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

第一章　 运动的描述 2　时间　位移 1 学习任务目标 1．理解时刻和时间间隔、位置和位移的概念。(物理观念) 2．会在一维坐标系中描述运动物体的位置和位移；会通过位移—时间图像描述物体的运动情况。(科学思维) 3．了解打点计时器的构造和工作原理，并会使用打点计时器测量物体运动的位移和时间。(科学探究) 4．理解时刻和时间间隔、位移和路程的含义，并会在实际生活中正确运用。(科学态度与责任) 2 问题式预习 知识点一 时刻和时间间隔 1．第5 s内表示的是_______的时间间隔，第5 s 末和第6 s初表示的是____________。 2．(1)时刻：对应于时间轴上的______，表示某一______。 (2)时间间隔：对应于时间轴上的______，表示一个______。 3．5 s内和第5 s内分别表示从一开始到第___ s末的时间间隔和从第4 s末到第5 s末的____________。 1 s 同一时刻 一点 瞬间 一段 过程 5 时间间隔 2　时间　位移 3 [训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间间隔。 ( ) 2．上午第一节课8点上课，这里的“8点”指时刻。 ( ) × √ 2　时间　位移 4 知识点二 位置和位移 1．(1)正确的坐标系包含的三要素为________、_______________ 和____________。 (2)一维坐标系、二维坐标系和三维坐标系分别可以用来描述物体在直线上、______内和______中的位置。 2．在曲线运动中，物体运动的路程总是______(选填“大于”“等于”或“小于”)位移的大小。只有在____________运动中，物体运动的路程才等于位移的大小。 3．某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑步。 (1)若先跑1.5圈，路程是_________，位移大小是______。 (2)若继续跑1.5圈，则总路程是_________，总位移大小是___。 原点 正方向 单位长度 平面 空间 大于 单向直线 3πR 2R 6πR 0 2　时间　位移 5 [训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．在800米田径比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中“2分01秒46”指的是时间间隔，“800米”指的是位移。 ( ) 2．物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量。 ( ) 3．两物体运动的位移分别为x1＝5 m和x2＝－7 m，则 x1>x2。 ( ) × × × 2　时间　位移 如图所示，质点先由西向东运动，从A点出发到达C点，再返回B点后静止。AC＝80 m，BC＝20 m。若以B点为坐标原点，向东为正方向建立一维坐标系，则出发点的位置坐标为_________m，此过程中质点的运动路程为_________m，总位移为______m。 知识点三 直线运动的位移 －60 100 60 2　时间　位移 [训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．位置坐标x为负值，表明此时刻物体在x轴负半轴。 ( ) 2．Δx的正负可表示物体位移的方向。 ( ) √ √ 2　时间　位移 1．一质点沿直线运动，其运动的x-t图像如图所示，则： (1)质点离出发点最远的距离是______m。 (2)质点在10 s时距离出发点______m，质 点在30～40 s 内的位移为______m，质点 在______s时回到出发点。 知识点四 位移—时间图像　位移和时间的测量 50 10 30 50 2　时间　位移 2．位移和时间的测量 (1)实验室中常用_______________来记录物体运动的时间和位移。 (2)电磁打点计时器和电火花计时器的比较 项目 电磁打点计时器 电火花计时器 结构示意图 打点计时器 2　时间　位移 项目 电磁打点计时器 电火花计时器 打点原理 在电磁作用下振针振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点 电源 约_______交流电源 220 V____________ 打点周期 当电源频率为50 Hz时，每隔________打一次点(即纸带上各点间的距离为相应间隔时间内的______大小) 阻力来源 纸带与限位孔、_________及振针间的摩擦 纸带与限位孔、墨粉纸盘间的摩擦 说明 功能相同，都是计时仪器；使用时都要先接通电源，再释放纸带 8 V 交流电源 0.02 s 位移 复写纸 2　时间　位移 [训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．利用位置—时间图像可以确定某段时间内物体的位移。 ( ) 2．电磁打点计时器使用的是8 V以下的直流电源。 ( ) 3．当电源频率为50 Hz时，两种打点计时器都是每隔0.02 s打一次点。 ( ) √ × √ 2　时间　位移 任务式研习 任务一　时刻和时间间隔 1．关于如图所示的时间轴，下列说法正确的是 (　　) A．t1表示时刻，称为第1 s末或第2 s初，也可称为第1 s内 B. t1～t2表示时间间隔，称为第2 s内 C. t0～t2表示时间间隔，称为前2 s内或第2 s内 D. tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1) s √ 2　时间　位移 13 B　解析：本题给出了时间轴，考查时间轴上各点及各线段所表示的含义。t1表示时刻，称为第1 s末或第2 s初，不表示第1 s内，A错误；t1～t2表示时间间隔，称为第 2 s内，B正确；t0～t2表示时间间隔，称为前2 s内，第 2 s内指t1～t2这段时间间隔，C错误；tn－1～tn表示第n s这段时间间隔，D错误。 2　时间　位移 2．我国发射的可重复使用试验航天器，在轨飞行276天后，于2023年5月8日0点20分成功返回预定着陆场。此次试验的圆满成功，标志着我国可重复使用航天器技术研究取得重要突破，后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。该航天器体积与大一点的卡车相似，因此它具有能快速机动的特点，可在1～2 h内到达地球上的任意地点。上述情境中出现的时间，属于时刻的是 (　　) A. 276天 B. 2023年5月8日0点20分 C. 1～2 h D. 以上选项均不是时刻 √ 2　时间　位移 B　解析：时刻对应时间轴上的点，时间间隔对应时间轴上的线段，“2023年5月8日0点20分”为航天器的着陆时刻，“276天”“1～2 h”均为时间间隔。 2　时间　位移 1．时刻对应一瞬间，好比一张照片。常用来表示时刻的关键词有“初”“末”“时”等。如图所示，E点表示第4 s末，也表示第5 s初。 2．时间间隔对应一个过程，好比一段录像。常用来表示时间间隔的关键词有“内”“经历”“历时”等。如图所示，前2 s内、第2 s内指的都是时间间隔。 2　时间　位移 17 1．低碳出行，共享单车给人们带来快捷与便利。小军在某个停放点取了一辆共享单车，骑行15 min回到原停放点，行程3 km。其中“15 min”和“3 km” 分别指 (　　) A. 时刻，路程 B. 时刻，位移 C. 时间间隔，路程 D. 时间间隔，位移 任务二　位移和路程 C　解析：小军用共享单车骑行15 min回到原停放点，行程3 km。由题意可知，在15 min内骑行 3 km，则“15 min”是时间间隔，“3 km”是路程，A、B、D错误，C正确。 √ 2　时间　位移 2．400 m赛跑是一种常见的田径短跑项目，通常它是短跑中距离最长的。在标准的室外跑道上，400 m正好是绕跑道最内侧一周的长度。运动员从各自的起跑线出发，并在全程中分道赛跑。在学校召开的运动会中，小李同学和小张同学在标准的室外跑道上参加同一组400 m赛跑，则 (　　) A．小李同学和小张同学在比赛中的位移都是400 m B. 小李同学和小张同学在比赛中的位移都是0 C. 小李同学和小张同学谁在外侧跑道谁的路程大 D. 小李同学和小张同学不管谁在外侧跑道，比赛中所需跑过的路程都是相同的 √ 2　时间　位移 D　解析：400 m赛跑路程都是400 m，位移各不相同，选项A错误；比赛中在最内侧跑道的位移才是0，选项B错误；无论在哪个跑道上，小李同学和小张同学的路程都是400 m，选项C错误，D正确。 2　时间　位移 3．如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A到C，则它的位移和路程分别为 (　　) √ 2　时间　位移 2　时间　位移 路程和位移的区别与联系 项目 路程 位移 区 别 意义 表示运动轨迹的长度 表示位置的变化(包含大小和方向) 大小 轨迹的长度 从初位置到末位置的有向线段的长度 2　时间　位移 23 项目 路程 位移 区 别 方向   从初位置指向末位置 图示(物体沿曲线由A运动到B) 联系 位移的大小始终小于等于路程；只有在单向直线运动中，位移的大小与路程相等 2　时间　位移 24 任务三　位移—时间图像 甲、乙两物体的位置—时间图像如图中图线 a、b所示。 (1)图线a与纵轴的交点以及图线a与b交点的含义分 别是什么？ 提示：图线a与纵轴的交点表示开始计时的时刻物体甲相对坐标原点的位置，图线a、b的交点表示t1时刻甲、乙两物体位于同一位置，即甲、乙两物体相遇。 2　时间　位移 25 (2)若物体从原点位置出发，位置—时间图像即为位移—时间图像，位移—时间图像可以用来描述曲线运动吗？ 提示：不能。在位移—时间图像中，位移只有正、负两种方向，曲线运动中位移的方向比较复杂，故位移—时间图像无法描述曲线运动。 (3)若甲、乙两物体均从原点位置出发，在0～t1时间内，甲、乙两物体谁的位移比较大？ 提示：由题图可以看出，0～t1时间内，物体乙的位移较大。 2　时间　位移 1．小李同学沿某条直线向前走了一段路后，休息了一段时间，然后沿原路返回出发点，下列位移—时间图像能正确反映小李同学运动情况的是 (　　) A　　　　　　　B C　　　　　　D √ 2　时间　位移 A　解析：由题意知，小李同学先向某一方向做直线运动，然后静止了一段时间，最后原路返回，可知图像A正确；图像B中出现了时间倒流，实际不可能发生，B错误；图像C中小李休息后位移又开始增加，与题意不符，C错误；图像D反映出小李的运动没有停歇，D错误。 2　时间　位移 2. (2025·潍坊期中)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 A　解析：由题图可知，三者都做直线运动，由于甲、乙、丙的初位置和末位置相同，故位移相同，即x甲＝x丙＝x乙；由于甲物体有反向运动过程，乙、丙均只有单向运动，即乙、丙的路程等于位移大小，甲物体的路程要大，故选A。 √ 2　时间　位移 3．某一做直线运动的物体，其位移—时间图像如图所示，根据图像求： (1)物体距出发点最远的距离。 (2)前4 s内物体的位移。 (3)前4 s内物体通过的路程。 2　时间　位移 解析：(1)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＝(－2－0) m＝－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 2　时间　位移 1．x-t图像的物理意义 x-t图像反映了物体的位置或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坐标原点的位移。 2．x-t图像的应用 项目 信息内容 位移 大小 末位置与初位置的纵坐标差的绝对值 方向 由末位置与初位置的纵坐标差的正负进行判断，正值表示位移沿正方向，负值表示位移沿负方向 运动开始的位置 图线起点的纵坐标 运动开始的时刻 图线起点的横坐标 两图线交点的含义 表示对应时刻两物体在同一位置(相遇) 2　时间　位移 32 3.两点提醒 (1)x-t图像中的图线不是物体的运动轨迹。 (2)x-t图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动。 2　时间　位移 33 1．目前实验室常用的打点计时器有电磁打点计时器和________计时器两种，它们的原理基本一样，所接交流电源的频率为50 Hz时，每隔________s打一次点；其中电磁打点计时器使用的是电压大小约为________的________(选填“交流”或“直流”)电源。 解析：打点计时器有电火花计时器和电磁打点计时器，都是使用交流电源的计时仪器。若计时器所用电源的频率为50 Hz，则计时器每隔0.02 s打一次点。 答案：电火花　0.02　8 V　交流 任务四　位移和时间的测量 2　时间　位移 2．(1)用电火花计时器在纸带上打点时，操作的合理顺序应是 (　　) A. 先接通电源，再用手拖动纸带 B. 先用手拖动纸带，后接通电源 C. 接通电源的同时用手拖动纸带 D. 可以随意操作 A 2　时间　位移 (2)某次实验中得到一条如图所示的纸带，纸带上前几个点模糊，从A点开始每隔4个计时点取一个计数点，计时器打点频率为 50 Hz。则从打A点到打E点共历时________s，从D点到E点对应纸带的位移是________cm。 0.40 2.20 2　时间　位移 解析：(1)先接通电源，待打点计时器打点稳定后才能拖动纸带，A正确，B、C、D错误。 (2)每隔4个计时点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为t＝0.02×5 s＝0.10 s，tAE＝4t＝0.40 s，xDE＝xAE－xAD＝7.60 cm－5.40 cm＝2.20 cm。 2　时间　位移 3．如图所示，一位同学左手拿一块表，右手拿一支彩色画笔，另一位同学拉动一条宽约 1 cm的长纸带，使纸带在笔下沿着直线向前移动，每隔1 s第一位同学用画笔在纸带上点一个点。这样，就相当于一台简单的打点计时器。下列说法正确的是 (　　) A．纸带的速度越快，相同距离内打的点会越多 B. 拉动纸带的速度不恒定，相邻两点间的时间间隔也会不稳定 C. 若每隔1 s打一个点变为每隔0.5 s打一个点，同时增大纸带速度，则两点间的距离会变大 D. 若每隔1 s打一个点变为每隔0.5 s打一个点，纸带速度不变，则两点间的距离会变小 √ 2　时间　位移 D　解析：纸带的速度越快，相同时间内运动的位移越大，可知相同距离内打的点会越少，A错误；相邻两点间的时间间隔是一定的，与拉动纸带的速度无关，B错误；若每隔1 s打一个点变为每隔0.5 s打一个点，即相邻两点间的时间间隔变小，同时增大纸带速度，两点间距离不一定变大，但如果纸带仍是同样的速度，打点时间间隔变小，则相邻两点间的距离会变小，C错误，D正确。 2　时间　位移 1．测量位移和时间的实验操作 (1)把打点计时器固定在桌子上。 (2)安装纸带。 (3)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率一般为50 Hz，电磁打点计时器接约8 V的低压交流电源，电火花计时器接220 V交流电源)。 (4)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。 2　时间　位移 40 2．测量位移和时间的注意事项 (1)打点前，应使纸带前端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，即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离。 (5)为减小实验误差，1、2、3、4……不一定是连续的计时点，可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点，若电源频率为50 Hz，此时两计数点间的时间间隔T＝0.1 s。 2　时间　位移 41 A. R，方向由A指向C；R B. R，方向由A指向C；R C. R，方向由A指向C；R D. R，方向由C指向A；R C　解析：从A到C的直线距离l＝＝R，所以位移为R，方向由A指向C；从A到C的路径长度为πR，所以路程为πR，故C正确。 $