2023新教材高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述第2節(jié)時(shí)間位移作業(yè)新人教版必修第一冊

第2節(jié)時(shí)間位移1．時(shí)刻和時(shí)間間隔：二者既有聯(lián)系又有區(qū)別，在表示時(shí)間的數(shù)軸上，時(shí)刻用eq\x(\s\up1(01))點(diǎn)表示，時(shí)間間隔用eq\x(\s\up1(02))線段表示。2．位置和位移(1)坐標(biāo)系：為了eq\x(\s\up1(01))定量地描述物體的位置，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)膃q\x(\s\up1(02))坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的三要素：一要確定eq\x(\s\up1(03))原點(diǎn)，二要規(guī)定坐標(biāo)軸的eq\x(\s\up1(04))正方向，三要選擇合適的eq\x(\s\up1(05))單位長度。在坐標(biāo)系中，坐標(biāo)表示物體的eq\x(\s\up1(06))位置。一般物體做eq\x(\s\up1(07))直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，要建立一維坐標(biāo)系；物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需建立eq\x(\s\up1(08))平面直角坐標(biāo)系。(2)路程與位移：路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的eq\x(\s\up1(09))長度；位移是從物體運(yùn)動(dòng)的eq\x(\s\up1(10))初位置指向eq\x(\s\up1(11))末位置的eq\x(\s\up1(12))有向線段。(3)矢量和標(biāo)量①矢量的特點(diǎn)：既有eq\x(\s\up1(13))大小，又有eq\x(\s\up1(14))方向，例如：位移。②標(biāo)量的特點(diǎn)：只有eq\x(\s\up1(15))大小，沒有eq\x(\s\up1(16))方向，例如：時(shí)間、路程、質(zhì)量、溫度。3．直線運(yùn)動(dòng)的位移：做直線運(yùn)動(dòng)的物體，它的初位置為x1，末位置為x2，則物體的位移是eq\x(\s\up1(01))由x1指向x2的有向線段，即Δx＝eq\x(\s\up1(02))x2－x1。若其值為正，則位移的方向指向x軸的eq\x(\s\up1(03))正方向；若其值為負(fù)，則位移的方向指向x軸的eq\x(\s\up1(04))負(fù)方向。4．位移—時(shí)間圖像：物體在每一時(shí)刻的eq\x(\s\up1(01))位置或每一eq\x(\s\up1(02))時(shí)間間隔的位移可以用圖像直觀地表示。在直角坐標(biāo)系中選時(shí)刻t為eq\x(\s\up1(03))橫軸，選位置x為eq\x(\s\up1(04))縱軸，其上的圖線就是位置—時(shí)間圖像。若將物體運(yùn)動(dòng)的初始位置選作位置坐標(biāo)原點(diǎn)O，則位置與位移大小eq\x(\s\up1(05))相等，位置—時(shí)間圖像就成為eq\x(\s\up1(06))位移—時(shí)間圖像，又稱x-t圖像。5．位移和時(shí)間的測量(1)生活中：可以用照相的方法記錄物體的位置，用鐘表記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，也可以用eq\x(\s\up1(01))頻閃照相的方法同時(shí)記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻和位置。(2)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中：常用eq\x(\s\up1(02))打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來記錄時(shí)間和位移。①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用eq\x(\s\up1(03))交變電源的eq\x(\s\up1(04))計(jì)時(shí)儀器，工作電壓約為eq\x(\s\up1(05))8_V，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，振針每隔eq\x(\s\up1(06))0.02_s打一次點(diǎn)。使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過eq\x(\s\up1(07))限位孔，復(fù)寫紙要放在紙帶eq\x(\s\up1(08))上面。打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先eq\x(\s\up1(09))接通電源，穩(wěn)定后，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)完畢，應(yīng)立即關(guān)閉電源。②電火花計(jì)時(shí)器是利用eq\x(\s\up1(10))電火花和墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的eq\x(\s\up1(11))計(jì)時(shí)儀器，工作電壓是220V。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它也是每隔eq\x(\s\up1(12))0.02_s打一次點(diǎn)。使用時(shí)，墨粉盤套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔。這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較小。典型考點(diǎn)一時(shí)刻和時(shí)間間隔1．下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是()A．北京時(shí)間8月6日07：00巴西里約奧運(yùn)會正式開幕B．2016年法國歐洲杯決賽于北京時(shí)間7月11日03：00開賽C．國際田徑室內(nèi)賽紐約站男子60米比賽中，中國短跑名將蘇炳添以6秒62奪得銀牌D．據(jù)新華社消息，2020年6月23日9時(shí)43分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星答案C解析07：00、03：00和9時(shí)43分均是指時(shí)刻，6秒62是指時(shí)間間隔，故C正確。2．(多選)下列說法正確的是()A．在第5秒末時(shí)，指的是時(shí)刻B．在5秒內(nèi)指的是在4秒末到5秒末這1秒的時(shí)間C．在第5秒內(nèi)指的是在第4秒末到第5秒末這1秒的時(shí)間D．第4秒末就是第5秒初，指的是時(shí)刻答案ACD解析在第5秒末時(shí)，指的是時(shí)刻，故A正確；在5秒內(nèi)指的是在零時(shí)刻到5秒末這5秒的時(shí)間，故B錯(cuò)誤；在第5秒內(nèi)指的是在4秒末到5秒末這1秒的時(shí)間，故C正確；第4秒末就是第5秒初，指的是時(shí)刻，故D正確。典型考點(diǎn)二位置和位移3.有一口井，水面距井口4m，現(xiàn)用水桶從井中提水(如圖)，出井后又將水桶提升了1m。選井口處為坐標(biāo)原點(diǎn)，水桶豎直向上提升的路線為x軸，向上為正方向，則水桶在水面時(shí)的位置和最后的位置坐標(biāo)分別是()A．4m,1m B．－4m,1mC．5m,0 D．－5m,1m答案B解析本題中建立了一維坐標(biāo)系，以井口處為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，則水桶在水面處和最后位置的坐標(biāo)分別為－4m，1m，故選B。4．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程，下列說法中正確的是()A．位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向B．路程是標(biāo)量，即位移的大小C．質(zhì)點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，通過的路程等于位移D．質(zhì)點(diǎn)通過的路程不相等時(shí)，位移可能相同答案D解析位移既有大小又有方向，為矢量，位移的方向是從初始位置指向末位置，不一定是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向，A錯(cuò)誤；路程只有大小沒有方向，為標(biāo)量，表示軌跡的實(shí)際長度，不一定等于位移的大小，只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程才等于位移的大小，由于路程只有大小沒有方向，只能說路程等于位移的大小，不能說路程等于位移，B、C錯(cuò)誤；從北京到上海，乘坐火車和飛機(jī)兩種方式人的路程不同，但是位移相同，D正確。典型考點(diǎn)三直線運(yùn)動(dòng)的位移5．(多選)一物體做直線運(yùn)動(dòng)，在圖中所示的坐標(biāo)軸上O、x1、x2、…、xn－1、xn分別為物體在開始和第1s末、第2s末、…、第(n－1)s末、第ns末的位置，則下述說法中正確的是()A．x2為第2s內(nèi)的位移，方向由O指向x2B．xn－1為(n－1)s內(nèi)的位移，方向由O指向xn－1C．xn－x2為前2ns內(nèi)的位移，方向由x2指向xnD．xn－xn－1為第ns內(nèi)的位移，方向由xn－1指向xn答案BD解析x2為前2s內(nèi)的位移，xn－1為(n－1)s內(nèi)的位移，xn－x2為從第2s末到第ns末的位移，xn－xn－1為第ns內(nèi)的位移，方向均由初位置指向末位置。故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。典型考點(diǎn)四位移—時(shí)間圖像6．已知一汽車在平直公路上運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)開始時(shí)汽車的位置記為0，則它的位移—時(shí)間圖像如圖甲所示。(1)根據(jù)圖像在圖乙所示的位置坐標(biāo)軸上標(biāo)出A、B、C、D、E各點(diǎn)代表的汽車的位置；(2)求出下列各段時(shí)間內(nèi)汽車的路程和位移大?。孩俚?h內(nèi)；②前6h內(nèi)；③前8h內(nèi)。答案(1)圖見解析(2)①第1h內(nèi)路程為40km，位移大小為40km；②前6h內(nèi)路程為100km，位移大小為100km；③前8h內(nèi)路程為200km，位移大小為0。解析(1)位移—時(shí)間圖像上任意一點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對值表示該時(shí)刻汽車的位置與初始位置的距離，據(jù)此可得：(2)在直線運(yùn)動(dòng)中，x-t圖像的縱坐標(biāo)的絕對值等于位移大小，路程等于運(yùn)動(dòng)軌跡的長度。則由圖甲知：①第1h內(nèi)路程為：s1＝40km－0＝40km，位移大小為：x1＝40km－0＝40km；②前6h內(nèi)路程為：s2＝100km－0＝100km，位移大小為：x2＝100km－0＝100km；③前8h內(nèi)路程為：s3＝100km＋100km＝200km，位移大小為：x3＝0－0＝0。典型考點(diǎn)五位移和時(shí)間的測量7．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用________(填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器。根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量有________。A．時(shí)間間隔B．物體在某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移C．物體開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻答案交流AB解析電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器。根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理可知，它每隔一定時(shí)間打一次點(diǎn)，因此從紙帶上直接通過兩點(diǎn)間的間隔數(shù)即可得到時(shí)間間隔，同時(shí)通過測量點(diǎn)之間的距離，可以得到物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移，而物體開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻不能從紙帶上直接得到，故A、B正確，C錯(cuò)誤。1．關(guān)于時(shí)刻和時(shí)間間隔，下列說法正確的是()A．老師說：“明天早上8點(diǎn)鐘上課，上課45分鐘?！逼渲小?點(diǎn)鐘”指的是時(shí)刻，“45分鐘”指的是時(shí)間間隔B．我國優(yōu)秀田徑運(yùn)動(dòng)員劉翔在雅典奧運(yùn)會110米欄決賽中，以12秒91的成績奪得了冠軍，其中“12秒91”指的是時(shí)刻C．某場足球賽15min時(shí)甲隊(duì)攻入一球，其中“15min時(shí)”指的是時(shí)間間隔D．老師說：“希望你下次一定要在7點(diǎn)50分以前到校?！逼渲小?點(diǎn)50分”指的是時(shí)間間隔答案A解析時(shí)間間隔是指時(shí)間的長度，在時(shí)間軸上對應(yīng)一段線段，時(shí)刻是指時(shí)間點(diǎn)，在時(shí)間軸上對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)。老師說：“明天早上8點(diǎn)鐘上課，上課45分鐘?！逼渲小?點(diǎn)鐘”指的是時(shí)刻，“45分鐘”指的是時(shí)間間隔，故A正確；12秒91的成績對應(yīng)的是一段時(shí)間間隔，故B錯(cuò)誤；15min時(shí)甲隊(duì)攻入一球，其中“15min時(shí)”在時(shí)間軸上對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，指的是時(shí)刻，故C錯(cuò)誤；老師說：“希望你下次一定要在7點(diǎn)50分以前到校?！逼渲小?點(diǎn)50分”指的是時(shí)刻，故D錯(cuò)誤。2．(多選)關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是()A．沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，位移和路程是相等的B．質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B，其路程可能不同，而位移是相同的C．質(zhì)點(diǎn)通過一段路程，其位移可能等于零D．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移大小可能大于路程答案BC解析當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于位移的大小，若直線運(yùn)動(dòng)有往復(fù)，則位移的大小和路程不等，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B，路程可能不同，但位移一定相同，故B正確；質(zhì)點(diǎn)通過一段路程，位移可能為零，比如繞圓周運(yùn)動(dòng)一圈，故C正確；質(zhì)點(diǎn)的位移大小小于等于路程，不可能大于路程，故D錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是()A．取定正方向，做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的位移分別為x甲＝3m、x乙＝－5m，則x甲>x乙B．甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50m，這兩個(gè)物體的位移必定相同C．溫度計(jì)讀數(shù)有正有負(fù)，所以溫度也是矢量D．溫度計(jì)讀數(shù)的正負(fù)號表示溫度的高低，不表示方向，溫度是標(biāo)量答案D解析直線運(yùn)動(dòng)位移的正負(fù)號表示方向，不表示大小，A錯(cuò)誤；兩個(gè)矢量大小相等、方向相同時(shí)，它們才相同，B錯(cuò)誤；溫度是標(biāo)量，溫度的正負(fù)號表示溫度的高低，C錯(cuò)誤，D正確。4.(多選)某一質(zhì)點(diǎn)沿一直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1m，O點(diǎn)為原點(diǎn)，且質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后返回，沿x軸負(fù)方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)從A到B再到C的位移為2m，路程為4mB．質(zhì)點(diǎn)從B到D的位移為－4m，路程為4mC．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，其位置可用D點(diǎn)的坐標(biāo)－2m表示D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，相對于A點(diǎn)的位移為－3m答案BCD解析位移是矢量，質(zhì)點(diǎn)從A到B再到C的位移為－2m，路程為4m，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從B到D的位移為－2m－2m＝－4m，路程為4m，B正確；質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，其位置可用D點(diǎn)的坐標(biāo)－2m表示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)相對于A點(diǎn)的位移為－2m－1m＝－3m，C、D正確。5．(多選)在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是()A．打點(diǎn)前，手應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，再水平拉動(dòng)紙帶B．要舍去紙帶上特別密集的點(diǎn)C．打點(diǎn)頻率為50Hz，則從起始點(diǎn)到第5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.10sD．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使紙帶運(yùn)動(dòng)得盡量慢些答案AB解析打點(diǎn)前，手應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要先接通電源，再水平拉動(dòng)紙帶，故A正確；處理紙帶時(shí)，要舍去紙帶上特別密集的點(diǎn)，從清晰的點(diǎn)開始計(jì)數(shù)，故B正確；打點(diǎn)頻率為50Hz，則打點(diǎn)周期為0.02s，從起始點(diǎn)到第5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為4×0.02s＝0.08s，故C錯(cuò)誤；若實(shí)驗(yàn)中紙帶運(yùn)動(dòng)過慢，會導(dǎo)致紙帶上的點(diǎn)比較密集，不利于選點(diǎn)和測量，故D錯(cuò)誤。6.(多選)如圖所示是做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的x-t圖像，下列說法中正確的是()A．甲啟動(dòng)的時(shí)刻比乙早t1B．當(dāng)t＝t2時(shí)，兩物體相遇C．當(dāng)t＝t2時(shí)，兩物體相距最遠(yuǎn)D．當(dāng)t＝t3時(shí)，兩物體相距x1答案ABD解析由圖像可以看出，乙在t1時(shí)刻才開始運(yùn)動(dòng)，所以甲啟動(dòng)的時(shí)刻比乙早t1，故A正確；當(dāng)t＝t2時(shí)，兩物體相遇，而不是相距最遠(yuǎn)，故B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)t＝t3時(shí)，兩物體相距x1，D正確。7．北京正負(fù)電子對撞機(jī)的核心部分是使電子加速的環(huán)形室。若一電子在半徑為R的環(huán)形室中運(yùn)動(dòng)了一周，則其位移大小為________，路程是________；若電子運(yùn)動(dòng)了eq\f(3,4)周，則其位