1.2 时间 位移-高一物理精讲精练（人教版必修第一册）

1.2  时间　位移考点精讲考点1：时刻和时间间隔1．时刻和时间间隔的区别与联系　　项目比较　　时刻时间间隔物理意义事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度对应运动描述量位置路程、位移用时间轴表示用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示描述关键词“第1 s末”“第3 s初”“第3 s末”等“第1 s”“前2 s”“前3 s内”等联系(1)两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。(2)时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片在时间轴上的表示方法【点拨】“n秒内”是指n秒的时间，“第n秒内”是指1秒的时间。“1 s内”和“第1 s内”表达的意义相同，“2 s内”和“第2 s内”表达的意义不同。Δt表示两个时刻的时间间隔，Δt＝t2－t1【例1】（2022·广东·普宁市华侨中学高一期末）2019年9月23日凌晨5时10分，我国成功执行“一箭双星”发射任务，将两颗北斗全球导航卫星发射升空．这两颗卫星属于中圆轨道卫星，绕地球运动一圈的时间是8 h．以上记录时间的数据分别是（     ）A．时刻和时间间隔 B．时间间隔和时刻C．都是时刻 D．都是时间间隔时刻与时间间隔的两种判断方法根据上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态，时间间隔对应的是事件或运动的过程。利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。【针对训练】1．2019年10月1日上午，庆祝中华人民共和国成立70周年大会在北京天安门广场隆重举行。关于阅兵的组织实施，下列选项涉及时间间隔的是(　　)A．10月1日上午10点整，李克强宣布纪念大会开始B．10月1日上午10：15，军东团吹响阅兵式号角，总书记阅兵开始C．阅兵按照机动进入、列队、阅兵式、分列式、疏散回撤5个步骤组织实施，阅兵式和分列式时间大约80分钟D．阅兵式上，有三个“70”特别醒目：鸣放礼炮70响、10个英模方队共打出70面旗、空中护旗方队采取“70”纪念字样编队飞行2．下列计时数据指时间间隔的是（　　）A. 北京时间8月6日07：00巴西里约奥运会正式开幕B. 2016年法国欧洲杯决赛于北京时间7月11日03：00开赛C. 国际田径室内赛纽约站男子60米比赛中，中国短跑名将苏炳添以6秒62夺得银牌D. 据新华社消息，2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第55颗北斗导航卫星                                                                                                 考点2：位置与位移　矢量和标量1．矢量和标量（1）标量标量是指只有大小而没有方向的物理量。如长度、质量、时间、路程、温度等，其运算遵从算术加减法则。（2）矢量矢量是指既有大小又有方向的物理量。如位移等，其运算法则不同于标量，将在后面学习。（3）矢量的表示①矢量可以用带箭头的有向线段表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向。②在同一直线上的矢量，可以先建立一维坐标系，在数值前面加上正、负号表示矢量的方向，正号表示与坐标系规定的正方向相同，负号则表示与正方向相反。2．位移和路程的区别与联系　　项目比较　　位移路程区别物理意义描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段描述物体运动轨迹的长度矢标性矢量标量相关因素由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关既与物体的初、末位置有关，也与物体运动路径有关联系① 都是过程量② 位移的大小不大于相应的路程，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程【例2】（2021-2022·北京石景山·高一期末）课间操跑操时，某同学沿操场环形跑道，跑步3圈回到出发点。此过程（　　）A．位移不为0，路程为0 B．位移为0，路程为0C．位移不为0，路程不为0 D．位移为0，路程不为0位移的两种计算方法几何法：根据位移的定义先画出有向线段，再根据几何知识计算。坐标法：写出初、末位置坐标，位移即为末位置坐标减初位置坐标，结果中的正负号表示位移方向。【针对训练】8.(矢量和标量的理解)关于矢量和标量，下列说法中不正确的是(　　)A. 矢量是既有大小又有方向的物理量B. 标量只有大小没有方向C. －10 m的位移比5 m的位移小D. －10 ℃的温度比5 ℃的温度低8. (位移和路程的理解)某物体在水平面上向正南方向运动了20m，然后又向正北方向运动了30m，对于这一过程，下列说法正确的是（　　）A. 物体的位移大小是50m，方向由南向北B. 物体的路程是10mC. 物体的位移大小是10m，方向向北D. 物体的位移大小是10m，方向向南                                                                                                 考点3：直线运动的位移1．直线运动位移的计算物体做直线运动时，它的位移可通过初、末位置的坐标值计算。如图所示，在t1～t2时间内，物体从位置xA移动到位置xB，发生的位移Δx＝xB－xA。对于甲图，Δx＝3 m；对于图乙，Δx＝－5 m.甲　　　　　　　　乙2．直线运动位移的方向在直线运动中，位移的方向一般用正负号来表示．如图甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x轴正方向；如图乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x轴负方向．这样就可以用一个带正负号的数值，把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了．【点拨】（1）在直线运动中，坐标对应物体的位置，坐标的变化量对应物体的位移。（2）无论初、末位置的坐标大小关系如何，坐标值的正、负如何，Δx＝x末－x初总是成立的【例3】物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量Δx表示物体的位移．如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m；从C运动到B，它的位移为Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m。下列说法中正确的是(　　)A. 从C到B的位移大于从A到C的位移，因为正数大于负数B. 从A到C的位移大于从C到B的位移，因为正、负号表示位移的方向，不表示位移的大小C. 因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D. 物体从A到B的位移Δx＝4 m直线运动中求位移的步骤建立一维直线坐标系；规定正方向；找出初、末位置坐标；位移等于末位置坐标减初位置坐标，数值为大小，正负号表示方向。【针对训练】3. 某人从学校门口A处开始散步，先向北走了300m到达B处，再向西走了200m到达C处，最后又向南走了450m，到达D处，求：（1）这人散步的总路程是多少？（2）这人散步的总位移大小是多少？方向如何？    4．一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：时刻/s012345…位置坐标/m20－4－1－76…（1）该质点前2 s的位移的大小是              ，方向        。（2）该质点第3 s内的位移的大小是            ，方向        。（3）该质点前5 s的总位移的大小是            ，方向        。                                                                                                 考点4：牛顿第一定律1．x­t图像的物理意义：x­t图像反映了物体的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．x­t图像的应用位移大小初、末位置的纵坐标差的绝对值方向末位置与初位置的纵坐标差的正负值，正值表示位移沿正方向，负值表示位移沿负方向运动开始位置图线起点纵坐标运动开始时刻图线起点横坐标两图线交点的含义表示两物体在同一位置(相遇)3．两点提醒（1）位移—时间图像不是物体的运动轨迹。（2）位移—时间图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。【例4】　一质点沿直线运动，其运动的x－t图像如图所示，则：（1）质点在_______时间内离出发点越来越远；质点在_______时间内离出发点越来越近；质点在_______时间内没有运动。A．0～20s    B．20～30s     C．30～40s    D．40～50s（2）质点离出发点的最远距离是_______m。（3）质点在10s时距离出发点_______m，质点在_______s时回到出发点。处理图像时要注意从轴、点、线、面积、斜率、截距几个方面分析。对于x­t图像要特别注意斜率表示速度，纵轴截距表示出发点的位置。【针对训练】5．如图所示为某客车的x­t图像。（1）根据图像说明客车在各时间段的运动情况。（2）客车最远位置距离出发点多少千米？  6．如图所示是“龟兔赛跑”的位移一时间图像，看图回答：（1）哪一条图线表示乌龟的运动？哪一条图线表示兔子的运动？（2）兔子在什么时候、什么地方开始睡觉？（3）乌龟何时悄悄地爬过兔子身旁？（4）兔子睡了多长时间？（5）兔子醒来时乌龟在什么地方？（6）谁先到达终点？                                                                                                 考点5：位移和时间的测量1．打点计时器的比较 电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电压4～6 V交变电源220 V交变电源打点周期0.02 s0.02 s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能功能相同，都是计时仪器2. 测量位移和时间的方法（1）测位移：照相法或频闪照相法、打点计时器法。（2）测时间：可用钟表、打点计时器。3．用打点计时器测量位移和时间的步骤（1）安装、固定打点计时器，并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。（2）接通电源待打点计时器稳定工作后，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。（3）取下纸带从便于测量的位置开始(起始点)，往后数出若干个点。如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。（4）用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。【点拨】由于我国交流电的频率为50 Hz，电磁打点计时器每隔0.02 s打一次点，打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为0.02 s【例5】（2022·广东揭东·高一期末）（1）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当频率是50Hz时，打点计时器每隔___________秒打一个点；（2）根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是___________和___________；（3）关于打点计时器的使用说法正确的是___________。A．电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源B．在测量物体速度时，为了减小误差，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 【针对训练】7．(多选)关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是(　　)A．电磁打点计时器使用的是6 V的直流电源B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动C．打点计时器打点的时间间隔与使用的电源频率无关D．纸带上打的点越密，说明物体运动越慢       考点1：时刻和时间间隔1．下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是(　　)A. 第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔B. “新闻联播在北京时间19∶00开始播出”，其中19∶00指的是时间间隔C. 物体第3 s末的位置坐标是(2 m，3 m)，其中第3 s末指的是时刻D. 物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时刻2．如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法正确的是(　　)A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s内B．t2～t3如表示时间，称为第3 s内C．t0～t2表示时间，称为最初2 s或第2 s内D．tn－1～tn表示时间，称为第(n～1)s内3．（多选）下列说法正确的是（　　）A. 在第5秒末时，指的是时刻B. 在5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间C. 在第5秒内指的是在第4秒末到第5秒末这1秒的时间D. 第4秒末就是第5秒初，指的是时刻考点2：位置和位移　矢量和标量　直线运动的位移4．（2021-2022·北京东城·高一期末）从距地面高为4m处竖直向下释放一个小球，小球在与地面相碰后弹起，上升到距地面高为3m处被接住，以竖直向下为正方向，则这一过程中（　　）A．位移为―3m B．位移为1mC．位移为―1m D．路程为3m5．（2021-2022·北京丰台·高一期末）如图所示，一只篮球从距离地面2.0 m高的位置落下，被地面弹回，在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面2.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系，以竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A．篮球开始下落时的位置坐标为2.0 m B．篮球被接住时的位置坐标为1.0 mC．篮球从落下到被接住通过的位移为 D．篮球从落下到被接住通过的路程为1.0 m6．煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120m到达井底，然后在井底又沿着水平隧道向东走了160m到达B井，最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面若A、B两个井口恰在同一水平面上，则此次巡检中安检员　　A. 发生的位移是200米，方向向东；通过的路程是160米B. 发生的位移是400米，方向向东；通过的路程是160米C. 发生的位移是160米，方向向东；通过的路程是400米D. 发生的位移是160米，方向向东；通过的路程是240米7．如图所示，在距墙1.0 m的A点，小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧，将弹簧压缩到最短时到达距离墙壁0.2 m远的B点，然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止。则从A点到C点的过程中，小球的位移大小和路程分别是(　　)A．0.5 m,1.3 m　　　　 B．0.8 m,1.3 mC．0.8 m,1.5 m   D．0.5 m,2.1 m8．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(　　)A.R，方向由A指向C；R        B.R，方向由A指向C；RC.R，方向由A指向C；R        D.R，方向由C指向A；R考点3：位移—时间图像9．一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　)A．物体先向左运动，2 s后开始向右运动B．在t＝2 s时物体距出发点最远C．前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方D．在t＝4 s时物体距出发点最远10．（多选）如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图像．下列说法正确的是（　　）A. 甲、乙两物体的出发点相距x0  B. 甲物体比乙物体早出发的时间为t1C. 甲、乙两物体同向运动    D. 甲、乙两物体在t2时刻相遇11．（多选）如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的x­t图像，下列说法中正确的是（　　）   A. 甲启动的时刻比乙早t1B. 当t＝t2时，两物体相遇C. 当t＝t2时，两物体相距最远D. 当t＝t3时，两物体相距x1考点4：时间和位移的测量12．下列关于电火花打点计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是(　　)①电磁打点计时器和电火花打点计时器都使用交变电源②两种打点计时器的打点频率与交变电源的频率一样③电火花打点计时器是靠振针和复写纸在纸带上打点的④电磁打点计时器打点是靠电火花和墨粉在纸带上打点的A．①②   B．③④C．①③   D．②④13．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。（1）电磁打点计时器使用        V的        电源(选填“交流”或“直流”)。（2）已知电源频率为50 Hz，由图可以知道，打A、B两点的时间间隔是        s，小车经过OE段的位移大小是        m。14．如图所示，一辆汽车在马路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20 m处；过了2 s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向。（1）试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内。观测时刻t＝0时过2 s再过3 s位置坐标x1＝____x2＝____x3＝____（2）前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少__________？这5 s内的位移又是多少______？