高一物理暑假讲义作业培优精讲练人教版初升高一第02讲时间位移(原卷版+解析)

这是一份高一物理暑假讲义作业培优精讲练人教版初升高一第02讲时间位移(原卷版+解析)，共14页。
知道位移与路程的区别.
知道坐标系，会用一维坐标系描述直线运动物体的位置和位移
掌握标量和矢量的区别，会进行标量的加减运算，知道矢量的运算与标量不同.
理解位移－时间图像的意义，能根据图像直观地描述物体的位置和位移．
了解打点计时器的原理，并会安装和使用.2.会用打上点的纸带测量物体运动的时间和位移．
知识点一、时刻和时间间隔
时刻：指某一瞬间．在时间轴上用 表示．
时间间隔：指某两个时刻之间的 ．在时间轴上用 表示．
知识点二、位置和位移
坐标系
建立目的：定量地描述物体的 ．
坐标系的三要素： 、 和 ．
位移和路程
路程：物体运动
位移：a.物理意义：描述物体(质点) ．b. 定义：由 位置指向末位置的有向线段
在单向直线运动中，位移的大小 路程；其他情况下，位移的大小 路程.
矢量和标量
矢量：既有 又有 的物理量，例如：位移等．
标量：只有 没有 的物理量，例如：时间、温度、质量、 等．
知识点三、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，.物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．
物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差，即：Δx＝
若Δx为正，则位移的方向 ；
若Δx为负，则位移的方向 ．
知识点四、位移—时间图像
在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位移x为纵轴，其上的图线就是位移—时间图像，简称 图像．
知识点五、位移和时间的测量
两种打点计时器(如图2)

(1)电磁打点计时器
使用 电源的 仪器；工作电压为 V，当电源频率是50 Hz时，每隔 打一次点．
(2)电火花打点计时器
使用220 V交变电源，打点周期 .
时间的测量
从能够看清的某个点(起始点)开始，往后数出若干个点，例如数出n个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t＝ s.
位移的测量
用 测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小．
第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔( )
“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( )
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( )
物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时刻( )
物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量．( )
一个物体的位移为零，路程也一定为零．( )
“前3秒”“最后3秒”“第3秒内”指的都是时间间隔( )
两运动物体的位移大小均为30 m，这两个位移一定相同( )
质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的( )
做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x甲＞x乙( )
沿直线运动的物体，位移和路程是相等的( )
质点通过一段路程，其位移可能是零( )
质点运动的位移大小可能大于路程( )
知识点一：时间与时刻
如图所示，在时间轴上标出“第3 s初”，“第3 s末”，“第3 s内”，“前3 s内”；然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间间隔．
答案
“第3 s初”、“第3 s末”表示时刻，
“第3 s内”、“前3 s内”表示时间间隔．
【探究重点】
时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分。
【例题精讲】
如图所示，小张和小王同学家都住在锦祥秋实大厦，一天早上他们均是7：15出小区大门，经过不同路径(小张沿东环路、小王经燕平路)到达昌平一中校门口；路上所用时间均为15分钟。材料中所涉及的7：15和15分钟( )
A. 都是指时间B. 都是指时刻
C. 7：15指时间，15分钟指时刻D. 7：15指时刻，15分钟指时间
【巩固训练】
下列说法中表示时刻的是( )
A. 人造卫星绕地球运行的最小周期约86min
B. 张师傅每天晚上7：00收看央视“新闻联播”
C. 红军中学校运动会田径100m的最好成绩是12.8s
D. 上海站首开京沪高铁“复兴号”全程运行时间4h38min
知识点二：位移和路程
三位旅行者从北京到上海，甲乘坐高铁直达，乙乘坐飞机直达，丙先乘坐汽车，再乘坐轮船到上海，三者的路程是否相同？位移是否相同？
①如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40 m到达B点，然后又向西走了30 m到达C点，则他从A到C点的路程是多少？位移的大小是多少？②路程和位移的计算方法相同吗？
【探究重点】
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，其运算遵从算术加法法则．
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．
矢量的表示
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．
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．
【例题精讲】
某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑了1.5圈时，他的( )
A. 路程和位移的大小均为3πRB. 路程和位移的大小均为2R
C. 路程为3πR、位移的大小为2RD. 路程为πR、位移的大小为2R
【巩固训练】
一个质点在x轴上运动，它在连续第n秒末对应的坐标记录在如下表格中，则下列说法正确的是( )
A. 前3s内的路程为3mB. 前4s内的路程最大
C. 第2s内的位移大小最大D. 第4s内的位移大小最大
知识点三：直线运动中的位置和位移
【探究重点】
位置在一维坐标系中的表示：一维坐标系中位置用一个点的坐标表示；坐标值的正负表示物体所在位置在坐标原点的正方向上还是负方向上；坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离．
位移在一维坐标系中的表示：用两个坐标的差值即Δx＝x2－x1表示位移．Δx的数值表示位移大小，Δx为正，表示位移方向与规定的正方向相同；Δx为负，表示位移方向与规定的正方向相反．
在一维坐标系中，选择不同的坐标原点，各点的位置坐标不同，但两点间位移相同，即位移与坐标系的选取无关．
【例题精讲】
如图所示，一小球在光滑水平面上从A点开始向右运动，经过3 s与距离A点6 m的竖直墙壁碰撞，碰撞时间很短，可忽略不计，碰后小球按原路以原速率返回．取小球在A点时为计时起点，并且取水平向右的方向为正方向，则小球在0～7 s内的位移和路程分别为( )
A．2 m,6 m B．－2 m,14 m
C．0,3 m D．2 m,14 m
【巩固训练】
如图甲所示，一根细长的弹簧系着一小球，放在光滑桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便来回运动，图中B为小球向右到达的最远位置．小球某次经过O点开始计时，其有关时刻的位置如图乙所示，若测得OA＝OC＝7 cm，AB＝3 cm，下列说法正确的是( )
A．0.2～0.8 s内小球的位移大小是7 cm，方向向右，经过的路程是13 cm
B．0.4～0.8 s内小球的位移大小是10 cm，方向向左，经过的路程是10 cm
C．0.2～0.6 s内小球的位移大小是0，经过的路程是0
D．0.2～1.0 s内小球的位移大小是14 cm，方向向左，经过的路程是21 cm
知识点四：x－t图像
任一时刻质点的位置：图像中的每一个点表示质点某时刻的位置．
质点发生某段位移所用的时间．
两图线的交点表示两质点在这一时刻相遇，如图中P点．
截距：图像不过原点O时，若从纵轴开始，则表示开始计时时，初始位置不在原点处，如图线甲所示；若从横轴开始，则表示计时一段时间后，质点才开始运动，如图线乙所示．
【探究重点】
x－t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹．
x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动．
【例题精讲】
(多选)如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的x­t图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是( )
A．甲、乙同时出发
B．0～t3这段时间内，甲、乙位移相同
C．甲开始运动时，乙在甲的前面x0处
D．甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止
【巩固训练】
(2020·安徽省合肥市高三质检)如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置－时间(x－t)图像，由图像可知( )
A．在t1时刻，a、b两车的运动方向相同
B．在t2时刻，a、b两车的运动方向相反
C．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速率相等
D．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速度相等
高铁开通后，从铁路售票网12306查询到G7536次列车的信息如图所示，用电子地图测距工具测得宁波站到上海虹桥站的直线距离约为149.7km，下列说法正确的是( )
A. 图中21：27表示一段时间
B. 图中1小时48分钟表示时刻
C. 149.7km表示宁波站到上海虹桥站的路程
D. 149.7km表示宁波站到上海虹桥站的位移大小
(2019·全州县石塘中学高一期中)下列几组物理量中，全部为矢量的是( )
A．位移 时间 速度
B．速度 速率 加速度
C．加速度 加速度变化量 速度
D．路程 时间 速率
有一口井，水面距井口，现用水桶从井中提水，水桶出井后又将其提升了选井口处为坐标原点，以水桶竖直向上提升的路线所在直线为轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置坐标和最后的位置坐标分别是 ( )
A. ，B. ，C. ，D. ，
如图5所示，某人沿半径R＝50 m的圆形跑道跑步，从A点出发逆时针跑过eq \f(3,4)圆周到达B点，试求由A到B的过程中，此人运动的路程和位移(取π＝3.14，eq \r(2)＝1.414)．
图5
下列说法正确的是( )
A. 运动员铅球成绩为4.50m，指的是铅球位移大小为4.50m
B. 质点运动一段时间，路程不能为零但位移可能为零
C. 研究乒乓球运动员比赛中发出的弧旋球时，可以把乒乓球视为质点
D. 某场篮球比赛打了二个加时赛，共需10min，指的是时刻
如图所示是，两物体运动的位移时间图像．下列说法正确的是 ( )
A. ，两物体开始时相距，运动方向相同
B. 物体沿折线运动，物体沿直线运动
C. ，两物体运动时，在距的出发点处相遇
D. 物体在运动中停止了
(2019·江苏省泰州中学月考)如图是一辆汽车做直线运动的位移时间x-t图象，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是
A．OA、BC段运动最快
B．AB段做匀速直线运动
C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相同
D．4h内，汽车的位移大小为0
如图所示，今有一底面直径和高都为的圆柱形纸筒上下底面开口，在下底部边沿 点有一只小蚂蚁，小蚂蚁最终爬到上部边沿处的 点，试求：
小蚂蚁爬行的最短路程；
整个过程中位移的大小．
关于质点的位移和路程，下列说法正确的是( )
A. 位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
B. 位移的大小不会比路程大
C. 路程是标量，即位移的大小
D. 当质点做直线运动时，路程等于位移的大小
下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A. 选定正方向，沿同一直线运动的甲、乙两物体的位移，，则
B. 甲、乙两物体的位移大小均为，这两个物体的位移必定相同
C. 温度计读数有正有负，所以温度是矢量
D. 温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量
如图所示，一只蜗牛从足够高的竖直竹竿底部向上爬行到3m高处后，又慢慢向下爬行了1m，然后暂时静止．则在这段过程中( )
A．蜗牛的位移为3m，方向竖直向上，路程为2m
B．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为4m
C．蜗牛的位移为2m，方向竖直向上，路程为4m
D．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为2m
(2020·浙江省高一月考)如图1所示，为有力支援武汉“抗疫”，空军在2020年2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场．对以上描述下列说法正确的是( )
图1
A．计算运输机飞行时间时，运输机不能看成质点
B．在分析运输机着陆动作时，运输机可以看成质点
C．“上午9时30分”指的是最后一架运输机的飞行时间
D．“上午9时30分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻
北京时间2018年12月8日2时23分我国在西昌成功发射第四颗月球探测器嫦娥四号。12月30日嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的东经177.6度、南纬45.5度附近，成为世界首个在月球背面软着陆巡视探测的航天器。下列有关说法不正确的是( )
A. 2019年1月3日10时26分是时刻
B. 东经177.6度、南纬45.5度表示位置
C. 在观测嫦娥四号绕月球运行的轨迹时可将其看成质点
D. 在研究嫦娥四号在环月轨道实施变轨的姿态时可将其看成质点
400 m比赛中终点在同一直线上，但起点不在同一直线上，如图3所示，关于这样的做法，下列说法正确的是( )
图3
A．这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同
B．这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同
C．这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同
D．这样的做法其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利
(多选)如图所示为A、B两个物体从O点开始运动的位移—时间图像的一部分．从A、B两物体的位移—时间图像可知，下列说法中正确的是( )
A.A、B两物体的运动方向相同
B．A物体4s内发生的位移是10m
C．B物体发生10m位移的时间是4s
D．A、B两物体同时开始运动
一个人晨练，按如图所示走半径为R的太极图，中央的S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向．他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，求：
(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小和方向；
(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程．
2021年9月25日8：00整，2021常州西太湖半程马拉松暨大运河马拉松系列赛正式开赛。比赛路线如图所示，选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛，最终来自中国的苗浩以01：52：34的成绩揽获男子冠军。下列说法正确的是( )
A. 40 km指位移
B. 8：00整是时间
C. 01：52：34的成绩是时刻
D. 研究苗浩10km跑步的时间时，可以将苗浩看作质点
下列说法正确的是( )
A. 物体被抽象为质点后，物体自身的大小、体积和质量就可以忽略不计了
B. 研究地球公转时不可以把地球看做质点
C. 飞机从北京到上海和从上海到北京的位移是相等的
D. 就时刻而言，第3s末就是第4s初
(2020·河南八市重点中学月考)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
(多选)根据如图所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s内，也可以称为2s时
B．0～t2表示时间间隔，称为最初2s内或第2s内
C．t2～t3表示时间间隔，称为第3s内
D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第ns内
在某次铅球比赛中，某运动员以18.62 m的成绩获得金牌．这里记录的成绩是指( )
A．比赛中铅球发生的位移大小
B．比赛中铅球经过的路程
C．既是铅球发生的位移大小，又是铅球经过的路程
D．既不是铅球发生的位移大小，也不是铅球经过的路程
以下关于时间间隔和时刻的说法正确的是( )
A. 2023年1月25日上午八点半指的是时间间隔
B. 运动会赛跑的最好成绩是，此处指的是时刻
C. 高二、高三教师队拔河比赛的僵持时间为秒，此处指时间间隔
D. 本次物理考试的时间为分钟，此处指的是时刻
如图7所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别为( )
图7
A.eq \f(5π,2)R，方向由A指向C；eq \r(10)R
B.eq \f(5π,2)R，方向由A指向C；eq \f(5π,2)R
C.eq \r(10)R，方向由A指向C；eq \f(5π,2)R
D.eq \r(10)R，方向由C指向A；eq \f(5π,2)R
(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x­t图像，关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是( )
A．这辆汽车最远距离出发点30km
B．AB段汽车静止
C．CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相同
D．0～4h内，汽车的位移大小为30km
如图所示，一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C地到达D地．A、C、D恰好在一条直线上．汽车行驶的路程是多少？位移又是多少？方向如何？(已知tan53°＝43)
时刻
时间间隔
在时间轴上的表示
用点表示
用线段表示
描述关键词
“初”“末”“时”，如“第1 s末”，“第2 s初”，“3 s时”
“内”，如“第2 s内”，“前3 s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片
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
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
−4
−3
−6
2