电火花计时器(如图) 工作电压： 交流电源； 工作原理：当启动电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。 220 V (1)电火花计时器的工作电压为220 V的直流电压。(　　) (2)打点计时器使用时均要先启动电源，后拉动纸带。(　　) √ × 易错辨析 　用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压　　　(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。 B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过　　　，并压在_______ 下面。 例3 交流 限位孔 复写纸 C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离x。 D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，电源频率是50 Hz，则这段纸带记录的时间t=　　　 　。 E.打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。 实验步骤的合理顺序是　　　　。 0.02(n-1) s BAEDC 　(1)电磁打点计时器使用的电源是　　　　　(填“交流8 V”或“交流220 V”)电源，电源频率为50 Hz时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为　　　。 (2)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E五个点进行研究，这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。 可求出A、C间的距离为　　　 cm，C、E间的距离为　　　 cm。 例4 交流8 V 0.10 s 3.15 6.15 1.打点计时器通过纸带计算时间时，一定要明确是实际打的点还是所选取的计数点。 2.利用刻度尺测距离时，注意估读到最小刻度的下一位。 总结提升 返回 < 三 > 巩固练习 1.(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像，关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是 A.这辆汽车最远距离出发点30 km B.AB段汽车静止 C.CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相同 D.0~4 h内，汽车的位移大小为30 km √ √ 由题图可知，这辆汽车从O位置开始出发，最远距离出发点30 km，故A对； AB段图线平行于时间轴，表示位移不随时间变化，汽车处于静止状态，故B对； OA段表示汽车沿正方向运动，CD段表示汽车沿负方向运动，所以CD段汽车的运动方向与OA段汽车的运动方向相反，故C错； 由题图可知0~4 h内，汽车的位移大小为0，故D错。 2.(多选)如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的x-t图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是 A.甲、乙同时出发 B.0~t3这段时间内，甲、乙位移相同 C.甲开始运动时，乙在甲的前面x0处 D.甲在途中停止运动了一段时间，而乙没有停止 √ √ √ 由题图知，甲、乙计时起点都是零，同时出发，故A正确； 0~t3这段时间内，甲、乙位移不相等，因为它们的初始位置不同，而末位置相同，故B错误； 由初始位置坐标可知x甲=0，x乙=x0，故C正确； 在t1~t2时间内甲位置坐标没发生变化，即此段时间甲停止运动，乙没有停止，故D正确。 3.甲、乙两质点运动的位移—时间图像如图中a、b所示，不考虑二者碰撞，则下列说法中正确的是 A.甲做曲线运动，乙做直线运动 B.乙质点在t2~t3时间内做匀速直线运动 C.t1~t4时间内甲、乙两质点的位移相同 D.甲质点在t2~t4时间内一直沿同一方向运动 √ 位移—时间图像只能描述直线运动的规律，因此甲、乙都做直线运动，故A错误； 乙质点在t2~t3时间内位置不变，表示处于静止状态，故B错误； 由题图知t1~t4时间内两质点的初位置、末位置均相同，故位移相同，故C正确； 由题图可知，甲质点在t2~t4时间内先向负方向运动后向正方向运动，故D错误。 4.(多选)关于打点计时器的原理和使用方法 ，下列说法正确的是 A.打点计时器应接交流电源，且所接交流电源的频率通常为50 Hz B.如果纸带上从A点到B点共有6个点，且打点计时器所接电源的频率为 50 Hz，则从打A点到打B点经历的时间为0.12 s C.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带运动得 越来越快 D.电磁打点计时器接在220 V的交流电源上，电火花计时器接在8 V的交 流电源上 √ √ 电磁打点计时器使用约8 V的低压交流电源，电火花计时器使用220 V的交流电源，且二者所接交流电源的频率通常为50 Hz，A正确，D错误；由于打点计时器每隔0.02 s打一个点，所以打下相邻计时点的时间间隔为0.02 s，从A点到B点共有6个点，中间有5个时间间隔，则从打A点到打B点经历的时间为5×0.02 s=0.1 s，B错误； 点迹由密集变稀疏，说明相等时间内纸带的位移变大，即纸带运动变快，C正确。 5.如图是一条打上点的纸带，则O点到E点之间的距离=　　　 cm，tOE=　　　 s；E点到G点之间的距离=　　　 cm，tEG=　　　 s(电源频率为50 Hz)。 4.82 0.10 4.58 0.04 返回 第 一 章 2 本课结束 $