第02讲 时间 位移 （讲义）-2024年新高一物理暑假学习提升计划

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■知识点一：时刻和时间间隔
时刻和时间间隔：二者既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用 表示，时间间隔用 表示。
■知识点二：位置和位移
(1)坐标系：为了 地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的 。坐标系的三要素：一要确定 ，二要规定坐标轴的 ，三要选择合适的 。在坐标系中，坐标表示物体的 。一般物体做 时，要建立一维坐标系；物体在某一平面内运动时，需建立 坐标系。
(2)路程与位移：路程是物体运动轨迹的 ；位移是从物体运动的 指向 的 线段。
(3)矢量和标量
①矢量的特点：既有 ，又有 ，例如：位移。
②标量的特点：只有 ，没有 ，例如：时间、路程、质量、温度。
■知识点三：直线运动的位移
做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移是 ，即Δx＝ 。若其值为正，则位移的方向指向x轴的 ；若其值为负，则位移的方向指向x轴的 。
■知识点四：位移—时间图像
物体在每一时刻的 或每一 的位移可以用图像直观地表示。在直角坐标系中选时刻t为 ，选位置x为 ，其上的图线就是位置—时间图像。若将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小 ，位置—时间图像就成为 图像，又称x­t图像。
■知识点五：位移和时间的测量
(1)生活中：可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用 的方法同时记录物体运动的时刻和位置。
(2)学校实验室中：常用 来记录时间和位移。
①电磁打点计时器是一种使用 电源的 仪器，工作电压约为 ，当电源频率是50 Hz时，振针每隔 打一次点。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过 ，复写纸要放在纸带 面。打点时应先 ，稳定后，再让纸带运动。打点完毕，应立即关闭电源。
②电火花计时器是利用 在纸带上打出墨点而显示出点迹的 仪器，工作电压是220 V。当电源频率是50 Hz时，它也是每隔 打一次点。使用时，墨粉盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。
【参考答案】时刻和时间间隔：点、线段；位置和位移：（1）定量、坐标系；（2）原点、正方向、单位长度、位置、直线运动、平面直角坐标系；（2）长度、初位置、末位置、有向；（3）①大小、方向；②大小、方向；直线运动的位移：由x1指向x2的有向线段、x2－x1；正方向、负方向；位移—时间图像：
位置、时间间隔、横轴、纵轴、相等、位移--时间图像；位移和时间的测量：（1）频闪照相；（2）打点计时器；①交变电源、计时器、8V、0.02s、限位孔、上面、接通电源；②电火花和墨粉、计时器、0.02s
考向一：时刻与时间间隔
【例1】如图所示，2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船成功发射，约10分钟后，飞船进入预定轨道，17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个过程历时约6.5小时。下列说法正确的是（ ）
A．“11时14分”是时刻B．“约10分钟”是时刻
C．“17时46分”是时间间隔D．“约6.5小时”是时刻
【答案】A
【详解】A．“11时14分”描述的是飞船发射时的一个状态，因此，“11时14分”是时刻，故A正确；
B．“约10分钟”描述的是飞船进入预定轨道之前的一个过程，因此，“约10分钟”是时间间隔，故B错误；
C．“17时46分”描述的是飞船对接于空间站天和核心舱前向端口的一个状态，因此，“17时46分”是时刻，故C错误；
D．“约6.5小时”描述的是飞船对接的过程，因此，“约6.5小时”是时间间隔，故D错误。
故选A。
考向二：位移和路程
【例2】从离地面3m高处竖直向上抛出一个小球，它上升7m后回落，最后到达地面。此过程中（ ）
A．小球通过的路程是13mB．小球的位移大小是17m
C．小球的位移大小是4mD．小球的位移方向是竖直向下
【答案】D
【详解】路程是运动轨迹的长度，位移是由初位置指向末位置的有向线段。则小球通过的路程为
位移大小为，方向竖直向下。
故选D。
考向三：矢量与标量
【例3】关于标量和矢量，下列说法正确的是（ ）
A．时间不能倒流，所以时间具有方向性，是矢量
B．路程和位移都是标量，加速度是矢量
C．标量有大小无方向，满足算术运算法则；矢量既有大小也有方向，运算需满足矢量运算法则
D．矢量只有正值没有负值
【答案】C
【详解】A．时间是标量，A错误；
B．路程是标量，位移、加速度是矢量，B错误；
C．标量有大小无方向，满足算术运算法则；矢量既有大小也有方向，运算需满足矢量运算法则，C正确；
D．矢量有大小有方向，可以取负值，D错误。
故选C。
考向四：直线运动的位置与位移
【例4】如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标系（x轴），在画该坐标系时规定原点在一长直公路上某交通亭中心，公路为南北走向，规定向北为正方向。坐标系上有A、B两点，A的位置坐标为，B的位置坐标为，下列说法中正确的是（ ）
①A点位于交通亭中心南边50m处
②A点位于交通亭中心北边50m处
③B点位于交通亭中心南边30m处
④B点位于交通亭中心北边30m处
A．①③B．②④C．①④D．②③
【答案】D
【详解】根据题意可知，A点位置坐标为正值，B点位置坐标为负值，则A点位于交通亭中心北边50m处，B点位于交通亭中心南边30m处。
故选D。
一、单选题
1．以下的计时数据指的是时间间隔的是（ ）
A．中央电视台新闻联播节目在北京时间19：00准时开播
B．某人用15s跑完100m
C．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
D．我们学校早上第四节课的上课时间是10：30
【答案】B
【详解】A．中央电视台新闻联播节目在北京时间19：00准时开播，指的是时刻，选项A错误；
B．某人用15s跑完100m，指的时间间隔，选项B正确；
C．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权，指的是时刻，选项C错误。
D．我们学校早上第四节课的上课时间是10：30，指的是时刻，选项D错误。
故选B。
2．关于时间间隔和时刻，下列说法正确的（ ）
A．钟表上显示下课时间8点45分是时刻
B．45分钟一节课，这里的45分钟指的是时刻
C．从早上10点到下午2点，这里10点和2点指的是时间间隔
D．上午8点开始上课，这里8点指的是时间间隔
【答案】A
【详解】A．钟表上显示的下课时间8点45分是一个时间点，是时刻，故A正确；
B．45分钟一节课，这里的45分钟指的时间，不是时刻，故B错误；
C．从早上10点至下午2点，这里的10点和2点指的是时刻，故C错误；
D．上午8点开始上课，这里的8点指的时刻，故D错误。
故选A。
3．对如图所示的时间轴，下列说法正确的是（ ）

A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内
B．t2~t3表示时间，称为第3s内
C．t0~t2表示时间，称为最初2s内或第2s内
D．tn－1~tn表示时间，称为第（n－1）s内
【答案】B
【详解】A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，但不能称为“2s内”，选项A错误；
B．t2~t3表示时间，称为第3s内，选项B正确；
C．t0~t2表示时间，称为最初2s内，但不是第2s内，选项C错误；
D．tn－1~tn表示时间，称为第ns内，选项D错误。
故选B。
4．如图所示，水平桌面离水平地面的高度为1m，从桌面右侧边缘上方离水平地面1.5m的高度处由静止释放橡皮擦（可视为质点），橡皮擦最终落到水平地面。以橡皮擦经过桌面边缘的位置为原点、竖直向下为正方向建立一维坐标系，橡皮擦在最高点的坐标和橡皮擦从释放位置到落地点的位移分别为（ ）

A．和B．和
C．和D．和
【答案】D
【详解】以橡皮擦经过桌面边缘的位置为原点，建立一维坐标系， 以竖直向下为正，最高点的位置坐标为-0.5m，落地点的位置坐标为 1.0m，通过的位移为1.5m；
故选D。
5．下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．位移B．时间C．路程D．质量
【答案】A
【详解】矢量是有大小和方向，满足矢量运算定则的物理量，位移是矢量，时间、路程和质量均是标量。
故选A。
6．当地时间2023年12月10日，2023-2024赛季国际滑雪登山联合会青年世界杯法国站结束争夺，中国滑雪登山队获得3金1银2铜佳绩。滑雪登山是以雪山攀登综合技术为主、滑雪技术为辅的一项冬季山地户外运动项目。如图是某次滑雪登山赛登山过程的山地情形，其中有A、B、C、D为四名队员所处位置，此时恰好有连线与连线的夹角为。我们假定，则位移的大小可能的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】当A、B、C三名队员共面时，，连线与连线的夹角为，则根据矢量三角形可得，位移大小，B正确。
故选B。
7．关于位移，说法正确的是（ ）
A．位移有方向B．位移没有方向
C．位移是标量D．位移只有大小
【答案】A
【详解】位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量。所以位移即有大小，又有方向。
故选A。
8．一位同学在操场上从某点出发，先向正东方向走了30m，然后再向正南走了40m。他走过的路程和发生的位移大小为（ ）
A．70m，70mB．70m，50mC．50m，70mD．50m，50m
【答案】B
【详解】走的路程是轨迹长度，为
发生的位移，是初位置到末位置的有向线段，大小为
故选B。
9．如图所示是物体沿直线运动的位移—时间图像，则在0~4 s内物体通过的路程为（ ）
A．2 mB．4 mC．10 mD．6 m
【答案】C
【详解】由题图可知，物体在x轴上运动，物体的位移等于末位置与初位置坐标之差，即
Δx=x2-x1
物体在前2 s内的位移是4 m，后2 s内的位移是-6 m，所以在0~4 s内物体通过的路程s=10 m。
故选C。
二、多选题
10．2022年2月4日20时，第二十四届冬奥会开幕式在北京举行。本届冬奥会共举办16天。以上记录时间的数据分析错误的是（ ）
A．“2022年2月4日20时”是指时刻，“16天”是指时间间隔
B．“2022年2月4日20时”是指时间间隔，“16天”是指时刻
C．“2022年2月4日20时”和“16天”都是指时刻
D．“2022年2月4日20时”和“16天”都是指时间间隔
【答案】BCD
【详解】时刻是时间轴上的一点，时间间隔是一段时间：所以“2022年2月4日20时”是指时刻，“16天”是指时间间隔。
本题选错误项，故选BCD。
11．关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是（ ）
A．时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间
B．“第2 s内”和“前2 s内”指的是不相等的两段时间间隔
C．“北京时间12点整”指的是时刻
D．“1 min”只能分成60个时刻
【答案】BC
【详解】A．时刻不是较短的一段时间，而是一瞬间，是一个时间点，A错误；
B．“ 第2 s内”指从1 s末到2 s末的一段时间，“前2 s内”指从开始到2 s末的一段时间，两者是不同的，B正确；
C．“12点整”是一个时间点，是时刻，C正确；
D．“1 min”能分成无数个时刻，D错误。
故选BC。
12．如图是一个时间轴，下列选项中能正确描述所标注的时间的是（ ）
A．第一秒末到第二秒初
B．第二秒初到第三秒初
C．第一秒内
D．第二秒内
【答案】BD
【详解】图中所标注的时间可以描述为第一秒末到第二秒末、第二秒初到第三秒初、第二秒内。故AC错误，BD正确。
故选BD。
13．将做直线运动的质点的位置变化描述在如图所示的坐标轴上，、、……、分别为质点在第末、第、…第末、第末的位置坐标，那么下列说法正确的是（ ）
A．为前内的位移B．为第内的位移
C．为第内的位移D．为第内的位移
【答案】ABD
【详解】A．0～x2为前2s的位移，故A正确；
B．0～xn为前ns内的位移，故B正确；
C．x2～xn为第3-ns内的位移，故C错误；
D．xn-1～xn为第ns内的位移，故D正确。
故选ABD。
14．下列关于矢量（位移）和标量（温度）的说法中，正确的是（ ）
A．做直线运动的两物体位移x甲＝3m，x乙＝－5m，则x乙>x甲
B．两运动物体的位移大小均为30m，这两个位移一定相同
C．温度计读数有正有负，其正负号表示方向
D．温度计读数t1＝3℃，t2＝－5℃，则t1>t2
【答案】AD
【详解】A．位移的符号只代表方向，不代表大小，则做直线运动的两物体位移x甲＝3m，x乙＝－5m，则x乙>x甲，选项A正确；
B．两运动物体的位移大小均为30m，但是方向不一定相同，则这两个位移不一定相同，选项B错误；
CD．温度计读数有正有负，其正负号并不表示方向，而是代表温度的高低，温度计读数t1＝3℃，t2＝－5℃，则t1>t2，选项C错误，D正确。
故选AD。
15．如图，运动员在400m标准田径场的跑道上进行比赛，下列说法正确的是（ ）
A．400m比赛，外跑道上的运动员的路程大
B．400m比赛，不同跑道上的运动员的路程相同
C．400m比赛，不同跑道上的运动员的位移相同
D．100m比赛在直道上进行，运动员的位移大小与路程相等
【答案】BD
【详解】AB．路程是物体运动轨迹的长度，400m比赛，不同跑道上的运动员的路程相同，故A错误，B正确；
C．400m比赛，不同跑道上的运动员起点不同，终点相同，不同跑道上的运动员的位移不同，故C错误；
D．100m比赛在直道上进行，运动员的位移大小与路程相等，故D正确。
故选BD。
16．如图所示的坐标系中，已知时刻质点位于处，时质点为处，时质点为处，时质点为处。则下列说法正确的是（ ）

A．物体在第内的位移大于第内的位移
B．物体在前的路程大于前内位移大小
C．物体在第的位移最大
D．物体在前时间内的位移为
【答案】BD
【详解】A．由题意可知物体在第的位移为
第的位移为
又由于位移为矢量，正负号表示位移的方向，则物体在第内的位移小于第内的位移，故A错误；
B．由题意物体前的路程为
大于其位移大小，故B正确；
C．物体在第内的位移为
不是最大，故C错误；
D．由于0时刻物体在处，时质点为处，所以在的时间内，物体的位移为
故D正确。
故选BD。
17．小明是一个象棋爱好者，在某次与棋友的对弈过程，在三步棋里把自己的“车”从图中的A位置经过B位置、C位置最后移到了D位置。设象棋棋盘上相邻横线与纵线间的距离都等于a，则下列说法正确的是（ ）
A．这三步棋里棋子的总路程为
B．这三步棋里棋子路程最大的为第二步，路程为
C．这三步棋里棋子的位移大小为
D．这三步棋里棋子的位移大小为
【答案】AD
【详解】AB.路程为质点运动轨迹的长度，可知这三步棋里棋子的总路程为
这三步棋里棋子路程最大的为第二步，路程为
故A正确，B错误；
CD.这三步棋里棋子的总位移大小为
故C错误，D正确。
故选AD。
三、解答题
18．质点沿半径为d的圆形轨道运动，每2s移动圆周，初始位置在某处的A点，如图所示，分别求出下列各种情况下的路程和位移的大小。
（1）从A点开始到第2s末时；
（2）从A点开始到第8s末时。
【答案】（1），；（2），0
【详解】（1）从A点开始经过2s时间，移动了圆周，路程为
位移大小为
（2）从A点开始经过8s时间，移动了1个圆周又回到A点，则路程为
位移大小为
19．龟兔赛跑的寓言中，兔子由于轻敌而与冠军失之交臂。乌龟与兔子运动的图像如图所示。问：
（1）哪一根图线代表兔子的运动，哪一根图线代表乌龟的运动？
（2）兔子与乌龟是否同时从同一地点出发？
（3）兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？
【答案】（1）图线代表兔子的运动，图线代表乌龟的运动；（2）不是；（3）2次
【详解】（1）由题意可知，乌龟先到达终点，结合图像可知时刻位移大于，可知图线代表兔子的运动，图线代表乌龟的运动。
（2）由图可知，乌龟和兔子都是从同一地点出发，但乌龟先出发，兔子在时刻出发；
（3）由图可知，兔子和乌龟在比赛途中相遇2次，分别在时刻和时刻。
20．一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏。如图所示，在一个棱长为a的大立方体木箱的一个顶角G上，老鼠从猫的爪间跳出，选择一条最短的路线，沿着木箱的棱边奔向洞口，洞口处在方木箱的另一顶角A处。若老鼠在奔跑中保持速度大小v不变，并不重复走过任一条棱边及不再回到G点。聪明的猫也选择了一条最短的路线奔向洞口（设猫和老鼠同时从G点出发），则猫奔跑的速度为多大时，猫恰好在洞口再次捉住老鼠?
【答案】
【详解】设立方体棱长为a，经过分析可知，老鼠从顶角G点出发，走过的最短路程为
s=3a
猫走的最短路程s0如图所示，则
由题意可知：由于猫与老鼠同时抵达洞口A
所以猫的速度

模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练
模块五 小试牛刀过关测
1.理解质点的定义，知道质点是一个理想化模型，初步体会物理模型在探索自然规律中的作用；
2.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的；
教材习题01
1．以下各种说法中，哪些指时间间隔？哪些指时刻？
(1)列车员说：“火车8时42分到站，停车8分。”
(2)“您这么早就来啦，抱歉！让您等了这么久。”
(3)“前3s”“最后3s”“第3s末”“第3s内”。
解题方法
①时刻为时间轴上的点
②时间间隔为时间轴上两时刻的长度
【答案】(1)火车8时42分到站，指的是时刻；停车8分指的是时间间隔；
(2)让您等了这么久指的是时间间隔；
(3)“前3s”“最后3s” “第3s内”指的都是时间间隔，“第3s末”指的是时刻。
教材习题02
从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面。分别以地面和抛出点为原点建立一维坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格。
表 竖直向上抛出小球的坐标和位移
坐标原点
抛出点的坐标
最高点的坐标
落地点的坐标
从抛出点到最高点的位移
从最高点到落地点的位移
从抛出点到落地点的位移
地面






抛出点






解题方法
①一维坐示系中，坐标即为物体的位置
②位移为初位置指向末位置的有向线段
【答案】 3m 8m 0 5m -8m -3m 0 5m -3m 5m -8m -3m
教材习题03
一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0时刻到40s这段时间的图像。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远位置距离出发点约为多少米？
(2)汽车在哪段时间没有行驶？
(3)汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？
解题方法
①纵轴离坐标原点的距离即为汽车的位置
②位置不变即汽车没有行驶
③出发点即为坐标原点
【答案】(1)30m；(2)10s~20s；(3)0~10s，20s~40s