第1章 第2节 时间 位移-【优学精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册教用Word（人教版）

本高中物理讲义聚焦时间与位移核心知识点，系统梳理时刻与时间间隔的区别联系，位移与路程的差异及矢量标量的运算特点，构建从概念理解到直线运动位移计算，再到打点计时器使用与位移—时间图像分析的递进学习支架。 资料以生活实例（如月全食时间、中老铁路行程）和实验操作（打点计时器使用）为载体，通过对比辨析（时刻与时间间隔、位移与路程）培养科学思维，借助图像分析提升物理观念，课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固知识、弥补薄弱环节。

第2节　时间　位移 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。 一、时刻和时间间隔 1．时刻：表示某一时间点，在时间轴上用点表示。 2．时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段表示。 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：物体运动轨迹的长度。 3．位移 (1)物理意义：描述物体(质点)位置变化的物理量。 (2)定义：从初位置指向末位置的有向线段。 (3)大小：初、末位置间有向线段的长度。 (4)方向：由初位置指向末位置。 4．矢量和标量 (1)矢量：像位移这样既有大小又有方向的物理量。 (2)标量：像温度、路程这样只有大小、没有方向的物理量。 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＝x2－x1。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。 四、位移—时间图像 1．物理意义：直观地看出物体在任意时刻的位置或不同时间内的位移。 2．图像的建立：在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x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xt图像。 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 使用交流电源的计时仪器；工作电压约为8V，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02s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0.02s。 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 用刻度尺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。 (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。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 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”分别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，在时间轴上用点来表示，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？ (1)第2 s内是指时间轴上的C点。 (2)第3 s内是指时间轴上的AD段。 (3)前4 s内是指时间轴上的DE段。 (4)第3 s初是指时间轴上的C点。 [提示]　(1)错误，第2 s内是指时间轴上的BC段，是时间间隔。 (2)错误，第3 s内是指时间轴上的CD段，是时间间隔。 (3)错误，前4 s内是指时间轴上的AE段，是时间间隔。 (4)正确，第3 s初是指时间轴上的C点，是时刻。 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，如前2 s内、第2 s内等，是过程量。如图乙所示。 　2025年“红月亮”(月全食)于北京时间9月8日1时31分开始至2时53分结束，持续1小时22分钟。下列说法正确的是(　　) A．“2时53分”为时间间隔 B．“1时31分”为时间间隔 C．“1小时22分钟”为时刻 D．“1小时22分钟”为时间间隔 [解析]　“2时53分”是月全食结束的具体时间点，属于时刻，故A错误；“1时31分”是月全食开始的具体时间点，属于时刻，故B错误；“1小时22分钟”是月全食持续的时长，属于时间间隔，故C错误，D正确。 [答案]　D 　(2026·福建福州市期中)《墨经》中对时间概念下了这样的定义：“久，弥异时也”。下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是(　　) A．上午7：40上第一节课，“7：40”表示的是时间间隔 B．时钟指针所指的某一位置表示的是时刻 C．前3 s内与第3 s内指的是同一段时间间隔 D．第2 s指的是从第2 s末到第3 s初 [解析]　“7：40”表示的是某一瞬间，属于时刻，故A错误；时钟指针的某一位置对应时间轴上的某一个点，即时刻，故B正确；前3 s内表示3 s时间间隔，第3 s内指第2 s末到第3 s末，表示1 s时间间隔，两者不同，故C错误；第2 s指从第1 s末到第2 s末(或第2 s初到第2 s末)，而第2 s末与第3 s初是同一时刻，故D错误。 [答案]　B (1)初、末表示时刻，第n秒末和第(n＋1)秒初为同一时刻。 (2)第n秒内表示时间间隔，时间间隔为1 s。 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？ (2)手机给人们生活带来了很多便利，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。 ②图中的“11公里”“12公里”“10公里”指的是位移。 ③图中的方案三驾车距离最短，则路程等于位移大小。 [提示]　(1)路程不相同，位置变化相同。 (2)①错误，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。 ②错误，题图中的“11公里”“12公里”“10公里”指的是轨迹长度，是路程。 ③错误，只有做单向直线运动时，路程才等于位移大小，而方案三并不是单向直线运动，所以路程不等于位移大小。 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 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 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 　(2026·甘肃酒泉市期中)如图所示，一个篮球从距离地面2.0 m高的位置竖直落下，被地面反向弹回，在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面2.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系，以竖直向下为正方向。篮球从落下到被接住通过的位移为x，路程为s，下列说法正确的是(　　) A．x＝－1.0 m B．s＝3.0 m C．位移是标量，路程是矢量 D．位移大小有可能大于路程 [解析]　位移x＝1.0 m－0＝1.0 m，A错误；路程s＝2.0 m＋1.0 m＝3.0 m，B正确；位移是矢量，路程是标量，C错误；路程是轨迹的长度，而位移是从起点指向终点的有向线段的长度，可知位移大小不可能大于路程，D错误。 [答案]　B 　如图所示，体育场跑道的周长是400 m，某运动员从A点沿跑道跑了两圈又回到A点，则他通过的路程及位移大小分别是(　　) A．0，800 m B．0，0 C．800 m，0 D．800 m，800 m [解析]　位移大小是从起始位置到终止位置有向线段的长度，运动员从A点出发，跑了两圈，又回到A点，位移为0，路程是运动轨迹的长度，运动员跑了两圈，其路程为800 m。 [答案]　C 　如图所示，半径为R的半圆轨道和半径为R的四分之一圆弧轨道在C点相切。一可视为质点的蚂蚁沿着轨道由A点经过B、C两点运动到D点，则此过程中下列说法正确的是(　　) A．蚂蚁的位移大小为R B．蚂蚁的路程为3πR C．蚂蚁的位移方向由D点指向A点 D．蚂蚁的路程方向由A点指向D点 [解析]　蚂蚁的位移大小x＝＝R，A正确；蚂蚁的路程s＝(＋)×2πR＝，B错误；蚂蚁的位移方向由A点指向D点，C错误；路程是标量，没有方向，D错误。 [答案]　A (1)路程是物体的实际运动轨迹的长度，路程的大小取决于轨迹长度。 (2)位移是从初位置指向末位置的有向线段，位移大小取决于初、末位置间有向线段的长度。 (3)物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。 知识点三　对xt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xt图像，物体如何运动？能看出运动方向吗？ [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 1．xt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。 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，即两质点相遇。 (4)截距：若图像不过原点，如图所示，图线甲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。 　一辆汽车做直线运动的xt图像如图所示，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 [解析]　OA段汽车的位移越来越大，表示汽车驶离出发点，CD段汽车的位移越来越小，表示汽车驶向出发点，故A、B正确；AB段汽车的位移不随时间变化，表示汽车静止，故C正确；运动4 h汽车的位移为0，故D错误。 [答案]　D 　有两个跑步者A和B，他们运动的位移—时间图像分别如图中的a、b图线所示。 (1)当跑步者A位于0处时，跑步者B在哪里？ (2)A和B何时处于相同的位置？ (3)当t＝20.0 s时，跑步者A和B谁在前？ (4)在t＝48.0 s时，哪一位跑步者领先？ (5)A和B相遇时，运动位移大小相同吗？分别是多少？ [答案]　(1)跑步者B在运动的反方向距A出发点50 m处　(2)45 s时　(3)A在前　(4)B领先　(5)不相同　190 m　240 m (1)xt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)xt图像只能用来描述物体的直线运动，原因是xt图像中x的方向只有正、负两个方向。 综合一练 时间和时刻　位移和路程 　(2026·天津河西区月考)2025年12月3日，连接中国昆明与老挝万象的“中老铁路”迎来运营四周年。如图所示，该铁路北起中国云南昆明，南至老挝首都万象，全程1 035 km，通车后于16时45分自昆明发车，到万象10 h可达。下列说法正确的是(　　) A．“中老铁路”列车全程位移大小是1 035 km B．“10 h”指的是时刻 C．“16时45分”指的是时间间隔 D.“中老铁路”列车全程通过的路程等于1 035 km [解析]　“中老铁路”列车全程位移大小小于1 035 km，故A错误；“10 h”指的是时间间隔，故B错误；“16时45分”指的是时刻，故C错误；“中老铁路”列车全程通过的路程等于1 035 km，故D正确。 [答案]　D 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 解析：选BC。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 s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 s末和第5 s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。 2．(xt图像)(多选)甲、乙两质点运动的位移—时间图像，如图所示，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 解析：选AC。由题图知，在第1 s末甲、乙到达同一位置，两者相遇，故A正确；0时刻，甲在x＝8 m处，乙在x＝0处，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，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。 3.(位移和路程)(2026·广东惠州市期中)8月15日，广东运动员在全国第一届青少年田径运动会中充分展现出“敢于拼、善于战、勇于胜”的广东体育精神。男子4×400米接力决赛在标准400 m跑道上进行，广东队以3分09秒69的成绩逆转夺冠，刷新该项目纪录的同时，获得本届赛事的首枚金牌，充分展现“广东速度”，下列说法正确的是(　　) A．夺冠成绩“3分09秒69”指的是时刻 B．某运动员在4×400米接力赛中的路程为400米 C.某运动员在4×400米接力赛中的位移大小为400米 D．研究运动员交接棒动作时可以将其看成质点 解析：选B。“3分09秒69”是完成比赛所用的时间间隔，而非时刻，故A错误；路程是运动轨迹的总长度，某运动员在4×400米接力赛中的路程为400 m，故B正确；位移是从初位置到末位置的有向线段，运动员在4×400米接力赛中，位移大小与路程不相等，故C错误；研究运动员交接棒动作需关注肢体动作的细节，不能忽略其形状和大小，因此不能视为质点，故D错误。 4．(位移和路程)(2026·山东枣庄市期中)如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时，气门芯位移的大小为(　　) A．πR B．2R C．R D．R 解析：选C。当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯在水平方向上移动的距离为πR，在竖直方向上移动的距离为2R，则气门芯位移的大小为＝R。 学科网（北京）股份有限公司 $