1.2 时间 位移 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“时间 位移”主题，涵盖时刻与时间间隔、位置与位移、矢量标量及位移-时间图像等核心知识点。通过问题驱动（如旅行者路线比较位移路程）和生活实例（出租车发票）导入，结合表格对比、典例解析及素养训练题搭建学习支架，帮助学生衔接概念与应用。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过时间轴模型辨析时刻与时间间隔，用x-t图像分析位移变化，典例结合抢险救灾队伍等生活场景。采用主题探究与分层训练，助力学生形成运动观念和推理能力，教师可直接利用结构化内容提升教学效率。

2　时间　位移 核心素养点击 物理观念 (1)知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法 (2)了解位置、位移等概念的含义 (3)了解矢量、标量的含义，理解位移的矢量性 (4)了解位移—时间图像的物理意义 科学思维 (1)会在具体问题中辨析、识别时刻与时间间隔 (2)会在实际问题中正确分析位置、位移等 (3)会在一维坐标系中表示物体做直线运动的位置、位移等物理量 科学探究 能根据位移—时间图像分析物体在一段时间内的位移 一、时刻和时间间隔 1．填一填 (1)时刻：表示某一_____，在时间轴上用_____表示。 (2)时间间隔：表示某一_____，在时间轴上用______表示。 (3)二者辨析：平时我们说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文来辨析。 2．判断 (1)时刻指较短的一段时间，而时间间隔指较长的一段时间。 ( ) (2)“北京时间12点整”中的时间指时刻。 ( ) (3)1分钟可分为60个时刻。 ( ) 瞬间 点 过程 线段 × √ × 二、位置和位移 1．填一填 (1)坐标系 ①作用：定量地描述物体的_____。 ②三要素：原点、________、__________。 ③种类： a．一维坐标系(或直线坐标系)：描述做______运动的物体的位置及运动。 b．二维坐标系(或平面直角坐标系)：描述物体在__________的位置及运动。 c．三维坐标系(或空间直角坐标系)：描述物体在__________的位置及运动。 (2)路程：物体__________的长度。 位置 正方向 单位长度 直线 某平面内 某空间内 运动轨迹 (3)位移 ①物理意义：描述物体__________的物理量。 ②定义：由________指向________的有向线段。 ③大小：初、末位置间有向线段的______。 ④方向：由________指向________。 (4)矢量和标量 ①矢量：既有大小又有方向的物理量。 ②标量：只有大小没有方向的物理量。 位置变化 初位置 末位置 长度 初位置 末位置 2．判断 (1)长度、质量、路程都是标量。 ( ) (2)如果物体的位移为0，物体的路程也一定为0。 ( ) (3)汽车里程表上显示的数字表示位移大小。 ( ) 三、直线运动的位移和位移—时间图像 1．填一填 (1)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1.2-1所示。 图1.2-1 √ × × ①物体的位置表示：用位置______来表示。如图1.2-1所示，x1表示初位置A；x2表示末位置B。 ②物体的位移表示： a．大小：___位置与___位置的坐标之差Δx＝_________。 b．方向：___位置指向___位置。Δx＞0，表示位移的方向指向x轴的____方向；Δx＜0，表示位移的方向指向x轴的____方向。 (2)位移—时间图像 ①图像的建立(如图1.2-2所示)： 图1.2-2 坐标 末 初 x2－x1 初 末 正 负 a．以时刻t为横轴，以位置x为纵轴，描出物体在各个时刻的位置，用平滑的曲线连接各点，就得到____________图像。 b．如果将物体运动的_________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____________图像，即x-t图像。 ②图像物理意义：表示物体的______随时间变化的情况。 2．判断 (1)在一维坐标系中，物体的位移等于其位置坐标。 ( ) (2)Δx的正负表示物体位移的方向。 ( ) (3)在x-t图像中，可以求出物体在某段时间内的位移。 ( ) 位置—时间 初始位置 位移—时间 位移 × √ √ 主题探究(一)　对时刻和时间间隔的理解 【重点诠释】 1．时刻与时间间隔的比较 比较项目 时刻 时间间隔 物理意义 指某一瞬间 指两个时刻的间隔 描述对象 某一状态 某一过程 时间轴上的表示　 对应时间轴上的一个点 对应时间轴上的一段线段 描述关键词 “第n s初”“第n s末”等 “n s”“第n s内”“前n s”“后n s内”等 联系 (1)两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程 (2)时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一个状态，好比一张照片 续表 2．时刻、时间间隔的时间轴表示实例 图1.2-3 [特别提醒] (1)第n s与n s的意义不同：前者指时间间隔为1 s；后者指时间间隔为n s。 (2)第n s末与第(n＋1)s初是同一时刻。　　　　 典例1　(多选)根据图1.2-4所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是 (　　) 图1.2-4 A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s内，也可以称为2 s 时 B．0～t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内 C．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内 D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内 [解析]　t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，故A错误；0～t2表示时间间隔，称为前2 s内或最初2 s内，第2 s 内表示1 s末到2 s末这1 s的时间间隔，故B错误；t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内，故C正确；tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s 内，故D正确。 [答案]　CD 【素养训练】 1．下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是 (　　) A．上午8：30上第一节课表示的是时间间隔 B．时钟的指针所指的某一位置表示的是时刻 C．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：上午8：30对应一个时间点，是时刻，故A错误；时钟的指针所指的某一位置是一个时间的点，表示时刻，故B正确；3 s内指的是从0时刻到3 s末这3 s的时间间隔，而第3 s内指的是从2 s末到3 s末这1 s的时间间隔，故C错误；第2 s指的是从第1 s末到第3 s初(或第2 s末)，故D错误。 答案：B 2．在如图1.2-5所示的时间轴上标出的是 (　　) 图1.2-5 A．第4 s初　　　　 B．第6 s末 C．第3 s内 D．前3 s 解析：时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。从题图中时间轴来看表示的是从0到3 s末的一段时间，表示的是时间间隔，即前3 s的时间，所以D正确，A、B、C错误。 答案：D　 主题探究(二)　位移与路程的比较 [问题驱动] 如图1.2-6所示，某旅行者想从北京去上海，他有三种路线方案：甲方案是乘高铁直达；乙方案是乘飞机直达；丙方案是先乘汽车到天津，再换乘轮船到上海。三种路线方案的路程是否相同？位移是否相同？ 图1.2-6 提示：三种路线方案的路程不同，位移相同。　　　　 【重点诠释】 位移和路程的区别与联系 物理量 位移 路程 区别 物理意义 描述物体的位置变化 描述物体实际运动轨迹的长度 定义 从初位置指向末位置的有向线段 物体运动轨迹的长度 矢量性 是矢量，有大小和方向 是标量，只有大小，没有方向 大小 初、末位置之间的距离，由初、末位置决定，与路径无关 运动轨迹的长度，与路径有关 联系 (1)都是过程量，描述质点运动的空间特征 (2)位移的大小不大于相应的路程，只有物体在做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 典例2　如图1. 27所示，一半径为R的大圆，内接有两个直径为R的半圆。B→D为西→东方向，C→A为南→北方向。某人从A点出发沿曲线ABCOAD行走，求该过程中： (1)他的路程。 (2)他的位移。 确定物体位移和路程的方法 (1)确定研究对象和研究过程。 (2)找出该过程中物体的初位置和末位置，则由初位置指向末位置的有向线段就是位移。线段的长度表示位移的大小，方向表示位移的方向。 (3)建立适当的坐标系，画出物体的实际运动轨迹示意图，轨迹的长度就是路程。 【素养训练】 3．下列说法正确的是 (　　) A．由于路程没有方向而位移有方向，因此路程和位移的大小不可能相等 B．由于位移用有向线段来表示，因此位移只能描述直线运动不能描述曲线运动 C．如果质点的轨迹为直线，则质点的位移在数值上一定等于路程 D．位移取决于物体的初、末位置，路程取决于物体实际运动的路径 解析：路程只有大小、没有方向，是标量，位移既有大小、又有方向，是矢量，当物体做单方向直线运动时，路程与位移的大小相等，故A错误；位移是初位置到末位置的有向线段，因此位移可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，故B错误；当质点做往复直线运动时，位移的大小不等于路程，故C错误；位移的大小由初、末位置决定，路程取决于物体运动轨迹的长度，故D正确。 答案：D　 20 4．一支150 m长的抢险救灾队伍匀速前进，队长从队尾放出无人机到前方1 000 m处侦察受灾路况，拍照后立即返回，当无人机返回队长处时，队伍已前进了200 m。则在全过程中，无人机位移的大小和路程分别是多少？ 解析：无人机的运动轨迹，如图所示。由图可知，无人机位移的大小为200 m，路程为(1 000×2－200)m＝1 800 m。 答案：200 m　1 800 m 主题探究(三)　矢量和直线运动的位移表示 【重点诠释】 典例3　(多选)物体做直线运动时，可以用坐标轴上的坐标表示其位置，用坐标的变化量表示其位移。如图1.2-8所示，一个物体沿直线从A运动到C，然后又从C运动到B，物体的位移分别是ΔxAC＝－4 m－5 m＝－9 m；ΔxCB＝1 m－(－4 m)＝5 m。下列说法正确的是 (　　) 图1.2-8 A．物体从C到B的位移大于从A到C的位移，因为正数大于负数 B．物体从A到C的位移大于从C到B的位移，因为符号表示位移的方向，不表示大小 C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较 D．物体从A运动到B的位移ΔxAB＝ΔxAC＋ΔxCB [解析]　位移是矢量，比较两位移的大小时，只需比较数值，符号表示方向，选项A、C错误，B正确；因ΔxAC＝xC－xA，ΔxCB＝xB－xC，则ΔxAC＋ΔxCB＝xC－xA＋xB－xC＝xB－xA＝ΔxAB，即ΔxAB＝ΔxAC＋ΔxCB，选项D正确。 [答案]　BD 【素养训练】 5．(多选)关于矢量和标量，下列说法正确的是 (　　) A．矢量是既有大小又有方向的物理量 B．标量是既有大小又有方向的物理量 C．位移－10 m比5 m小 D．－10 ℃比5 ℃的温度低 解析：由矢量的定义可知，选项A正确，B错误；位移的正、负号只表示方向，不表示大小，其大小由数值和单位决定，所以－10 m的位移比5 m的位移大，选项C错误；温度是标量，其正、负是相对0 ℃时高出和低于的温度，所以－10 ℃比5 ℃的温度低，选项D正确。 答案：AD　 25 6．一辆汽车向西行驶了4 km，接着向北行驶了3 km，然后停下来。图1.2-9中点O为汽车的起始位置。 图1.2-9 (1)请在图中标出汽车停车的位置。 (2)求出汽车通过的路程。 (3)求出汽车位移的大小和方向。 主题探究(四)　位移—时间(x-t)图像的初步认识 【重点诠释】 1．应用x-t图像能获得的七个信息 (1)任意时间内质点运动的位移。 (2)质点发生某段位移所用的时间。 (3)判断质点是静止的还是运动的。若图线与t轴平行，表示质点静止；若图线是一条倾斜的直线，表示质点在相等时间内位移相等，质点做匀速直线运动。 (4)判断质点运动的快慢。运动的快慢由图线的斜率直观表示，斜率越大，质点运动得越快。 (5)判断质点在运动过程中离出发点越来越远，还是越来越近。 (6)图像不过原点，说明开始计时时质点的位移不为0，或经过一段时间才开始运动。 (7)两图线相交，表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。 2．常见的三种x-t图像的比较 图像 物理意义 ①②都表示物体处于静止状态，但静止的位置不同 ③表示物体从x1处沿正方向做匀速直线运动 ④表示物体从x＝0处沿正方向做匀速直线运动 ⑤表示物体从x2处沿负方向做匀速直线运动 ⑥表示物体做变速直线运动，且运动得越来越慢 典例4　某一做直线运动的物体的x-t图像如图1.2-10所示，根据图像，求： 图1.2-10 (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。 [解析]　(1)根据题图知，物体距出发点最远的距离xm＝4 m。 (2)前4 s内物体的位移x＝x2－x1＝(－2 m)－0＝－2 m。 (3)前4 s内物体通过的路程 s＝s1＋s2＋s3＝4 m＋4 m＋2 m＝10 m。 [答案]　(1)4 m　(2)－2 m　(3)10 m 7. 某质点的x-t图像如图1.2-11所示，则它在前2 s内和前4 s内的位移分别是(　　) A．5 m，10 m B．－5 m，－10 m C．2.5 m，5 m D．－2.5 m，－5 m 解析：前2 s内的位移x＝x2－x1＝0－5 m＝－5 m，前4 s内的位移x′＝x3－x1＝－5 m－5 m＝－10 m。故B正确。 答案：B　 8. (多选)如图1.2-12所示是一辆电动车做直线运动的x-t图像，对相应的线段所表示的运动，下列说法正确的是(　　) 解析： AB段电动车位移不随时间变化，处于静止状态，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BC段发生的位移小于CD段发生的位移，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，C正确；出发点的坐标为4 m处，t＝5 s时电动车的坐标为0，距离出发点4 m处，D错误。 答案：AC　 一、培养创新意识和创新思维 在很多情况下，矢量的方向很重要，例如，仅知道从起点到目的地的位移大小而不知道位移的方向，那还不能完全确定目的地的位置(如图1.2-13)。 图1.2-13 在一望无际的沙漠里，正当你口渴难耐时，有人告诉你在离你500 m的地方有一水源，你能快速地找到它吗？如果告诉你在离你500 m的东北方向有一水源呢？ 提示：只告诉水源在离你500 m的地方，那么水源可能在离你500 m的圆周上任一位置，很难直接找到；如果再告诉你在东北方向，就相当于知道了位移大小和方向，那么水源位置也就确定了。 二、注重学以致用和思维建模 某乘客搭乘出租车到车站接人后返回出发地，司机打出车费发票如图1.2-14所示，则下列说法中正确的是 (　　) 图1.2-14 A．14：46指的是时刻，15：24指的是时间间隔 B．14：46指的是时间间隔，15：24指的是时刻 C．出租车行驶的位移是34.3 km D．出租车行驶的路程是34.3 km 解析：14：46和15：24都指的是时刻，A、B错误；出租车发票上里程即其行驶的路程，即34.3 km，C错误，D正确。 答案：D　 “课时跟踪检测”见“课时跟踪检测（二）” (单击进入电子文档) 41 [解析]　(1)路程是标量，他沿ABCOAD路径走过的路程s应等于半径为R大圆的圆周长与半径为一个圆周长之和，即s＝2πR·＋2π·＝πR。 (2)位移是矢量，大小为AD线段长度，由几何知识得位移x＝AD＝R，方向为A→D，即东南方向。 [答案]　(1)πR　(2)R　东南方向 直线运动的位置和位移正、负的理解 答案：(1)见解析图　(2)7 km　(3)5 km，方向为北偏西，与正西方向的夹角的正切值为 解析：(1)汽车停车位置如图中B点所示。 (2)汽车通过的路程为OA长度加AB长度，即7 km。 (3)汽车的位移大小为O到B的长度，故结合勾股定理知汽车位移大小为5 km，方向为北偏西，与正西方向的夹角的正切值为。 图1.2-11 图1.2-12 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 $