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

高中物理 必修第一册　第一章 运动的描述　课时作业 第一章　运动的描述 2．时间　位移　课时作业 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 得分：__________ 一、知识梳理 知识点1　时刻和时间间隔 1．时刻：指某一瞬间，在时间轴上用点表示。如“第3 s末”“第4 s初”“8:00上课”。 2．时间间隔：指两个时刻之间的间隔，在时间轴上用线段表示。时间间隔 。如“第3 s内”“前3 s”“一节课40 min”。 3．注意：“第 s内”指的是 1 s 的时间间隔；“前 s”（或“ s内”）指的是 s 的时间间隔；“第 s末”与“第 s初”是同一时刻。 图1　时刻与时间间隔在时间轴上的表示 知识点2　路程和位移 1．路程：物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向。 2．位移：描述物体（质点）位置变化的物理量。用从初位置指向末位置的有向线段表示。有向线段的长度表示位移的大小，箭头的指向表示位移的方向。位移的单位是米（m）。 3．位移与路程的关系：一般情况下，位移的大小小于或等于路程；只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。 比较项目 位移 路程 物理意义 描述位置的变化 描述运动轨迹的长度 矢标性 矢量（有大小和方向） 标量（只有大小） 决定因素 只由初、末位置决定 与运动路径有关 图示 初位置指向末位置的有向线段 运动轨迹 知识点3　矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移。标量：只有大小、没有方向的物理量，如时间、路程、质量、温度。 2．运算法则不同：标量相加遵从算术加法；矢量相加不能简单地算术相加，以后将学习矢量的运算法则。 3．矢量的正负：在一维坐标系中，矢量的正负只表示方向（与规定的正方向相同或相反），不表示大小。如位移 m 比 m 大。 知识点4　直线运动的位移 物体沿 轴从位置 运动到位置 ，位移 （如图2）。 为正，表示位移方向与 轴正方向相同； 为负，表示位移方向与 轴正方向相反。 图2　直线运动的位移 知识点5　位移—时间图像　位移和时间的测量 1．位移—时间图像（ 图像）：以时间 为横轴、位置 （或位移）为纵轴，描述物体位置随时间变化的规律。 2．注意： 图像不是物体的运动轨迹；图线平行于 轴，表示物体静止。 3．打点计时器：电磁打点计时器使用约 8 V 的交流电源；电火花计时器使用 220 V 的交流电源。电源频率为 50 Hz 时，每隔 0.02 s 打一个点。纸带上的点迹记录了时间间隔，用刻度尺测量点间距离可得位移。使用时应先接通电源，再让纸带运动。 二、典型例题 【例1】时刻与时间间隔 关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是（　　） A．“第2 s末”和“第3 s初”指的是不同时刻 B．“前3 s”和“第3 s内”都指 1 s 的时间间隔 C．“第3 s内”指的是从第2 s末到第3 s末这 1 s 的时间间隔 D．时刻表示时间很短，时间间隔表示时间较长 【解析】第2 s末与第3 s初是时间轴上的同一点，A错误；“前3 s”是 3 s 的时间间隔，B错误；“第3 s内”是从 2 s 末到 3 s 末的 1 s，C正确；时刻是一瞬间，不是“很短的时间”，D错误。 【答案】C 【例2】位移和路程的计算 图3 如图3所示，一个皮球从离地面 5 m 高的 A 点由静止落下，与地面碰撞后竖直弹起，上升到离地面 2 m 高的 B 点时被接住。求整个过程中皮球通过的路程和位移。 【解析】路程是轨迹长度： m m = m。位移由初位置 A 指向末位置 B，大小为 m m = m，方向竖直向下。 【答案】路程 7 m；位移大小 3 m，方向竖直向下。 【例3】平面内的位移 图4 如图4所示，某同学从 O 点出发，先向东走 30 m 到达 P 点，再向北走 40 m 到达 Q 点。求此过程中该同学的路程和位移。（已知 sin 53° = 0.8） 【解析】路程 m m = m。位移是从 O 指向 Q 的有向线段，大小 m = m；设位移与正东方向的夹角为 ，则 ，，即位移方向为东偏北 53°。 【答案】路程 70 m；位移大小 50 m，方向东偏北 53°。 三、基础巩固 1．（多选）下列计时数据中，指时刻的是（　　） A．某中学上午 8:00 开始上第一节课 B．每节课 40 min C．某运动员 100 m 赛跑的成绩是 10.85 s D．物体在第 3 s 末的位置 2．关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是（　　） A．第 2 s 末与第 3 s 初是同一时刻 B．“前 2 s”指的就是“第 2 s 内” C．“3 s 内”与“第 3 s 内”表示相同的时间间隔 D．时刻在时间轴上对应一段线段 3．关于位移和路程，下列说法正确的是（　　） A．位移是矢量，位移的方向就是物体运动的方向 B．路程是标量，路程就是位移的大小 C．物体做单向直线运动时，路程等于位移的大小 D．物体的位移为零时，路程一定为零 4．下列物理量中，属于矢量的是（　　） A．时间 B．路程 C．位移 D．质量 5．在 400 m 的标准环形跑道上，某同学从起点出发，跑完一圈后恰好回到起点。该同学在这一过程中的位移大小和路程分别是（　　） A．0，400 m B．400 m，0 C．400 m，400 m D．0，0 6．一个质点沿 轴运动，从坐标 m 处运动到坐标 m 处，该质点的位移是（　　） A．2 m B． m C．8 m D． m 7．物体甲的位移为 3 m，物体乙的位移为 m。下列说法正确的是（　　） A．甲的位移大于乙的位移 B．乙的位移大于甲的位移 C．甲、乙的位移方向相同 D．与 3 ℃ 比 ℃ 温度高的道理相同，3 m 的位移大于 m 的位移 8．关于打点计时器，下列说法正确的是（　　） A．电磁打点计时器使用约 8 V 的直流电源 B．电火花计时器使用 220 V 的交流电源 C．电源频率为 50 Hz 时，打点计时器每隔 0.1 s 打一个点 D．使用打点计时器时，应先释放纸带，再接通电源 图5 9．请在图5的时间轴上分别标出：①第 2 s 末；②第 4 s 内；③前 2 s。并指出其中哪些是时刻，哪些是时间间隔。 10．从离地面 2 m 高处竖直向上抛出一个小球，小球上升 3 m 后回落，最后落到地面上。在这一过程中，小球通过的路程是______m，位移的大小是______m，位移的方向______。 四、能力提升 图6 11．如图6所示，质点从 A 点出发，沿半径为 的圆周按 A→B→C→D 的顺序运动，到达 D 点时，质点的位移大小和路程分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 图7 12．某物体沿直线运动，其位置 随时间 变化的图像如图7所示。 （1）物体在 0～2 s 内的位移是多少？ （2）物体在 2～4 s 内做什么运动？ （3）物体在 4～7 s 内的位移是多少？ （4）物体在 0～7 s 内的位移和路程分别是多少？ （5）物体在什么时刻经过原点？ 13．某人从家出发，先向正北走了 3 km，再向正东走了 4 km。 （1）求此过程中他的路程和位移大小； （2）若他接着又向正南走了 3 km，求他从家出发到此时的位移。 图8 14．用打点计时器（电源频率为 50 Hz）研究物体的运动，得到如图8所示的一段纸带（图中最左端的点为第 1 个点，向右依次为第 2、3……9 个点）。 （1）从打下第 1 个点到打下第 9 个点，经历的时间是多少？ （2）根据点迹分布，判断纸带运动的快慢如何变化，并说明理由。 15．小明家住在 10 楼，每层楼高 3 m。某次他从 1 楼地面乘电梯到达 10 楼地面，发现忘带东西，又乘电梯下到 6 楼地面取东西。以 1 楼地面为初位置，求整个过程中小明的位移和路程。 16．（多选）关于矢量和标量，下列说法正确的是（　　） A．标量只有正值，没有负值 B．在一维坐标系中，矢量的正、负表示方向 C． m 的位移比 5 m 的位移大 D．路程是标量，它等于位移的大小 五、拓展探究 图9 17．如图9所示，一只蚂蚁从棱长为 10 cm 的正方体木块的顶点 A 出发，沿木块表面爬到顶点 G。 （1）求蚂蚁的位移大小（结果保留根号）； （2）求蚂蚁爬行的最短路程（结果保留根号）。（提示：可将正方体相邻的两个面展开到同一平面内） 18．下表是某次列车的部分运行时刻表（各站之间的铁路并非直线）。 站名 到达时间 开车时间 里程/km 甲市 —— 08:00 0 乙市 09:12 09:15 320 丙市 10:28 10:32 650 丁市 11:40 —— 980 （1）表中的“到达时间”“开车时间”指的是时刻还是时间间隔？ （2）列车在乙市停留了多长时间？列车从甲市到丁市共用了多长时间？ （3）列车从乙市到丙市行驶的路程是多少？能否根据此表求出列车从乙市到丙市的位移大小？为什么？ 参考答案及解析 三、基础巩固 1．【答案】AD 【解析】“8:00”“第 3 s 末”都对应时间轴上的一个点，是时刻；“40 min”“10.85 s”都是一段时间，是时间间隔。 2．【答案】A 【解析】第 2 s 末与第 3 s 初在时间轴上是同一点，A正确；“前 2 s”是 2 s 的时间间隔，“第 2 s 内”是 1 s 的时间间隔，B错误；“3 s 内”是 3 s，“第 3 s 内”是 1 s，C错误；时刻对应时间轴上的点，D错误。 3．【答案】C 【解析】位移方向由初位置指向末位置，不一定是运动方向，A错误；路程是轨迹长度，一般不等于位移大小，B错误；单向直线运动中路程等于位移大小，C正确；物体运动一周回到出发点，位移为零但路程不为零，D错误。 4．【答案】C 【解析】位移既有大小又有方向，是矢量；时间、路程、质量只有大小，是标量。 5．【答案】A 【解析】回到起点，初、末位置相同，位移为 0；轨迹长度为一圈，路程为 400 m。 6．【答案】D 【解析】 m m = m，负号表示位移方向沿 轴负方向。 7．【答案】B 【解析】矢量的正负只表示方向，比较大小要看绝对值。乙的位移大小为 5 m，大于甲的 3 m，B正确；二者方向相反，C错误；温度是标量，正负表示高低，与矢量不同，D错误。 8．【答案】B 【解析】电磁打点计时器使用交流电源，A错误；频率 50 Hz 时每隔 0.02 s 打一个点，C错误；应先接通电源再释放纸带，D错误。 9．【答案】见解析 【解析】①“第 2 s 末”是时间轴上 s 处的一个点，是时刻；②“第 4 s 内”是 3 s 到 4 s 之间的线段，是时间间隔；③“前 2 s”是 0 到 2 s 之间的线段，是时间间隔。 10．【答案】8；2；竖直向下 【解析】路程 m m = m；初位置在离地 2 m 处，末位置在地面，位移大小为 2 m，方向竖直向下。 四、能力提升 11．【答案】A 【解析】从 A 到 D 质点运动了 个圆周，路程 ；位移为 A、D 之间的线段，。 12．【答案】见解析 【解析】（1） m m = m，方向沿 轴正方向。 （2）2～4 s 内物体位置不变，处于静止状态。 （3） m m = m，即大小为 9 m，方向沿 轴负方向。 （4）0～7 s 内位移 m m = m；路程 m m = m。 （5）由图可知， s 时物体的位置坐标为 0，即在第 6 s 末经过原点。 13．【答案】（1）7 km，5 km；（2）4 km，方向正东 【解析】（1）路程 km km = km；位移大小 km = km。 （2）向北走 3 km 后又向南走 3 km，南北方向的位置变化相互抵消，此时他位于家的正东方 4 km 处，所以位移大小为 4 km，方向正东。 14．【答案】（1）0.16 s；（2）越来越快 【解析】（1）相邻两点间的时间间隔为 0.02 s，第 1 点到第 9 点共有 8 个间隔，经历的时间 s = s。 （2）相邻两点间的时间间隔相等，而相邻两点间的距离越来越大，说明在相等的时间内纸带的位移越来越大，纸带运动得越来越快。 15．【答案】位移 15 m，竖直向上；路程 39 m 【解析】1 楼地面到 10 楼地面的高度为 m = m，10 楼到 6 楼下降 m = m。 位移：末位置（6 楼地面）在初位置（1 楼地面）上方 m = m，方向竖直向上；路程 m m = m。 16．【答案】BC 【解析】标量也可以有负值，如温度 ℃，A错误；矢量的正负表示方向，B正确；比较位移大小比较绝对值，，C正确；路程一般大于或等于位移大小，D错误。 五、拓展探究 17．【答案】（1） cm；（2） cm 【解析】（1）位移是从 A 指向 G 的线段，即正方体的体对角线。底面对角线 cm = cm，则 cm = cm ≈ cm。 （2）把正方体的前面 ABFE 和上面 EFGH 展开到同一平面内，得到一个长 20 cm、宽 10 cm 的长方形，A、G 为其对角顶点。两点之间线段最短，最短路程 cm = cm ≈ cm（蚂蚁沿此路径经过棱 EF 的中点）。 18．【答案】见解析 【解析】（1）“到达时间”“开车时间”都对应时间轴上的一个点，都是时刻。 （2）在乙市停留时间为 9:15-9:12=3 min；从甲市到丁市共用时 11:40-8:00=3 h 40 min。 （3）路程 km km = km。不能求出位移大小，因为铁路并非直线，里程表示的是轨迹长度（路程），而位移大小是乙市与丙市之间的直线距离，表中没有给出。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $