初升高暑期物理預(yù)習(xí)第3講 位移－時(shí)間圖像 位移和時(shí)間的測(cè)量（含答案）

第3講位移一時(shí)間圖像位移和時(shí)間的測(cè)量

@@@@

以電梯底端為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿電梯向上為正方向建立直線坐標(biāo)系，

電梯內(nèi)正在上行的乘客的位移是正值還是負(fù)值？下行的乘客呢？乘客

運(yùn)動(dòng)的路程可以是負(fù)值嗎？

提示：電梯內(nèi)乘客在上行和下行過(guò)程中均在x軸正半軸，位移均為

正值，路程不可以為負(fù)值。

一、直線運(yùn)動(dòng)的位移

研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立X軸，如圖所示。

0A

物0Xlx/m

1.物體的位置表示：用位置坐標(biāo)表示。如圖所示，若物體從A向B運(yùn)動(dòng)，則處表示初

位置A,X2表示末位置及

2.物體的位移表示

(1)大?。耗┪恢门c初位置的坐標(biāo)之差，AX=X2-X|O

(2)方向：初位置指向末位置。

①Ax>0,表示位移的方向指向％軸的正方向；

②AxVO,表示位移的方向指向工軸的負(fù)方向。

二、位移一時(shí)間圖像

1.位置一時(shí)間圖像：反映物體在任意時(shí)刻的位置的圖像.在直角坐標(biāo)系中選時(shí)刻，為橫軸，

選位置X為縱軸，其上的圖線就是位置一時(shí)間圖像.

2.位移一時(shí)間圖像。一/圖像)：反映物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移的圖像.將物體運(yùn)動(dòng)的初始位

置選作位置坐標(biāo)原點(diǎn)O,則位置與位移大小相等。=以)，位置一時(shí)間圖像就成為位移一時(shí)

間圖像.

三、位移和時(shí)間的測(cè)量

1.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如圖1所示)

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器

圖1

⑴電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器；工作電壓約為8V,當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次

點(diǎn).

(2)電火花計(jì)時(shí)器

使用220V交變電源，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)打點(diǎn)周期是0.02s.

2.時(shí)間的測(cè)量

從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始(起始點(diǎn))，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，數(shù)出時(shí)間間隔個(gè)數(shù)小則這段時(shí)間

/=0.02ns.

3.位移的測(cè)量

用刻度尺測(cè)量紙帶上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，即為相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移大小.

例題1.一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的X—/圖像如圖所示，則:

(1)質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來(lái)越遠(yuǎn)；質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來(lái)越近;

質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng).

A.0?20sB.20?30s

C.30?40sD.40?50s

(2)質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是m.

(3)質(zhì)點(diǎn)在10s時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)m,質(zhì)點(diǎn)在s時(shí)回到出發(fā)點(diǎn).

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.已知一汽車在平直公路上運(yùn)動(dòng)，計(jì)時(shí)開(kāi)始汽車的位置記為0,則它的位移一時(shí)

間圖像如圖甲所示c

⑴根據(jù)圖甲在如圖乙所示的位置坐標(biāo)軸上標(biāo)出A、B、C、。、E各點(diǎn)代表的汽車的位置。

020406080100x/km

乙

⑵求出下列各段時(shí)間內(nèi)汽車的路程和位移大?。?/p>

①第lh內(nèi)；②前6h內(nèi)；③前8h內(nèi)。

例題2.A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.A、B兩物體開(kāi)始時(shí)相距100m,運(yùn)動(dòng)方向相同

B.A物體沿折線運(yùn)動(dòng)，B物體沿直線運(yùn)動(dòng)

C.A、B兩物體運(yùn)動(dòng)8s時(shí)，在距A出發(fā)點(diǎn)60m處相遇

D.A物體在運(yùn)動(dòng)中停止了6s

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.［多選］A、B兩個(gè)物體從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖像的一部分如圖所示。從

A、B兩物體的位移一時(shí)間圖像可知，下列說(shuō)法正確的是()

A.A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)方向相同

B.A物體4s內(nèi)發(fā)生的位移是10m

C.B物體發(fā)生10m位移的時(shí)間是4s

D.A、B兩物體同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

器為尼成

1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器

線圈正脈沖輸出插座

5二一負(fù)脈沖輸出插座

振

片、J

振學(xué)黑粉紙盤

結(jié)構(gòu)示意圖久

磁鐵

■，帶

i，位孔紙審D

復(fù)寫紙

脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙

打點(diǎn)原理電磁作用下振針上下周期性振動(dòng)打點(diǎn)

盤軸放電打點(diǎn)

工作電壓約8V交變電源220V交變電源

打點(diǎn)周期0.02s(50Hz)0.02s(50Hz)

紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，紙帶紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，

阻力來(lái)源

與振針的摩擦比前者小

功能功能相同，都,是計(jì)時(shí)儀器

2.測(cè)量位移和時(shí)間的方法

⑴測(cè)量位移：照相法或頻閃照相法、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法。

⑵測(cè)量時(shí)間：可用秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

3.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量位移和時(shí)間的步驟

(1)安裝、固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔。

（2）接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)。

隨后關(guān)閉電源。

（3）取下紙帶，從便于測(cè)量的位置開(kāi)始（起始點(diǎn)），往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如數(shù)出〃個(gè)點(diǎn)，算

出紙帶從起始點(diǎn)到第〃個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間上

（4）用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移X。

例題3.（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是記錄做直線運(yùn)動(dòng)物體的和的儀器.電火花計(jì)時(shí)器

是其中的一種，其工作電壓是,電火花計(jì)時(shí)器靠電火花和墨粉打點(diǎn)，當(dāng)交變電源的

頻率為50Hz時(shí)，它每隔秒打一次點(diǎn).

（2）以下是練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器的部分實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤的操作是.

A.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，把墨粉紙?zhí)自诩埍P軸上，讓紙帶穿過(guò)限位孔

B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與8V低壓交變電源相連

C.用手水平拉動(dòng)紙帶，然后啟動(dòng)電源

D.關(guān)閉電源，取下紙帶，用刻度尺測(cè)量某計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)起點(diǎn)的距離出，并算出時(shí)間，

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.⑴電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是（填“交變8V”或“交變220

V"）電源，實(shí)驗(yàn)室使用我國(guó)民用電（頻率50Hz）時(shí)，如果每相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)

出，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為.

⑵在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶，并取其中的A、B、

?！鍌€(gè)點(diǎn)進(jìn)行研究，這五個(gè)點(diǎn)和刻度尺標(biāo)度對(duì)應(yīng)的位置如圖5所示.

0~~1~~2~3~~4~5~6~7~8~9~

可求出小。間的距離為cm,C、E間的距離為cm.

例題4.（1）電火花計(jì)時(shí)器的示意圖如圖甲所示。電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，工作

時(shí)使用（選填“交變”或“直流”）電源，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，每隔s打

一次點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器使用時(shí)的基本步驟如下：

A.當(dāng)紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電源

B.將電火花計(jì)時(shí)器電源插頭插入相應(yīng)的電源插座

C.將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器

D.接通開(kāi)關(guān)，聽(tīng)到放電聲，立即拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)

上述步驟正確的順序是O（按順序填寫步驟字母）

（2）如圖乙所示的紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)得到的，紙帶的左端先通過(guò)電

火花計(jì)時(shí)器，從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定紙帶運(yùn)動(dòng)得____________（選填“越來(lái)越快”或

“越來(lái)越慢”若所用電源的頻率為50Hz,從打下4點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡，歷時(shí)

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz,如圖所示，紙帶上的4點(diǎn)先通過(guò)計(jì)時(shí)

器，A、8間歷時(shí)s,位移為m。

|11.2()+~1.602.20------?|*4.40-*|*12?*|

蹲堂2初評(píng)

1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50Hz交流電,其打點(diǎn)的時(shí)間間隔是T,若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn),

紙帶上記錄的時(shí)間為玄則下列各式正確的是（）

A.7M）.1s,t=NTB.r=0.05s,/=（7V-l）T

C.7^0.02s尸（N-l）TD.7M）.O2s,t=NT

2.（多選）如圖所示是一輛電動(dòng)車做直線運(yùn)動(dòng)的x-f圖像，對(duì)相應(yīng)的線段所表示的運(yùn)動(dòng)，下

列說(shuō)法中正確的是（）

A.AB段表示電動(dòng)車靜止

B.BC段發(fā)生的位移大于CO段發(fā)生的位移

C.f=3s時(shí)電動(dòng)車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

D.f=5sH'J電動(dòng)車回到出發(fā)點(diǎn)

3.沿同一直線運(yùn)動(dòng)的A、8兩物體，相對(duì)同一參考系的”一/圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確

的是（）

A.前5s內(nèi)，A、8的位移均為10m

B.兩物體由同一位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體A比5遲3s才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

C.在前5s內(nèi)兩物體的位移相同，5s末A、B相遇

D.從3s末開(kāi)始，兩物體的運(yùn)動(dòng)方向相同

4.（多選）如圖所示為甲、乙兩物體相對(duì)于同一參考系的工一，圖像.下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲、乙兩物體的出發(fā)點(diǎn)相距劭

B.甲物體比乙物體早出發(fā)的時(shí)間為人

C.甲、乙兩物體同向運(yùn)動(dòng)

D.甲、乙兩物體在力時(shí)刻相遇

5.（多選）下列對(duì)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的有關(guān)說(shuō)法中，正確的是（）

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交變電源

B.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交變電源的頻率一樣

C.電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙

D.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉

6.（多選）在“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)中，若打點(diǎn)周期為0.02s,下列說(shuō)法正確的是

（）

A.先接通電源，后拉動(dòng)紙帶

B.必須從第一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始選取整條紙帶

C.根據(jù)情況選取點(diǎn)跡清晰的部分紙帶

D.連續(xù)〃個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為（〃-1）X002s

7.如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz,紙帶上每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，從A至3

打點(diǎn)所用時(shí)間Z=.

????

OA8C

8.如圖是一條打上點(diǎn)的紙帶，則。到E點(diǎn)之間的距離OE=cm,t0E=s；

E點(diǎn)到G點(diǎn)之間的距離EG=cm,tEG=s.（電源頻率為50Hz）

9.（多選）王老師給同學(xué)們講了一個(gè)龜兔賽跑（賽程為L(zhǎng)）的故事，按王老師講的故事情節(jié)，兔

子和烏龜?shù)奈灰埔粫r(shí)間圖像如圖7所示，以下說(shuō)法正確的是（）

A.兔子和烏龜在同一地點(diǎn)同時(shí)出發(fā)

B.兔子和烏龜在同一地點(diǎn)出發(fā)，烏龜比兔子早出發(fā)

C.兔子和烏龜在比賽中兩次相遇

D.兔子和烏龜走的路徑不同

10.(多選)某物體的位移一時(shí)間圖像如圖所示，物體從，=0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；X—/圖像是拋物

線，則下列敘述正確的是()

A.物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線

B.物體經(jīng)8s回到初始位置

C.物體運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大位移為80m

D.在0—8s內(nèi)物體做往返運(yùn)動(dòng)

參考答案

例題1.

【答案】

(1)ACDB(2)50(3)1050

【解析】

(。質(zhì)點(diǎn)在0?20s時(shí)間內(nèi)和30?40s時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)的位移越來(lái)越大，離出發(fā)點(diǎn)越來(lái)越

遠(yuǎn)；質(zhì)點(diǎn)在20?30s時(shí)間內(nèi)位移沒(méi)有變化，故處于靜止?fàn)顟B(tài)；質(zhì)點(diǎn)在40?50s時(shí)間內(nèi)離出

發(fā)點(diǎn)的位移越來(lái)越小，離出發(fā)點(diǎn)越來(lái)越近.

(2)由題圖知/=40s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離為50m.

(3)從題圖上讀出質(zhì)點(diǎn)在10s時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)10m;質(zhì)點(diǎn)在50s時(shí)位移為0,即回到出發(fā)點(diǎn).

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.

【答案】(1)見(jiàn)解析圖⑵①40km40km

②100km100km③200km0

【解析】

(1)由于位移一時(shí)間圖像表示汽車的位移隨時(shí)間的變化，圖像上的任意一點(diǎn)的縱坐標(biāo)

大小表示該時(shí)刻汽車的位置與初始位置的距離，故轉(zhuǎn)化為一維坐標(biāo)系可得：

EA(8)C(D)

-620406080100jr/kni

(2)在直線運(yùn)動(dòng)中，.I圖像的縱坐標(biāo)的變化最大小等于位移大小，路程等于各段位移大

小之和。則由圖甲知：

①第1h內(nèi)路程為si=40km—0=40km,位移大小為汨=40km—0=40km：

②前6h內(nèi)路程為52=100km-0=100km,位移大小為刈=100km-0=100km：

③前8h內(nèi)路程為S3=100km+100km=200km,位移大小為0=0-0=0。

例題2.

【答案】C

【解析】在圖像中圖線的斜率等于物體運(yùn)動(dòng)的速度，縱坐標(biāo)表示位置，根據(jù)題圖知，

A、B兩物體開(kāi)始時(shí)相距100m,速度方向相反，故A錯(cuò)誤；A、B兩物體均做直線運(yùn)動(dòng)，

X-/圖像不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤；f=8s時(shí)圖線有交點(diǎn)，表示兩物體相遇，說(shuō)明運(yùn)

動(dòng)8s時(shí)，A、B兩物體在距A的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇，故C正確；在2?6s內(nèi)物體A位

置坐標(biāo)不變，保持靜止，即停止了4s,故D錯(cuò)誤。

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.

【答案】ACD

【解析】A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的圖像相對(duì)時(shí)間軸的傾斜方向相同，即A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)

方向相同，選項(xiàng)A正確；由題圖可知，B物體在4s內(nèi)的位移是10m,A物體在2s內(nèi)的

位移為10m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確：A、B兩物體都是從0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。

例題3.

【答案】(1)時(shí)間位移220V0.02(2)BC

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.

【答案】(1)交變8V0.1s(2)3,156.15

例題4.

【答案】⑴交流0.02CBDA(2)越來(lái)越快0.26

【解析】(1)電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源的頻

率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原則，

故正確的步驟順序是CBDA。

(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用也源頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，從左往右，紙帶上兩

點(diǎn)之間的距離越來(lái)越大，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快。從打下4點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡,

從A到〃共有13個(gè)時(shí)間間隔，所以所用時(shí)間f=13X0.02s=0.26So

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4.

【答案】0.040.0280

1

【解析】由7=］可知T=0.02s,A、B兩點(diǎn)歷時(shí)以B=2T=0.04S,住移XAB=1.20cm

+1.60cm=2.80cm=0.0280m。

；學(xué)堂知J評(píng)

I.

【答案】C

【解析】電源頻率為50Hz,則T=0.02s;共打出N個(gè)點(diǎn)，則有N-1個(gè)時(shí)間間隔，則t=(N-l)T。故

選C。

2.

【答案】AC

【解析】AB段電動(dòng)車位移不隨時(shí)間變化，處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)A正確；6c段發(fā)生的位移

大小為12m—4m=8m,CO段發(fā)生的位移大小為12m,所以CO段發(fā)生的位移大于8。段

發(fā)生的位移，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：從題圖可以看出i=3s時(shí)電動(dòng)車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，為8m,選項(xiàng)C

正確；出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)為4m,f=5s時(shí)電動(dòng)車的坐標(biāo)為0,距離出發(fā)點(diǎn)4m,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

3.

【答案】D

【解析】5s末A、8到達(dá)同一位置，兩者相遇，在前5s內(nèi)，A通過(guò)的位移為10m,8通

過(guò)的位移為5m,A、C錯(cuò)誤；A從原點(diǎn)出發(fā)，而B從正方向上距原點(diǎn)5m處出發(fā)，A在8

運(yùn)動(dòng)3s后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；從題圖中