1.2 时间 位移

1.2 时间 位移知识点一、时刻和时间间隔1.时刻和时间间隔（1）时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。（一张照片）（2）时间间隔：是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示．时间间隔简称时间。（一段视频）     （3）生活中的“时间”  日常生活中的时间，有时指“时刻”，有时指“时间间隔”，应根据具体情况而定。如“什么时间出发”指的是时刻，“出发多长时间了”指的是时间间隔。 知识点二、位置和位移1.坐标系（1）引入坐标系的目的  为了定量研究物体的运动情况，需要在参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究运动。（2）坐标系三要素原点、正方向、单位长度（3）分类：一维直线坐标系（汽车直线行驶）；二维平面直角坐标系（汽车转弯）；三维空间直角坐标系（汽车盘山公路行驶）。2.路程和位移（1）路程：物体运动轨迹的长度叫路程，路程只有大小，没有方向。（2）位移    ①定义：从初位置指向末位置的有向线段。    ②大小：初、末位置间线段的长度。    ③方向：由初位置指向末位置。2.标量和矢量（1）标量：只有大小而没有方向的物理量。（如：路程，时间，质量，温度，长度，能量，速率，密度等等）（2）矢量：既有大小又有方向且满足平行四边形法则的物理量。（如： 位移、速度、加速度、力等）注意：电流和电压是标量。（3）矢量的表示    用一条带箭头的线段表示，线段的长短代表矢量的大小，箭头的方向表示矢量的方向。3.位移和路程的区别和联系注意：（1）只有物体在做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。（2）任何情况下，位移和路程都不可能相同，因为一个是矢量，一个是标量。（3）矢量的正负代表方向，而不是正负数，所以矢量要用绝对值比较大小。 知识点三、直线运动的位移物体在运动中，坐标对应物体的位置，坐标的变化量对应物体运动的位移，运动轨迹的长度则表示路程。如图所示，一个物体从A运动到B，如果A、B两位置坐标分别为xA和xB，那么质点的位移△x＝xB－xA（末位置坐标减初位置坐标）若初位置xA＝5m，末位置xB＝－2m，质点位移△x＝xB－xA＝－2m－5m＝－7m，负号表示位移的方向由A点指向B点，与x轴正方向相反．直线和曲线举例：大圆半径为R，沿着ABCOADC走，求路程和位移。 知识点四、位移—时间图像（图像）1.图像的建立2.物理意义：斜率3.从x—t图像上能够获取的信息（1）轴。时刻与位置、时间间隔与位移。（2）点。图线与横轴交点表示位移为零的时刻；②图线与竖轴的交点表示物体的初始位置；③交点表示在某时刻两物体相遇。（3）线。①平行于时间轴的直线表示质点静止；②倾斜直线表示质点做匀速直线运动；③曲线表示物体做变速运动。（4）斜：斜率大小表示速度大小，斜率正负表示速度的方向。（5）面。无意义。4.注意：（1）x—t图像表示的是位移x随时间t变化的情况，绝不是物体运动的轨迹。（2）x—t图像只能表示直线运动，不能表示曲线运动。 知识点五、位移和时间的测量1.实验室中常用打点计时器来测量时间和位移。2.电磁打点计时器和电火花计时器    电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。（）（1）电磁打点计时器    ①特点：使用低压交流电源，工作电压约为8V，当电源频率为50Hz时，每隔0.02s打一个点。②构造：（2）电火花计时器    ①特点：也使用交流电源，工作电压是220V，当电源频率为50Hz时，每隔0.02s打一个点。    ②构造：（3）电磁打点计时器和电火花计时器的比较 电磁打点计时器电火花计时器电源性质8V左右交流电源220V交流电源打点频率频率50Hz，打点时间间隔0.02s打点方式振针打点电火花打点阻力来源纸带与限位孔的摩擦、振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔的摩擦说明电火花计时器比电磁打点计时器更精确提醒：电磁打点计时器和电火花计时器在实验中的作用是相同的，所以今后的叙述中不再区分，统称为打点计时器。3.练习使用打点计时器（1）实验步骤    ①把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸的下面；    ②把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上（电磁打点计时器接8V交流电，电火花计时器接220V交流电）；    ③先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点， 随后立即关闭电源；    ④取下纸带，重复试验3次，舍掉开头一些过于密集的小点，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）×0.02s；有时为了测量方便，我们选择相隔0.1s（每打5次点的时间间隔）的若干计数点进行测量，这时△t＝（n－1）×0.1s⑤用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离△x；    ⑥利用公式v＝△x/△t 计算出纸带在这段时间内的平均速度。（2）注意事项：    ①实验前，应让小车停在靠近打点计时器的位置，这样可以最大限度地利用纸带的有限长度。    ②应先接通电源，再拉动纸带。    ③使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，墨粉纸盘位于两条纸带中间（这样纸盘能有效地随着纸带运动，避免重复使用一个地方而影响清晰度；两条纸带中，上边的记录实验结果的，下边是起辅助作用的）；使用打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。    ④测量距离时，不能分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离）。 关键能力一、时刻与时间间隔的区别与判断例1：关于时间和时刻，下列说法错误的是（     ）A.物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B.物体在5s内指的是物体在4s到5s末这1s的时间C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间D.第4s末就是第5s初，指的是时刻 答案：B 关键能力二、位移与路程例2：一支长150m的队伍匀速前进，通信兵从队尾前进了300m后赶到队首，传达命令后立即返回，当通信兵回到队尾时，队伍已前进了200m，则在此全过程中，通信兵的位移大小和路程分别是多少？ 解答：解法一、通信兵运动轨迹如图所示。由图示可知：通信兵的位移大小为200m。
    路程为300×2m－200m＝400m。
解法二、通信兵由队尾出发，最后又回到队尾，因此他与队尾士兵前进的位移相同，而队伍中每个士兵前进的位移都与整个队伍前进的位移相同，故通信兵的位移为200m；又由于通信兵先是前进了300m，又折回到离出发点200m处，即又因回队尾走了100m，所以路程为400m。
答案：200m；400m 例3：如图所示，实心长方体木块的长、宽、高分别为a、b、c，且a＞b＞c。有一个小虫自A′点运动到C点，求：（1）小虫的位移大小；（2）小虫的最小路程。 解答：略答案：（1）小虫的位移大小为；（2）小虫的最小路程为 关键能力三、用图像描述物体的运动例3：沿同一直线运动的物体A、B，其相对同一参考系的置x随时间变化的函数图像如图所示，由图像可知（　　）A.前5s内A、B的平均速度相等 B.两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3s才开始运动C.在前5s内两物体的位移相同，5s末A、B相遇 D.从3s末开始，两物体运动方向相同，且VA＞VB 解答：A.前5s内A. B的位移分别为10m和5m，不相等，故平均速度不相等，故A错误 
B.由图知，A从原点出发，而B从距原点正方向上5m处出发，A在B运动3s后开始运动，故B错误。 
C.5s末A. B到达同一位置，两者相遇。在5s内，A通过的位移为10m，B通过的位移为5m，故C错误。 
D.斜率代表速度，从3s末开始，两物体运动方向相同，且VA＞VB故D正确。 
答案：D