衔接点02 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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一、时间的测量
1.时间的单位：在国际单位制中，时间的主单位是秒（s）。在日常生活中，还常用到：年（y）、天（d）、时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。换算关系是：1h＝60min；1min＝60s；1s＝103ms；1ms＝103μs
2.测量工具
古代：日晷、沙漏、滴漏、脉搏等；现代：机械钟表、石英钟、电子表等、测量时间间隔常用停表。
二、长度的测量
1. 长度测量的工具
长度的测量是物理学最基本的测量，是很多物理量测量的基础。长度测量的常用的工具是刻度尺。
（1）常用工具：刻度尺，包括各种直尺、 卷尺、 米尺，通常在日常生活生产中使用。
（2）精密测量工具：游标卡尺，螺旋测微器等，通常在机械加工进行的精密测量时使用。
2．认识刻度尺
使用任何一种测量工具都要了解它的测量范围，也就是量程，和刻度尺上相邻两刻度线的距离，也就是分度值，它决定了测量的准确程度。对照下图写出刻度尺和三角尺的量程和分度值：刻度尺的量程是0-8cm，分度值是1mm。
3．刻度尺的使用规则
“选”：根据测量要求选择适当的刻度尺。
“观”：使用刻度尺前要观察它的零刻线是否磨损、量程、分度值。
“放”用刻度尺测长度时，零刻度线要对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测边保持平行(即“紧贴物体且不歪斜”)。
“看”：读数时视线要正对着刻度线(与尺面垂直)。
“读”：在精确测量时，要估读到分度值的下一位(要估读且只能估读一位)。
“记”：测量结果由数字和单位组成。(也可表达为：测量结果由准确值﹑估读值和单位组成)。
三、用s-t图象来表示物体匀速直线运动的规律
用横坐标表示时间，纵坐标表示路程，就得到了路程—时间(s-t)图象。
匀速直线运动的s-t图像，是一条过原点的倾斜直线；说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比。
知识点一 时刻和时间间隔
1.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用点来表示。
2.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段来表示。
3.时刻与时间间隔的联系：两个时刻之间的过程即为时间间隔。
4.时刻和时间间隔在表示时间的数轴上的表示
(1)时刻
(2)时间间隔
5.时刻和时间间隔的比较
知识点二 位置和位移
1.路程：物体运动轨迹的长度。
2.位移：
(1)物理意义：描述物体位置变化的物理量。
(2)定义：从初位置到末位置的有向线段。
(3)大小：初、末位置间有向线段的长度。
(4)方向：由初位置指向末位置。
3.矢量：像位移这样既有大小又有方向的物理量。
标量：像温度、路程这种只有大小，没有方向的物理量。
4.直线运动的位移
研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。
(1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。
(2)物体的位移：Δx＝x2－x1。
(3)Δx的绝对值表示位移的大小，Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与x轴的正方向相同，负值表示与x轴的正方向相反。
5.位移和路程的区别与联系
知识点三 打点计时器的认识与使用
1.电磁打点计时器与电火花计时器的比较
2.练习使用电磁打点计时器
(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。
(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到8 V的低压交流电源上。
(3)先接通电源开关，开始打点再用手水平拉动纸带，使它在水平方向运动，纸带上就打下一系列点，随后立即关闭电源。
(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为(n－1)个，则纸带的运动时间t＝(n－1)×0.02 s。
(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离，即位移大小x。
知识点四 x－t图像的理解与应用
1.x－t图像的物理意义：x－t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规定位置的位移。
2.x－t图像的应用
由位移—时间图像可求：
(1)任一时刻所对应的位置；(2)任一段时间内的位移；(3)发生一段位移所用的时间
温馨提示：
(1)x－t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹。
(2)x－t图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动，原因是x轴只有正、负两个方向。
(3)若x－t图线不过原点，表示物体不是从坐标原点或不是从计时起点开始运动的，如图所示。
1.根据你的生活常识，你如何理解下面两种表述？
(1)“五点钟”指的是时刻，还是时间间隔？
(2)“半个小时”指的是时刻，还是时间间隔？

2.中考结束后，小明准备从天津去上海参观复旦、交大等名校。他有三种方式可供选择：乘轮船、坐高铁和乘飞机。
(1)三种出行方式的路径的长度是否一样？始末位置的直线距离是否相同？
(2)路径的长度和始末位置直线距离一定相等吗？什么情况下相等？
【例1】2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船成功发射，582秒后，飞船顺利进入预定轨道。清晨6时56分，飞船成功完成与空间站天和核心舱节点舱的径向交会对接。下列说法正确的是（ ）
A．“0时23分”指的是时间间隔
B．“582秒”指的是时间间隔
C．“6时56分”指的是时间间隔
D．“0时23分”“582秒”和“6时56分”均为时刻
【例2】400m比赛中运动员从错列的起跑线出发，全程分道赛跑，比赛的后程都经过跑道的直道部分，最后到达同一条终点线。下列说法正确的是（ ）
A．400m比赛，外跑道的运动员的路程大
B．400m比赛，不同跑道的运动员的位移相同
C．200m比赛，不同跑道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
【例3】练习使用打点计时器的实验中：
（1）电火花打点计时器接 （填交流、直流）电源，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，我们可以从纸带上无需测量直接得到的物理量是 。
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
（3）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：
①把打点计时器固定在桌子上
②安好纸带
③松开纸带让物体带着纸带运动
④接通低压交流电源
⑤取下纸带
⑥断开开关
这些步骤正确的排列顺序为 。
A．①②③④⑤⑥ B．①②④③⑤⑥
C．①②④③⑥⑤ D．④①②③⑥⑤
【例4】A、B、C三个物体从同一点出发，沿着一条直线运动的位移—时间图像如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．C物体做减速直线运动
B．A物体做曲线运动
C．三个物体在0～t0时间内的平均速度vA>vC>vB
D．三个物体在0～t0时间内的平均速度vA=vC=vB
1．假期的时间总是短暂的，道真中学高一新生于2021年8月20日上午开始查看班级报名，小明同学被分到了高一某班，小明因家远选择住校，小明报名结束后，从教室到寝室安排住宿。该班于当日中午结束报名，下午新生开学教育以及打扫班级卫生，用时2小时。下面说法中正确的是（ ）
A．“8月20日8时00分”指的是时间间隔
B．“两小时”指的是时刻
C．“小明同学”从教室到寝室的位移大小就是其运行轨迹的长度
D．研究“小明同学”从教学楼到寝室轨迹时可以将其看成质点
2．12月10日上午8时，2023新余仙女湖马拉松在新余北站鸣枪起跑。赛事以“为爱奔跑”为主题，设置马拉松、半程马拉松、健身跑、迷你跑四个项目。其中马拉松赛以新余北站为起点，穿城而跑，经过新余具有文化、历史和自然景观特色的地标，终点为旅游景点仙女湖广场，全程42.195公里，选手杨斌以2小时32分58秒的成绩获得男子马拉松组冠军。下列说法中正确的是：（ ）
A．“12月10日上午8时”指的是时间间隔
B．“2小时32分58秒”指的是时刻
C．“全程42.195公里”指的是位移
D．在研究运动员跑马拉松的路线时可以把运动员看成质点
3．如图所示的表格中是河池市金城江汽车客运站部分客运班线的时间表，则下列说法正确的是（ ）
A．表格中的“12：15”、“17：00”均表示时间间隔
B．客运站的汽车在任何情况下均可以被视为质点
C．班线1的汽车在两地间一个往返的过程的路程是位移大小的2倍
D．坐在行驶的汽车中的乘客认为自己处于静止状态，是以汽车为参考系
4．“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”，这是战国时期著名的政治家和思想家，先秦诸子百家之一的尸佼所写的《尸子》中对于宇宙时空的理解，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。时间在时间轴上大致可以分为三个阶段，过去、现在和未来，时间轴上的某一点则代表某一瞬间，也就是时刻，比如古代电视剧中常常出现的“午时三刻”。时刻与物体所处的状态（或位置相对应）。而时间间隔指的则是两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。仔细观察如图所示的时间轴，下列说法正确的是（ ）
A．第2s内是指时间轴上的C点B．第3s内是指时间轴上AD段
C．前4s内是指时间轴上DE段D．第3s初是指时间轴上的C点
5．如图所示，某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置，如果楼梯间的宽度为L，则人的位移大小和路程分别为（ ）
A．2L，LB．2L，
C．L，2LD．L，
6．一辆汽车沿着平直的公路运动，将其运动过程中的位置变化用坐标值来表示，结果如表格所示，则下列说法正确的是（ ）
A．第4s内的位移为8mB．第2s内的路程最大
C．前3s内的路程为2mD．第5s内的位移最大
7．某同学研究物体做直线运动的位移时，竖直向上抛出一个小球，以地面为原点建立一维坐标系，规定竖直向上为正方向，实验数据如下表，则下列说法正确的是（ ）
A．从抛出点到最高点小球的位移为-3m
B．从抛出点到最高点小球的位移为5m
C．从最高点到落地点小球的位移为-5m
D．从抛出点到落地点小球的位移为2m
8．如图所示，坐高铁从杭州到南京，原需经上海再到南京，路程为s1，位移为x1。杭宁（南京）高铁通车后，从杭州可直达南京，路程为s2，位移为x2，则（ ）
A．s1>s2，x1>x2B．s1>s2，x1s2，x1=x2D．s1=s2，x1=x2
9．某质点做同一方向的直线运动的位移—时间图像如图所示，在时间内有一段时间是静止不动的，这段时间为（ ）
A．B．C．D．
10．一运动物体的x—t图像如图所示，则物体在0. 5s内的位移为（ ）
A．0. 4mB．0. 6mC．1. 0mD．1. 4m
11．在使用打点计时器探究小车运动的规律实验中：
打点计时器是一种使用 （“交流”或“直流”）电源的 仪器，在实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器；如图中为 计时器，它的工作电压是 V，当电源的频率是时，每隔 s打一次点。
12．（1）打点计时器是一种使用 （“交变”或“直流”）电源的 （“计数”、“计点”、“计时”或“计长度”）仪器，在中学实验室里常用的有 计时器和 计时器；如图中为 计时器，它的工作电压是 （“220 V”或“6 V以下”）。

（2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：
A．松开纸带让物体带着纸带运动
B．安好纸带
C．把打点计时器固定在桌子上
D．接通电源
E．取下纸带
F．断开开关
这些步骤正确的排列顺序为 。
（3）要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是 。
课程标准
初中
会根据生活经验估算时间和长度，会使用工具测量时间和长度
高中
1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。
2.知道位移与路程的区别和联系。
3.知道位移和时间的测量方法，并初步理解位移—时间图像。
初中物理
高中物理
异同点
时间的测量
时刻和时间间隔
初中物理中只是注重了对时间的测量和记录，但是对于时间和时刻两个概念并没有做出严格的区分，甚至在有些情况下二者在称谓上混为一谈，但是高中物理中把这两个概念做了严格的区分，并且在表述的方式上更加的具体完善。至于二者之间如何不同，请看下面的内容。
路程
位置和位移
初中物理中对路程的概念有所涉及，主要指的是物体通过的距离大小，但是对位移的概念自始至终就没有出现过，至于二者之间的区别与联系也就无从谈及，高中物理对于这两个概念从大小、方向做出明确的解释说明。
长度的测量
打点计时器的认识与使用
打点计时器这种仪器在初中物理中就没有出现过它的使用说明，高中物理中这种仪器用的非常广泛，当然这样仪器应用时不可避免的要用到初中物理中已经学习过程的长度测量的知识，但是时间的测量就不需要其他仪器了，他本身就可以计时。因此可以看出，虽然是一种新仪器，但是还需要我们初中学习到的基础知识。
用s-t图象来表示物体匀速直线运动的规律
x－t图像
初中物理中我们已经学习了用横坐标表示时间，纵坐标表示路程，用路程—时间(s-t)图象描述匀速直线运动的知识，但是在高中物理中我们将更多学习位移时间（x-t）图像，二者的区别在于位移时间图像不仅可以表示出物体的位置变化，同时它可以描述出物体某段时间内的位移大小和方向。
时刻
时间间隔
物理
意义
是事物运动、发展、变化所经历的各个状态先后顺序的标志，是状态量
是事物运动、发展变化所经历的过程长短的量度，是过程量；可以简称为“时间”
表述
方法
“第1 s末”“第4 s初”“第4 s末”等
“第1 s内”“前2 s”“后5 s”等
联系
①两个时刻之间的间隔即为一段时间间隔，即Δt＝t2－t1
②时间间隔是一系列连续时刻的积累，能展示物体运动的过程；时刻可以显示物体运动的一瞬间
位移
路程
区别
物理意义
表示物体的位置变化
表示物体运动轨迹的长度
大小
等于初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关
按运动轨迹计算的实际长度
标矢性
有方向，是矢量
无方向，是标量
联系
(1)两者单位相同， 在国际单位制中，其单位都是“米”
(2)同一运动过程中路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程
电磁打点计时器
电火花计时器
结构图示
工作电压
8 V交流电源
220 V交流电源
打点方式
振针周期性振动
周期性产生电火花
阻力来源
纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦，摩擦力较大
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小
打点周期
0.02 s
记录信息
位置、时刻或位移、时间
序号
班线名称
发班时间
1
金城江—广州
12：15 17：00
2
金城江—深圳
14：20 16：00
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
﹣4
﹣2
﹣8
2
坐标原点
抛出点坐标（m）
最高点坐标（m）
落地点坐标（m）
地面
2
5
0