高中物理人教版 (2019)必修 第一册时间位移导学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册时间位移导学案及答案，共9页。学案主要包含了时刻和时间间隔，路程和位移，矢量和标量，位移和时间的测量等内容，欢迎下载使用。
一、时刻和时间间隔
1.时刻:指 ,在时间轴上用点表示。
2.时间间隔:指某两个时刻之间的间隔,在时间轴上用 表示。
二、路程和位移
1.路程:物体运动 。
2.位移
(1)意义:描述物体 的物理量。
(2)定义:从 位置到 位置的一条有向线段。
(3)大小:初、末位置间 。
(4)方向: 。
（5）在实验室中，我们常用__________来记录时间和位移，常见的是__________和__________。
三、矢量和标量
1.矢量:既有 又有 的物理量,例如:位移等。
2.标量:只有 没有 的物理量,例如:时间、温度、质量、路程等。
为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系。如果物体做直线运动,可以用一维坐标系来描述。研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴。
（1）物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示。
（2）物体的位移等于两个位置的坐标变化,即:Δx= 。
知识精讲
一、时刻和时间
1． 时刻：
第1秒末
（1）时刻是一个时间点，时刻对应着某个事件的开始、结束，或事件进行过程中的某一瞬间，在表示时间的数轴上表示为一个点。如图1-2-1中，点1、2、3……都表示时刻，“1”表示“第1秒末”这一时刻。
（2）常用来表示时刻的关键词有“初”、“末”和“时”等。例如，“第2s初”、“第3s末”、“经过A点时”都是表示时刻的。注意：“第2秒末”和“第3秒初”是表示同一时刻，即数轴上“2”的位置。
2． 时间：
（1）时间间隔表示一个时间段，对应着某个事件所经历的某个过程，在表示时间的数轴上表示为一个线段。如图1-2-2中，第1s内、前2s内都表示一个时间段。
（2）常用来表示时间的关键词有“内”、“经历”和“历时”等。例如，“第2s内”、“经历3s”、“历时5s”都表示时间间隔。
（3）时间的单位：国际单位是秒（s），常用单位有时（h）、分（min）。
（4）时间的单位换算：1h=60min, 1min=60s，1h=3600s。
（5）时间的测量：时间的测量用钟表、秒表等。
3． 时刻和时间的区别与联系：
二、路程和位移
1．路程
（1）概念：物体运动轨迹的长度叫做路程。如图1-2-6中，一辆汽车从A点出发，沿着曲线达到B点，运动轨迹的长度是1000m，则汽车通过的路程就是1000m。
（2）特点：路程只有大小，没有方向，是标量，运算时，直接相加。例如，一辆汽车先后通过了100m和200m的路程，则该汽车通过总的路程是100m+200m=300m。
2.位移
（1）概念：物体位置的变化量叫做位移。位移的大小表示物体位置变化的直线距离。位移只考虑物体位置的变化，不考虑物体运动的过程。如图1-2-7，汽车的运动轨迹就是汽车通过的路程，路程就是1000m，如果A、B两点间的直线距离为800m，则汽车的位置变化了800m，所以物体的位移大小是800m，位移方向为由A指向B。如图1-2-8，如果汽车经过另一条轨迹从A点运动到B点，路程可能不同，但位移一定相同，因为物体的位置都是由A到B。所以位移的大小只表示物体初、末位置变化的直线距离，而与物体运动的轨迹无关。
（2）位移的表示方法：从物体运动的初位置到末位置作一条有向线段，用这条有向线段表示位移。在如图1-2-7的场景中，从A点到B点作一条带箭头的线段AB，有向线段AB就表示汽车的位移，其中有向线段的长短表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向，即表示物体从A点运动到B点，A点是初位置，B点是末位置。
（3）位移的矢量性：位移既有大小又有方向，是矢量。矢量在运算时，一般是不能直接相加减的。如图1-2-9，一个物体先从A位置运动到B位置，位移的大小是线段AB的长度；物体再由B位置运动到C位置，位移的大小是线段BC的长度；则在整个过程中，物体由A点运动到C点，物体位移的大小是线段AC的长度，很显然，线段AB的长度加线段BC的长度不等于线段AC的长度。所以，矢量在运算时，一般是不能直接相加减的。矢量的运算法则将在以后学习。
3.位移和路程的关系
（1） 路程和位移的联系：位移的大小表示物体初末位置的直线距离的大小，而路程表示物体运动轨迹的长度。物体做曲线运动时，位移的大小和路程是不相等的，路程要大于位移的大小，如图1-2-10。但如果物体做的是单向（无往复）的直线运动，此时物体位移的大小就等于路程，如图1-2-11。
（2）路程和位移的比较：
标量和矢量
1.标量
（1）标量：只有大小没有方向的物理量叫做标量。在已学过的物理量中，长度、质量、密度、体积、电荷和温度等都只有大小没有方向，都是标量。
（2）标量正负号的含义：有的标量也有正负，但标量的正负不表示标量的方向，一般表示标量的性质。
2.矢量
（1） 矢量：既有大小又有方向的物理量叫做矢量。在已学过的物理量中，力、速度都既有大小又有方向,是矢量，如图1-2-3所示。
（2） 矢量正负号的含义：研究矢量时，一般要先设正方向，如果某物理量的方向与所设的正方向相同，则是正值，相反则是负值。矢量的正负不表示物理量的大小，而是表示矢量的方向。
四、位移和时间的测量
生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置，从而推断出它在一段时间内的位移，实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，在电源频率为时，它每隔在纸带上打下一个点。
2．打点计时器分为两大类，一类为电磁打点计时器，一类为电火花打点计时器。
电磁打点计时器
电火花计时器
所用电源
低压交流
交流
打点方式
振针打点
电火花打点
时间间隔（）
每隔打一次点
每隔打一次点
实验误差
振针和纸带接触有摩擦，误差较大
火花放电不会影响纸带运动，误差较小
3．纸带上点的意义：
（1）表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。
（2）通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况。
（3）可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。
4.练习使用打点计时器
（1）．了解打点计时器的构造，然后固定好；
（2）．安装纸袋；
（3）．启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上打出一行小点。随后关闭电源。
（4）．取下纸带，从能够看清楚的某个点开始（起始点）。往后数出若干点。例如，数出第n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t；
（5）．用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。
考点分析
考点一、时刻与时间间隔的区别和判断
例1、如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是（ ）
A、t2 表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内
B、t0～t2表示时间间隔，称为最初2s内或第2s内
C、t1～t2表示时间间隔，称为第2s内，时长是1s
D、tn～tn+1表示时间间隔，称为第ns内
解析：t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，而2s内指的是时间间隔，选项A错误；t0～t2表示时间间隔，指的是0～2s这2s，称为最初2s内或前2s内，选项B错误；；t1～t2表示时间间隔，指的是1～2s这1s，称为第2s内，选项C正确；tn～tn+1表示时间间隔，称为第(n+1)s内，选项D错误.答案C
【解题通法】
1.时间间隔是指两个时刻之间的间隔，是某一变化过程所经历的时间长短；时刻是指某一瞬间。
2.在时间轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。
3.认真揣摩关键词的含义，如第n秒内、前n秒、n秒初、n秒末等在时间轴上的表示方法.
考点二、直线运动的位置和位移的确定
一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后（ ）
A.第2s内的位移为9m B.前2s内的位移为4 m
C.最后3s内的位移为5m D.前5s内的路程为31 m
解析：第2s内的位移s1=x2-x1=-4m-5m=-9m，负号表示位移方向沿x轴负方向，A错误；前2s内的位移s2=x2-x0=-4m-0=-4m，B错误；最后3s内的位移s3=x5-x2=1 m-(-4 m)=5m，C正确；只知道各时刻的位置，不知道质点运动轨迹的情况，所以不能判断前5s内的路程，D错误.答案C
【解题通法】
1.沿运动方向建立直线坐标系；
2.规定正方向；
3.找出初、末位置坐标；
4.位移等于未位置坐标减初位置坐标.
考点三、用x-t图像描述物体的运动
例3、沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.前5s内A、B的位移均为10m
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A比B运动得快
D.从3s末开始，两物体运动方向相同，且A比B运动得快
解析：5s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5s内，A通过的位移为10m，B通过的位移为5m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5m处出发，A在B运动3s后开始运动，B错误；在x-t 图像中图线的斜率表示物体运动的快慢和方向，从t=3s起，两图线的斜率均为正值，说明A、B均沿正方向运动，A的x-t图线的斜率比B的x-t图线的斜率大，说明A运动得比B快，D正确.答案D
【解题通法】
1.分析x-1图像
(1)从x-t图像上可以确定物体在任意时间内的位移.
(2)从x-1图像上可以确定物体通过任一段位移所需的时间.
(3)根据x-t图线的斜率可以判断和比较物体运动的快慢，并能判断运动的性质。
2.理解x-t图像中的“点”“斜率”“截距”的物理意义
(1)点：两图线交点，说明两物体相遇.
(2)斜率：表示物体运动的快慢和方向.
(3)截距：纵截距表示物体t=0时刻的位置，横截距表示物体位置为x=0的时刻.
3.两种特殊的x-t图像
(1)若x-t图线是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于静止状态.
(2)若x-t图线是一条倾斜的直线，说明物体在做匀速直线运动.
随堂练习
1、关于时间和时刻，下列说法正确的是（ ）
A．作息时间表上的8:00表示的是时间
B．某汽车8:00经过某车站，8:00表示的是时刻
C．第3s末与第4s初表示的不是同一时刻
D．在数轴上，第3s与前3s表示同一段时间
2、下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是（ ）
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．时光不能倒流，因此时间有方向是矢量
3、关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）
A．在某段时间内，物体运动的位移为零，该物体一定是静止的
B．在某段时间内，物体运动的路程为零，该物体一定是静止的
C．在直线运动中，物体位移的大小一定等于其路程
D．在曲线运动中，物体位移的大小一定小于其路程
4、如图所示，一个质点由A点沿半径为R的圆做逆时针的圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．若该质点运动一周，其位移大小是0，路程是2πR
B．若该质点运动周，其位移大小是2R，路程是2R
C．若该质点运动了1一周，其位移大小是，路程是
D．该在运动过程中的最大位移是2R。
5、甲、乙两物体的位移分别为Δx1=5cm、Δx2=-6cm，则（ ）
A．甲物体的位移较大 B．乙物体的位移较大
C．两个位移的方向相反 D．两个位移的方向相同
6、大疆T16植保无人机喷洒农药，最快速度达到150亩/小时，可持续工作8小时.下列说法中正确的是( )
A.调整无人机在空中的姿态时可以将无人机看成质点
B.确定无人机的位置时需要建立三维坐标系
C.观察无人机飞行速度时可以选取无人机上的摄像机为参考系
D.“8小时”指的是时刻
7、在乒乓球比赛中，有一次某运动员采用如下的高抛发球，他紧贴台面将球向上抛出，球竖直上升 1.5m 后下落，在距离台面 0.3m 处被球拍击中，则在这一过程中，乒乓球经过的路程和位移大小分别为（ ）
A．1.5m，0.3m B．2.7m，0.3m C．2.7m，1.8m D．1.8m，0.3m
8、[多选题] 关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是（ ）
A.电磁式打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为50Hz
B.纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面
C.要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源
D.为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺
9、如图所示，在学校运动场的400m环形跑道上，一位同学沿跑道跑了2周回到原处，该同学运动的路程和位移大小为（ ）
A.路程为400m，位移大小为400mB.路程为800m，位移大小为800m
C.路程为400m，位移大小为0D.路程为800m，位移大小为0
10、关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（ ）
A.先接通电源，后释放纸带 B.先释放纸带，后接通电源
C.释放纸带同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以
11、以下数据指时间间隔的是( )
A.每晚新闻联播的开播时间为19点
B.校运会上某同学获得高一女子800m冠军，成绩是2分30秒
C.中午11点40分是下课吃中饭的时间
D.K267次列车到达张家界站的时间是12点27分
12、如图所示,在距墙1 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墙0.2 m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 mB.0.8 m、1.3 m
C.0.8 m、1.5 mD.0.5 m、2.1 m
13、如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t图像。下列说法不正确的是( )
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t1
C.甲、乙两物体同向运动 D.甲、乙两物体在t2时刻相遇
14、下列有关矢量和标量的说法正确的是（ ）
A.位移、时间都是标量 B.位移是矢量，时间是标量
C.物体先向东运动3 m，再向北运动2 m，物体的总位移大小是5 m
D.物体先向东运动3 s，再向北运动2 s，物体的总运动时间是-1 s
15、桌面离地面的高度是0.8m，坐标系的原点定在桌面上，竖直向上为坐标轴的正方向，有A、B两点离地面的距离分别为1.9m和0.4m．那么A、B的坐标分别是（ ）
A．1m 0.5mB．1.9m 0.4m
C．1m －0.5mD．1.1m －0.4m
16、时间轴如图所示，下列关于时刻和时间的说法中正确的是（ ）
A．表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内
B．表示时间间隔，称为第2s内
C．表示时间间隔，称为最初ns或前ns
D．表示时间，称为第s内项目
时刻
时间
区别
表示
表示的是一个时间点
表示的是一个时间段
在时间轴上的表示方法
一个点
一个线段
描述特点
“初”、“末”和“时”，例如：“第2s初”、“第3s末”、“经过A点时”
“内”、“经历”和“历时”，例如：“第2s内”、“经历3s”、“历时5s”
联系
（1）两个时刻的间隔即为时间，；
（2）时刻描述的是物体运动的一个瞬间，就像一张照片；时间描述的是物体运动的一个过程，就像一段录像；由一张张连续的照片就形成一段录像，由一系列连续的时刻积累便形成了时间。
项目
位移
路程
区别
物理意义
表示物体位置变化的大小和方向
表示物体运动轨迹的长度
大小
等于物体初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关
等于物体运动轨迹的长度
矢量标量
矢量
标量
联系
1
单位相同
2
同一运动过程中，路程不小于位移的大小
3
在单向、直线运动过程中位移的大小等于路程
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1