1.2 第2课时 位移—时间图像 位移和时间的测量(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册（人教版)

本讲义聚焦位移—时间图像及位移和时间的测量核心知识点，先系统讲解x-t图像的建立、物理意义及从图像获取位置、位移、运动状态等信息，再介绍打点计时器的结构、工作原理及纸带测量位移和时间的方法，构建从理论概念到实验操作的学习支架。 该资料以物理观念和科学探究为核心，通过易错辨析纠正认知误区，课堂互动探究（如甲、乙物体x-t图像分析）培养科学思维，实验操作步骤与注意事项规范科学探究过程。课中助力教师引导学生深度理解，课后分层作业帮助学生巩固知识、查漏补缺，提升综合应用能力。

第 2 课时　位移—时间图像　位移和时间的测量 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。（物理观念） 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。（物理观念） 3.会用打上点的纸带计算物体运动的位移和时间。（科学探究） 知识点一　位移—时间图像 （阅读教材P17，完成下列填空） 1.图像的建立：如图，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。 2.物理意义：从x －t图像可以直观地看出物体在任意时刻的位置和在不同时间内的位移。 1.x－t图像表示物体运动的轨迹。（×） 2.根据x－t图像可以确定物体在某时刻的位置。（√） 　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？ （2）甲、乙两个物体在0~10 s内位移各为多少？ （3）两图线的交点表示什么？ 提示：（1）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）甲的位移大小Δx甲=20 m－15 m=5 m，乙的位移大小Δx乙=20 m。 （3）t=10 s时刻，甲、乙两物体的位置相同，即两物体相遇。 从x－t图像能获得的信息 1.判断质点是静止的还是运动的，也可以判断物体运动的方向。 2.x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。 3.任一时刻所对应的位置。 4.任意一段时间内的位移。 5.发生一段位移所用的时间。 6.如果两图线相交，表示两质点在这一时刻位于同一位置（相遇）。 （人教版必修第一册教材P34•T2改编）如图所示是某物体做直线运动的x－t图像，在A→B→C→D→E过程中，下列描述正确的是（　　） A．A→B过程，物体运动了5 m B．B→C过程，物体静止在5 m的位置 C．A→D过程，物体运动的位移与路程都为3 m D．A→E过程，物体的位移为8 m 答案：B 解析：由题图可知A→B过程中，物体运动了2 m，故A错误；B→C过程中，物体位置未发生改变，可知物体静止在5 m的位置，故B正确；A→D过程中，物体反向运动，位移为－3 m，路程为s=（2＋5）m=7 m，故C错误；A→E过程中，物体的位移为x=（－5－3）m=－8 m，故D错误。 　（两物体的x－t图像）甲、乙两物体做直线运动的位移—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲开始运动的时刻比乙晚t1 B．t=t2时刻，两物体相距最近 C．t=t2时刻，两物体相距最远 D．甲、乙两物体的运动方向相同 解析：B　由题图可知，甲从t=0时刻开始运动，乙从t1时刻开始运动，乙开始运动的时刻比甲晚t1，A错误；由题图可知，当t=t2时刻两图线相交，两物体相遇，此时相距最近，B正确，C错误；甲的位移变小，乙的位移变大，则两物体的运动方向相反，D错误。 知识点二　位移和时间的测量 （阅读教材P18，完成下列填空） 1.两种打点计时器 名称 电磁打点计时器 电火花计时器 构造 工作电压 约8 V交流电 220 V交流电 电源频率 50 Hz 50 Hz 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，数出时间间隔的个数n，则这段时间t= 0.02ns。 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.电火花计时器的工作电压为220 V的直流电。（×） 2.打点计时器使用时均要先接通电源，后拉动纸带。（√） 3.若电源频率为50 Hz，每隔4个点取一个计数点，则相邻两计数点间时间间隔为0.08 s。（×） 1.实验操作 （1）了解打点计时器的构造，把打点计时器固定在桌子上并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。 （2）把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上（电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接约8 V低压交流电源，电火花计时器接220 V交流电源）。 （3）启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。 （4）取下纸带从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出若干个点。如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。 （5）用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。 2.注意事项 （1）打点前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 （2）打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。 （3）打点计时器不能连续工作太长时间，打完点之后应立即关闭电源。 （4）对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕，即统一测量出各个点到起始点之间的距离。 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出。 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交流（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，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面。 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=0.02（n－1）s 。 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BAEDC。 解析：A中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D中纸带上记录的时间t=0.02（n－1）s。合理的实验步骤为BAEDC。 如图所示是用打点计时器（打点计时器使用的电源频率为50 Hz）测定某物体做直线运动时得到的一条纸带，则纸带上相邻两打点间时间间隔为0.02s，AD段的运动物体位移大小x=2.50cm。 解析：电磁打点计时器或电火花计时器都使用交流电，频率为f=50 Hz，故打点周期为T==0.02 s，即纸带上相邻的打点时间间隔为0.02 s；刻度尺的最小格为1 mm，读长度时估读到0.1 mm，则AD段的位移为x=（2.50－0.00）cm=2.50 cm。 知识点一　位移—时间图像 1.〔多选〕A、B两个物体从O点开始运动的位移—时间图像的一部分如图所示。从A、B两物体的位移—时间图像可知，下列说法正确的是（　　） A．A、B两物体的运动方向相同 B．A物体2 s内发生的位移是10 m C．B物体发生10 m位移的时间是4 s D．A、B两物体不是同时开始运动 解析：ABC　由A、B两物体运动的x－t图像可知，A、B两物体均沿正方向运动，即A、B两物体的运动方向相同，选项A正确；由题图可知，B物体在4 s内的位移是10 m，A物体在2 s内的位移为10 m，选项B、C正确；由题图可知，A、B两物体都是从0时刻开始运动，选项D错误。 2.某物体在0~10 s内的位移—时间（x－t）图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．物体在第1 s内的位移为8 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 解析：C　由题图可知，物体在0~2 s内位移为8 m，第1 s内的位移为4 m，A错误；物体在第5 s内是静止的，位移为0，B错误；物体在前5 s内的位移即为前2 s内的位移，等于8 m，C正确；物体在后5 s内的位移为6~10 s内的位移，等于8 m，D错误。 3.如图所示是一物体的x－t图像，则该物体在6 s内的路程是（　　） A．0　　 B．2 m C．4 m　 D．12 m 解析：D　由x－t图像可知：前2 s内，物体先沿正方向运动2 m，后又回到原点，所以前2 s内的路程是4 m；2~6 s内，物体先向反方向运动4 m，后又返回出发点，此过程中，物体的路程为8 m，所以物体在6 s内的路程为12 m，故A、B、C错误，D正确。 知识点二　 位移和时间的测量 4.（1）打点计时器是记录做直线运动物体的时间和位移的仪器。电火花计时器是其中的一种，其工作电压是220 V，电火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交流电源的频率为50 Hz时，它每隔0.02s打一次点。 （2）以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是BC。 A．把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔 B．把打点计时器与8 V低压交流电源相连 C．用手水平拉动纸带，然后启动电源 D．操作完成后关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量某计数点与计时起点的距离x0，并算出时间t 解析：（1）打点计时器是记录做直线运动物体的时间和位移的仪器。电火花计时器是其中的一种，其工作电压是220 V，电火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交流电源的频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。 （2）练习使用电火花计时器时，把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔，故A正确；电火花计时器需连接220 V交流电源，故B错误；在操作时，应先接通电源，再拉动纸带，故C错误；操作完成后关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量某计数点与计时起点的距离x0，并计算出时间t，故D正确。 5.某同学用打点计时器打出一条如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。（已知电源频率为50 Hz） （1）电磁打点计时器使用约　8　V的　交流　（选填“直流”或“交流”）电源； （2）由题意可知，A、B两点的时间间隔是　0.10　s，OE段的位移大小是0.407（0.406~0.408）m。 解析：（1）电磁打点计时器使用约8 V的交流电源。 （2）已知电源频率为50 Hz，则电磁打点计时器打点的时间间隔为T= s=0.02 s，由于每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，则A、B两点的时间间隔T′=0.02×5 s=0.10 s，OE段的位移大小为40.7 cm，即0.407 m。 6.如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器得到的纸带（纸带的左端先通过打点计时器）。从点迹的分布情况可以判断：纸带　A、C　是匀速通过打点计时器的，纸带　B　是越走越快的，纸带　D　是开始越走越快，后来又越走越慢的。若所用电源的频率是50 Hz，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时0.04 s，位移为0.27 m（保留两位小数）。 解析：物体匀速运动时，相邻两点间的距离相等，所以A、C纸带是匀速通过打点计时器的；B纸带相邻两点间距离越来越大，则其速度越来越大，因此B纸带是越来越快地通过打点计时器的；D纸带相邻两点间的距离先变大，后变小，说明其速度先变大后变小，因此D纸带是开始越走越快，后来又越走越慢的。所用电源的频率是50 Hz，则相邻两点间的时间间隔为0.02 s，从A点到B点有两段时间间隔，所以从A点通过计时器到B点通过计时器，历时0.04 s，位移为x=（12.00＋15.00）cm=0.27 m。 7.〔多选〕如图所示是一辆电动车做直线运动的x－t图像，对相应的线段所描述的运动，下列说法中正确的是（　　） A．AB段表示电动车静止 B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移 C．t=3 s时，电动车离出发点最远 D．t=5 s时，电动车回到出发点 解析：AC　根据题图可知，AB段电动车位移不随时间变化，处于静止状态，选项A正确；BC段发生的位移大小为12 m－4 m=8 m，CD段发生的位移大小为12 m，所以CD段发生的位移大于BC段发生的位移，选项B错误；从题图可以看出，t=3 s时，电动车离出发点最远，为8 m，选项C正确；出发点的坐标为4 m，t=5 s时，电动车的坐标为0，距离出发点4 m，选项D错误。 8.〔多选〕（2026•青铜峡市高一月考）一质点运动的x－t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．0~6 s内位移为－4 m B.2~4 s内位移为4 m C.0~6 s内路程为4 m D.2~6 s内质点一直向同一方向运动 解析：AD　由题图可知，质点开始时位置坐标为0，6 s时位置坐标为－4 m，则0~6 s内位移为－4 m－0=－4 m，故A正确；2 s时位置坐标为4 m，4 s时位置坐标为0，则2~4 s内位移为0－4 m=－4 m，故B错误；0~6 s内路程为4 m＋4 m＋4 m=12 m，故C错误；由题图可知，2~6 s内质点一直向同一方向运动，故D正确。 9.（人教版必修第一册P34•T1改编）〔多选〕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，但该时间内相遇过一次 解析：BCD　由题图可知，乌龟和兔子是从同一地点出发的，但不是同时出发，兔子比乌龟出发的晚，故B正确，A错误；由题图可知，在t1时刻兔子的位移大于乌龟的位移，但是最后乌龟到达终点时，兔子还没有到达，故C正确；x－t图像的交点表示相遇，由题图可知，0~t1时间内，兔子的位移比乌龟的位移大，兔子和乌龟相遇过一次，故D正确。 10.甲、乙、丙三个物体同时同地出发，6 s末同时到达同一目的地，它们运动的“位移—时间”图像如图所示，则关于三者的路程s和位移大小x关系正确的是（　　） A．s甲＞s丙=s乙　　 B．s甲＞s丙＞s乙 C．x甲＞x丙＞x乙　 D．x甲=x丙＞x乙 解析：A　三者都做直线运动，由于甲、乙、丙物体的初位置和末位置相同，所以位移相同，由于甲物体有反向运动过程，而乙、丙物体均只有单向运动，所以乙、丙物体的路程等于位移大小，甲物体的路程要大，故A正确。 11.有两个跑步者A和B，他们运动的位移—时间图像如图所示。回答下列问题： （1）当跑步者A位于x=0处时，跑步者B在哪里？ （2）A和B在何时相遇？ （3）当t=20 s时，跑步者A和B谁在前面？ （4）A和B相遇时的位移相同吗？分别是多少？ 答案：见解析 解析：（1）跑步者B在x=－50 m处。 （2）t=45 s时，A和B相遇。 （3）t=20 s时，A在前面。 （4）A和B相遇时，位移不相同 A的位移为xA=190 m， B的位移为xB=190 m－（－50 m）=240 m。 学科网（北京）股份有限公司 $