1-2時間-位移(解析版)(人教2019必修第一冊-)

第一章運動的描述1.2時間位移素養(yǎng)導航素養(yǎng)導航課標要求素養(yǎng)要求課標解讀1．知道時刻和時間間隔的含義以及它們的區(qū)別。2．知道坐標系的類型，會建立坐標系和定量描述物體位置的變化。3．掌握位移的概念，知道位移是矢量，掌握位移和路程的區(qū)別。4．知道位移-時間圖像的物理意義及應用。5．知道位移和時間的測量方法1．科學思維：能用位移-時間圖像描述物體在不同時間內(nèi)的位移。2．科學探究：認識并會使用打點計時器測物體的運動時間和位移。自主學習自主學習必備知識教材原句01位移由初位置指向末位置的有向線段能準確地描述旅行者位置的變化。物理學中用位移來描述物體位置的變化。自主思考(1)某物體從A點運動到B點，坐標xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？(2)如圖所示，關(guān)于位移和路程的關(guān)系如何辨別？【答案】答案見解析【解析】(1)物體的位移Δx＝xB－xA＝2m－5m＝－3m，即位移大小為3m，方向由A指向B.(2)①位移相同，路程不一定相同，如圖中由A到B的兩條路徑；②路程相同，位移也不一定相同，如圖中A到B與A到B′.③位移為零，路程不一定為零；路程為零，位移一定為零．教材原句02位移-時間圖像在直角坐標系中選時刻t為橫軸，選位置x為縱軸，其上的圖線就是位置-時間圖像，通過它能直觀地看出物體在任意時刻的位置。如果將物體運動的初始位置選作位置坐標原點0，則位置與位移大小相等(x=△x),位置-時間圖像就成為位移-時間圖像，又稱x-t圖像。自主思考（1）甲乙兩圖像交點是含義是什么？（2）甲乙各做什么性質(zhì)的運動？【答案】（1）交點表示兩物體相遇；（2）甲沿-x軸做勻速直線運動，甲沿x軸做勻速直線運動?；犹骄筷P(guān)鍵能力互動探究關(guān)鍵能力探究點01位移情境探究中考結(jié)束后，小明準備從天津去上海參觀復旦、交大等名校．他有三種方式可供選擇：乘輪船、坐高鐵和乘飛機．(1)三種出行方式的路程是否相同？位移是否相同？(2)位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？【答案】(1)路程不相同位移相同(2)不相等【解析】在單向的直線運動中位移的大小等于路程探究歸納1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系項目比較位移路程區(qū)別物理意義描述物體的位置變化，是由初位置指向末位置的有向線段描述物體運動軌跡的長度矢標性矢量標量相關(guān)因素由物體的初、末位置決定，與物體運動路徑無關(guān)既與物體的初、末位置有關(guān)，也與物體運動路徑有關(guān)2.矢量和標量(1)標量標量是指只有大小而沒有方向的物理量．如長度、質(zhì)量、路程等．(2)矢量矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等．矢量可以用帶箭頭的有向線段表示，在一維坐標系中可以用正負號表示它的方向．【探究應用1】煤礦安檢員在一次巡檢中，乘坐礦井電梯從A井豎直向下運動了120m到達井底，然后在井底又沿著水平隧道向東走了160m到達B井，最后從B井乘坐電梯豎直向上返回地面．若A、B兩個井口恰在同一水平面上，則此次巡檢中安檢員()A．發(fā)生的位移是200m，方向向東；通過的路程是160mB．發(fā)生的位移是400m，方向向東；通過的路程是160mC．發(fā)生的位移是160m，方向向東；通過的路程是400mD．發(fā)生的位移是160m，方向向東；通過的路程是240m【答案】C【遷移應用1】下列關(guān)于質(zhì)點運動的位移和路程的說法中,正確的是 ()A.路程是標量,數(shù)值上就等于位移的大小B.位移是矢量,其方向即為質(zhì)點的運動方向C.在同一運動過程中,位移的值總小于路程的值D.兩地間的位移是唯一的,路程是不確定的,與運動的路徑有關(guān)【答案】D【解析】路程是標量,大小等于物體運動軌跡的長度,不一定等于位移的大小,故A錯誤;位移是矢量,位移的方向是初位置指向末位置,不一定是質(zhì)點運動的方向,故B錯誤;對于同一運動過程而言,位移的大小不會比路程大,其中在單向直線運動中,位移的值等于路程的值,故C錯誤;位移的方向是初位置指向末位置,兩地間的位移是唯一的,路程是不確定的,與運動的路徑有關(guān),故D正確。探究點02時刻時間間隔情境探究1.根據(jù)下圖回答問題．“五點鐘”“半個小時”“10分鐘”“8點”請把它們分類，它們的含義相同嗎？【答案】“五點鐘”“8點”指時刻；“10分鐘”“半個小時”指時間間隔．不同．2．如圖所示，在時間軸上標出“第3s初”“第3s末”“第3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”，然后指出哪些表示時刻，哪些表示時間間隔？圖3【答案】“第3s初”“第3s末”表示時刻，“第3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”表示時間間隔．探究歸納時刻與時間間隔的比較時刻時間間隔在時間軸上的表示用點表示用線段表示描述關(guān)鍵詞“初”“末”“時”，如“第1s末”“第2s初”“3s時”“內(nèi)”，如“第2s內(nèi)”“前3s內(nèi)”聯(lián)系兩個時刻之間為一段時間間隔，時間間隔能表示運動的一個過程，好比一段錄像；時刻可以顯示運動的一瞬間，好比一張照片【探究應用2】漢十高速鐵路,簡稱漢十高鐵,又名漢十客運專線,是一條連接湖北省武漢市與十堰市的高速鐵路,是中國“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中部地區(qū)與西北地區(qū)間的便捷聯(lián)系通道。下面這張截圖是從中國鐵路12306官網(wǎng)查詢到的C9201次列車信息,其中07:45和02:21分別對應的是 ()A.時間間隔、時刻 B.時刻、時間間隔C.時間間隔、時間間隔 D.時刻、時刻【答案】B【解析】由題圖信息知,07:45是高鐵開動的時間,是一個時間點,所以是時刻;02:21是高鐵從漢口到十堰的運動時間,是一個時間段,所以是時間間隔。故B正確,A、C、D錯誤?！具w移應用2】下列說法中表示時刻的是 ()A.近地衛(wèi)星運行周期約為84分鐘B.同步衛(wèi)星運行周期約為24小時C.“高分十三號衛(wèi)星”于10月12日00時57分發(fā)射D.“天問一號”飛行約7個月才能到達火星【答案】C【解析】近地衛(wèi)星運行周期約為84分鐘,在時間軸上是一段距離,表示時間間隔,故A錯誤;同步衛(wèi)星運行周期約為24小時,在時間軸上是一段距離,表示的是時間間隔,故B錯誤;“高分十三號衛(wèi)星”于10月12日00時57分發(fā)射,10月12日00時57分在時間軸上是一點,表示的是時刻,故C正確;“天問一號”飛行約7個月才能到達火星,在時間軸上是一段距離,故為時間間隔,故D錯誤。故選:C。探究點03位移－時間圖像情境探究a、b兩物體都在做勻速直線運動，它們運動的位置、時刻信息如下：時刻位置02s4s6sa物體的位置xa01m2m3mb物體的位置xb4m2m0－2m(1)a、b兩物體向x軸正方向還是x軸負方向運動？(2)以時刻t為橫軸，以位置坐標x為縱軸，建立直角坐標系，在坐標系中將a、b兩物體的時刻、位置信息描點，并按照各點排列趨勢用平滑的曲線連接起來．【答案】(1)由于隨著時間推移，a的位置坐標在增大，說明a正沿x軸正方向運動，b的位置坐標在減小，說明b正沿x軸負方向運動．(2)探究歸納1．x－t圖像的物理意義：x－t圖像反映了物體的位移隨時間的變化關(guān)系，圖像上的某一點表示物體在某時刻所處的位置．2．由x－t圖像可求：(1)任一時刻所對應的位置；(2)任一段時間內(nèi)的位移；(3)發(fā)生一段位移所用的時間．【探究應用3】(多選)某物體的位移—時間圖像如圖所示，則下列敘述正確的是()A．物體運動的軌跡是拋物線B．物體運動的時間為8sC．物體運動所能達到的最大位移為80mD．物體做往返運動【答案】BCD【解析】.x－t圖像描述的是做直線運動物體的位移隨時間的變化關(guān)系，雖然圖像是拋物線，但運動軌跡是直線，A錯誤；從圖像可以看出，圖像描述的是物體在0～8s內(nèi)的位移隨時間的變化情況，所以運動時間為8s，最大位移為80m，B、C正確；物體先遠離出發(fā)點，后回到出發(fā)點，故物體做往返運動，D正確．【遷移應用3】一物體做直線運動，其位移－時間圖像如圖所示，設(shè)向右為正方向，則在前6s內(nèi)()A．物體先向左運動，2s后開始向右運動B．在t＝2s時物體距出發(fā)點最遠C．前2s內(nèi)物體位于出發(fā)點的左方，后4s內(nèi)位于出發(fā)點的右方D．在t＝4s時物體距出發(fā)點最遠【答案】D【解析】由題意知向右為正方向．由題圖圖像可知，物體從－5m處向右運動至5m處，然后返回至4m處，始終位于出發(fā)點右方，物體在前4s內(nèi)一直向右運動，后2s內(nèi)向左運動，故A、C錯誤；在t＝4s時物體距出發(fā)點最遠，B錯誤，D正確．探究點04實驗：練習使用打點計時器1．實驗步驟(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下．(2)把電磁打點計時器的兩個接線柱用導線分別與電源的正負接線柱相連接．(3)打開電源開關(guān)，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打下了許多小點．(4)取下紙帶，關(guān)閉電源，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點，如果有n個點，那么點的間隔數(shù)為(n－1)，紙帶的運動時間t＝0.02×(n－1)s.(5)用刻度尺測量從開始計數(shù)的一點到最后一點間的距離x.(6)在紙帶上找出連續(xù)的6個點，分別標上A、B、C、D、E、F，用刻度尺量出相鄰兩個點之間的距離x1、x2、x3、x4、x5，把數(shù)據(jù)填入下表．附表格：A和B的距離x1/mB和C的距離x2/mC和D的距離x3/mD和E的距離x4/mE和F的距離x5/m2.注意事項(1)實驗前，應將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并先輕輕試拉紙帶，應無明顯的阻滯現(xiàn)象．(2)使用打點計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶．(3)使用電火花打點計時器時，應注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面．(4)打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打完點后應立即關(guān)閉電源．【探究應用4】關(guān)于電磁打點計時器的使用,下列說法正確的是 ()A.電磁打點計時器使用的是10V以下的直流電源B.在測量物體速度時,先讓物體運動,后接通打點計時器的電源C.使用的電源電壓越高,打點的時間間隔就越大D.紙帶上打的點越密,說明物體運動越慢【答案】D【解析】電磁打點計時器使用的是約8V的交變電源,故A錯誤。實驗時應先接通電源,后釋放紙帶,否則在紙帶上留下的點很少,不利于數(shù)據(jù)的處理和減小誤差,故B錯誤。打點的時間間隔取決于交變電源的頻率,與電源電壓無關(guān),故C錯誤。紙帶上打的點越密,說明相等的時間間隔位移越小,即物體運動越慢,故D正確。故選D?！具w移應用4】(多選)在“練習使用打點計時器”的實驗中,若打點周期為0.02s,下列說法正確的是 ()A.先接通電源,后拉動紙帶B.先拉動紙帶,后接通電源C.電火花計時器使用6V以下的交變電源D.連續(xù)n個計時點間的時間間隔為(n-1)×0.02s【答案】AD【解析】使用打點計時器打點時,應先接通電源,待打點計時器打點穩(wěn)定后,再拉動紙帶,A正確,B錯誤;電火花計時器使用220V的交變電源,C錯誤;每相鄰的兩個計時點間的時間間隔為0.02s,連續(xù)n個計時點間有n-1個間隔數(shù),故時間間隔為(n-1)×0.02s,D正確。評價檢測評價檢測素養(yǎng)提升學業(yè)合格練1.(多選)港珠澳大橋全長49.968公里，2018年10月24日9點正式通車，這座大橋的開通使得香港到珠海和澳門車程僅需要30分鐘．下列說法不正確的是()A．30分鐘是指時刻B．24日9點是指時間間隔C．49.968公里是指路程D．49.968公里是指位移【答案】ABD【解析】30分鐘為開車的時間間隔，故A錯誤；2018年10月24日9點是時刻，故B錯誤；運動軌跡的長度為路程，故“49.968公里”是路程，故C正確，D錯誤．2.(多選)關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是()A．物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移B．物體沿直線運動，通過的路程等于位移的大小C．物體通過一段路程，其位移可能為零D．兩物體通過的路程不等，位移可能相同【答案】CD【解析】位移和路程是兩個不同的物理量，有著本質(zhì)區(qū)別，即使位移的大小等于路程，也不能說路程就是位移，A錯誤；物體在沿直線單向運動時，通過的路程才等于位移的大小，B錯誤；物體通過不同的路徑，路程不等，位移可能相同，D正確；物體經(jīng)過一段路程，又返回原出發(fā)點，其位移為零，故C正確．3.如圖所示，在距墻1m的A點，小球以某一速度沖向與墻壁固定的彈簧，將彈簧壓縮到最短時到達距墻0.2m的B點，然后又被彈回至距墻1.5m的C點靜止，則從A點到C點的過程中，小球的位移大小和路程分別是()A．0.5m、1.3m B．0.8m、1.3mC．0.8m、1.5m D．0.5m、2.1m【答案】D【解析】位移的大小等于初末位置的距離，可知位移的大小等于AC的距離，即為1.5m－1m＝0.5m；路程等于運動軌跡的長度，可知s＝(1＋1.5－2×0.2)m＝2.1m，故D正確，A、B、C錯誤．4.400m比賽中終點在同一直線上，但起點不在同一直線上，如圖所示，關(guān)于這樣的做法，下列說法正確的是()A．這樣做的目的是使參加比賽的同學位移大小相同B．這樣做的目的是使參加比賽的同學路程相同C．這樣做的目的是使參加比賽的同學所用時間相同D．這樣的做法其實是不公平的，明顯對外側(cè)跑道的同學有利【答案】B【解析】400m比賽中，因為跑道外圈半徑大于里圈，當終點在同一直線上時，起點就不在同一直線上，這樣做的目的是使參加比賽的同學路程相同，B正確．5.一物體做直線運動，其位移－時間圖像如圖所示，設(shè)向右為正方向，則在前6s內(nèi)()A．物體先向左運動，2s后開始向右運動B．在t＝2s時物體距出發(fā)點最遠C．前2s內(nèi)物體位于出發(fā)點的左方，后4s內(nèi)位于出發(fā)點的右方D．在t＝4s時物體距出發(fā)點最遠【答案】D【解析】由題意知向右為正方向．由題圖圖像可知，物體從－5m處向右運動至5m處，然后返回至4m處，始終位于出發(fā)點右方，物體在前4s內(nèi)一直向右運動，后2s內(nèi)向左運動，故A、C錯誤；在t＝4s時物體距出發(fā)點最遠，B錯誤，D正確．6.若規(guī)定向東方向為位移的正方向，今有一個皮球停在水平面上某處，輕輕踢它一腳，使它向東做直線運動，經(jīng)5m時與墻相碰后又向西做直線運動，經(jīng)7m后停下．上述過程中皮球通過的路程和位移分別是()A．12m,2m B．12m，－2mC．－2m,2m D．2m,2m【答案】B【解析】如圖所示，設(shè)皮球開始時停在A點，與墻壁碰撞反彈后最終停在B點，則皮球通過的路程為5m＋7m＝12m；位移為從A到B的有向線段，長度為2m，方向向西，故位移為－2m，故選B.7.(多選)如圖所示是一輛電動車做直線運動的x－t圖像，對相應的線段所表示的運動，下列說法中正確的是()A．AB段表示電動車靜止B．BC段發(fā)生的位移大于CD段發(fā)生的位移C．t＝3s時電動車離出發(fā)點最遠D．t＝5s時電動車回到出發(fā)點【答案】AC【解析】AB段電動車位移不隨時間變化，處于靜止狀態(tài)，選項A正確；BC段發(fā)生的位移大小為12m－4m＝8m，CD段發(fā)生的位移大小為12m，所以CD段發(fā)生的位移大于BC段發(fā)生的位移，選項B錯誤；從題圖可以看出t＝3s時電動車離出發(fā)點最遠，為8m，選項C正確；出發(fā)點的坐標為4m，t＝5s時電動車的坐標為0，距離出發(fā)點4m，選項D錯誤．8.(1)電磁打點計時器使用的電源是(填“交變8V”或“交變220V”)電源，實驗室使用我國民用電(頻率50Hz)時，如果每相鄰的計數(shù)點間還有4個點未標出，則相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為.(2)在“練習使用打點計時器”的實驗中，某同學選出了一條清晰的紙帶，并取其中的A、B、C…五個點進行研究，這五個點和刻度尺標度對應的位置如圖所示．可求出A、C間的距離為cm，C、E間的距離為cm.【答案】(1)交變8V0.1s(2)3.156.15學業(yè)等級練9.(多選)關(guān)于電磁打點計時器和電火花打點計時器的有關(guān)說法正確的是()A．電磁打點計時器和電火花打點計時器都使用交流電B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花打點計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠放電針和墨粉紙盤【答案】AB【解析】電磁打點計時器使用6V以下的交流電，電火花打點計時器使用220V的交流電，A正確；兩種打點計時器的打點頻率都由交流電源的頻率決定，B正確；電火花打點計時器在紙帶上打點是靠放電針和墨粉紙盤，C錯誤；電磁打點計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙，D錯誤．10.一個人沿著半徑是40m的圓形噴水池邊散步，當他走了3圈半時，他的位移大小和經(jīng)過的路程約是()A．879m，879m B．80m，879mC．80m，80m D．879m，80m【答案】B【解析】此人的位移大小等于圓形噴水池的直徑80m．他經(jīng)過的路程是3.5×2×40×3.14m≈879m，故B正確．11.一個人從北京去重慶，可以乘火車，也可以乘飛機，還可以先乘火車到武漢，然后乘輪船沿長江到重慶，如圖所示，這幾種情況下：①他的運動軌跡不一樣②他走過的路程相同③他的位置變動是不同的④他的位移是相同的以上說法正確的是()A．①② B．③④C．①④ D．②③【答案】C【解析】由題圖可看出他的運動路徑不同，運動軌跡不一樣，因此路程不同，①對，②錯；起點是北京，終點是重慶，他的位置變動是相同的，位移也是相同的，③錯，④對，故選C.12.沿同一直線運動的A、B兩物體，相對同一參考系的x－t圖像如圖所示，下列說法正確的是()A．前5s內(nèi)，A、B的位移均為10mB．兩物體由同一位置開始運動，物體A比B遲3s才開始運動C．在前5s內(nèi)兩物體的位移相同，5s末A、B相遇D．從3s末開始，兩物體的運動方向相同【答案】D【解析】5s末A、B到達同一位置，兩者相遇，在前5s內(nèi)，A通過的位移為10m，B通過的位移為5m，A、C錯誤；A從原點出發(fā)，而B從正方向上距原點5m處出發(fā)，A在B運動3s后開始運動，B錯誤；從題圖中可知前3s內(nèi)，A靜止，從第3s末開始，兩物體的位移越來越大，且均為正值，故兩物體均沿正方向運動，運動方向相同，D正確．13.(多選)如圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考