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物理人教版 (2019)2 时间 位移图文ppt课件
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这是一份物理人教版 (2019)2 时间 位移图文ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
一、时刻和时间间隔1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上用 表示,如第2 s末、第8 s初等均为时刻。 2.时间间隔:表示 之间的时间,在表示时间的数轴上用______表示,如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔。
二、位置和位移1.坐标系: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。 只有一个坐标轴(1)一维坐标系:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为 ,规定好坐标轴的 和 ,物体的位置就可以用它的 来描述。 (2)平面直角坐标系(二维坐标系):描述平面上物体的位置时,通常建立平面直角坐标系,物体的位置用两个坐标来描述。
2.路程和位移(1)路程是物体运动 。 (2)位移是描述物体 的物理量,用从 指向 的有向线段表示。 3.矢量与标量:既有大小又有 的物理量叫矢量。只有大小而没有 的物理量叫标量。
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,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则:1.物体的初、末位置可用位置坐标 、 表示。 2.物体的位移Δx= 。 若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
四、位移—时间图像 不是运动轨迹,是位移的变化图像1.位置—时间图像:反映物体在任意时刻的位置的图像。在直角坐标系中选 为横轴,选 为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像。2.位移—时间图像(x-t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像。将物体运动的 选作位置坐标原点O,则位置与 大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像。
五、位移和时间的测量1.学校实验室中常用打点计时器来记录时间和 。 2.电磁打点计时器:使用 电源的计时仪器,工作电压约为 V,当电源频率是50 Hz时,每隔 s打一次点。 3.电火花计时器:计时原理与电磁打点计时器相同。
情境链接 从铁路售票网站查询到G232次列车的信息如图所示,用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km。请回答下列问题:
(1)图中16:10表示时刻还是时间间隔?(2)图中6时37分表示时刻还是时间间隔?(3)530.3 km表示路程还是位移?
提示 (1)列车出发和到达时刻表中,出发或到达的时间是某一时间点,指的是时刻。(2)列车从一地到另一地行驶所用的时间,是时间间隔,图中6时37分表示时间间隔。(3)用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km,表示有向线段,是位移。
教材拓展 描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系?(1)描述百米运动员在跑动中的位置。(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置。(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。
提示 (1)一维坐标系;(2)平面直角坐标系;(3)三维坐标系。
易错辨析(1)在时间轴上,点表示时刻,线段表示时间间隔。( )(2)路程是标量,位移是矢量,两者都是描述物体运动的物理量。( )(3)物体在运动过程中的路程相等时,位移一定也相等。( )(4)建立一维坐标系时,需要选原点,规定坐标轴的正方向和单位长度。( )(5)根据位移—时间图像能求出某段时间内的位移。( )(6)打点计时器能同时记录时间和位移。( )
路程只有大小,没有方向,是标量;位移既有大小,又有方向,是矢量。两者都是为了描述物体的运动而引入的物理量。
物体在运动过程中的路程相等时,位移不一定相等;反之,位移相等时,路程也不一定相等。
探究点一 时间间隔与时刻的区别和联系
根据如图所示的情境回答问题。请把“5点钟”“半个小时”“10分钟”“8点”分类,它们表示时间的含义相同吗?
要点提示 它们表示时间的含义不同,“5点钟”“8点”指时刻,是某一瞬间,在时间轴上用点表示;“半个小时”“10分钟”指时间间隔,是两个时刻之间的时间间隔,在时间轴上用线段表示。
1.时刻和时间间隔的表示方法(1)时刻:时刻在时间数轴上用一个点来表示,如第2 s末、第2 s初等,是状态量。如图甲所示。
(2)时间间隔:时间间隔指的是两时刻之间的间隔,在时间数轴上用一段线段来表示,如前2 s内、第2 s内等,是过程量。如图乙所示。
2.时间间隔和时刻的比较
特别提示 (1)生活中一般用各种钟表来计时,在实验室中常用停表、打点计时器计时。(2)关键字词的使用,如“初”“末”“时”一般表示时刻;如“内”“用”“经过”“历时”一般表示时间间隔。
【例1】 (多选)(2023山东菏泽高一月考)2022年11月8日,我国上空上演了一次精彩的月全食。本次月全食从北京时间17时09分迎来初亏,经过食既、食甚、生光、复圆,持续约3小时40分钟。从食既到生光约有86分钟。21时57分,月食现象结束。文中提到的时刻有( )A.86分钟B.17时09分C.3小时40分钟D.21时57分
解析 题中所说的“86分钟”和“3小时40分钟”指的是时间间隔,“17时09分”和“21时57分”是指时刻。
方法技巧 时刻与时间间隔的两种判断方法(1)根据上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态,时间间隔对应的是事件或运动的过程。(2)利用时间数轴判断:画出时间数轴,把所给的时刻和时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。
对点演练1.(2023江西赣州高一月考)在如图所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为前2 sB.tn-1表示时刻,称为第(n-1) s内C.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内D.把1 s分成100万等份,每一等份为时刻
解析 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,但不能称为前2 s,前2 s是指0~2 s的时间间隔,故A错误;tn-1表示时刻,第(n-1) s内是时间间隔,故B错误;tn-1~tn表示第n s初到第n s末的时间间隔,称为第n s内,故C正确;时刻是时间轴上的一点,把1 s分成100万等份,每一等份仍然是时间间隔,故D错误。
探究点二 位移和路程的区别与联系
阅读下面的对话:甲:请问到图书馆怎么走?乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口,再向东走300 m就到了。甲:谢谢!乙:不用客气。请在图上把甲从市中心到图书馆的位移和要经过的路程分别画出来。
要点提示 甲的路程与位移分别如图所示。路程为由A经B到C的轨迹长度,位移为由A指向C的有向线段。
1.直线运动的位移(1)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。(2)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。(3)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,即位移与坐标系无关。
特别提示 直线运动的位置和位移的“正、负”的理解
2.位移和路程的比较
特别提示 (1)比较两位移的大小时,只比较其绝对值的大小,不看其“正负”号。(2)当质点做单向直线运动时,位移的大小等于路程,但因位移有方向,是矢量,不能说位移就是路程。
3.矢量与标量的区别
特别提示 (1)求某一矢量时,除求出其大小外,还要指出它的方向。(2)矢量的“+”“-”号仅仅表示方向,不表示矢量的大小。
【例2】 (多选)同学们都喜欢上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期待。下图为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m 赛跑的起跑点,B点是 100 m 赛跑的起跑点。在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m 和 800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束时( )A.甲的位移大小最大B.丙的位移大小最大C.乙、丙的路程相等D.丙的路程最大
解析 甲同学的初、末位置直线距离为100 m,位移大小为100 m,路程也是100 m;乙同学路程为400 m,但初、末位置重合,位移大小为零;丙同学路程为800 m,初、末位置重合,位移大小也为零,所以甲的位移大小最大,丙的路程最大,选项A、D正确。
方法技巧 路程和位移的求解思路
对点演练2.(2023河南衡越实验中学高一月考)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。从小球某次经过O点开始计时,其有关时刻的位置如图乙所示,测得lOA=lOC= 7 cm,lAB=3 cm,则下列说法正确的是( )
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 cmB.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 cmC.0.2~0.6 s内小球的位移大小是0,经过的路程是0D.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
解析 位移由运动的起点、终点决定,路程由实际路径决定。0.2~0.8 s内小球的位移大小是7 cm,方向向左,经过的路程是13 cm,故A错误;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,故B正确;0.2~0.6 s内小球的位移大小是0,经过的路程是6 cm,故C错误;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20 cm,故D错误。
探究点三 位移—时间图像
图甲是小球沿水平方向运动的频闪照片,通过对照片的分析,能够获得小球在运动过程中位置随时间变化的数据。利用图甲中的数据,在如图乙所示的坐标系中画出小球运动的x-t图像。该图像有什么特点?能直观反映出小球运动的哪些规律?
要点提示 根据频闪照片数据作出x-t图像如图所示。
可以看出,小球运动的x-t图像是一条直线,表示小球做匀速直线运动。
1.x-t图像的物理意义:描述物体位移随时间的变化关系。(1)图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻所处的位置。(2)图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。2.x-t图像的应用
特别提示 (1)位移—时间图像不是物体的运动轨迹。(2)位移—时间图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。
【例3】 (多选)一质点运动的x-t图像如图所示,下列说法正确的是( )A.0~6 s内位移为-4 mB.2~4 s内位移为4 mC.0~6 s内路程为4 mD.2~6 s内质点一直向同一方向运动
解析 由图像可知,开始时位移为0,6 s时位移为-4 m,则0~6 s内位移为 -4 m-0=-4 m,故A正确;2 s时位移为4 m,4 s时位移为0,则2~4 s内位移为 0-4 m=-4 m,故B错误;0~6 s内路程为4 m+4 m+4 m=12 m,故C错误;2~6 s内位移先为正值减小,后为负值增大,即质点始终向负方向运动,选项D正确。
方法技巧 运用x-t图像分析物体的位移和运动方向(1)时间轴上两点对应的纵坐标差的绝对值等于在这段时间内位移的大小。(2)图像的纵坐标为正值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相同(或相反);图像的纵坐标为负值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相反(或相同)。
对点演练3.(2023广东深圳高一月考)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5 s内,B的位移为10 mB.两物体由同一位置开始运动,物体A比B迟3 s才开始运动C.在前5 s内两物体的位移相同,5 s末A、B相遇D.从3 s末开始,两物体的运动方向相同
解析 5 s末A、B到达同一位置,两者相遇,在前5 s内,A通过的位移为10 m,B通过的位移为5 m,A、C错误;A从原点出发,而B从正方向上距原点5 m处出发,A在B运动3 s后开始运动,B错误;从题图中可知前3 s内,A静止,从第3 s末开始,两物体的位移越来越大,且均为正值,故两物体均沿正方向运动,运动方向相同,D正确。
1.(时间和时刻)下列俗语中所说的时间,理解正确的是( )A.用“做一天和尚撞一天钟”表示做事得过且过,“一天”指时间间隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性,“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就,“一日”指时刻D.用“宁停三分,不抢一秒”进行交通安全教育,“三分”和“一秒”均指时刻
2.(时间和时刻)(2023河南高一月考)下列说法中加点词表示时刻的是( )
解析 0.018 s、一天、4年均表示时间间隔,A、B、C错误;11时01分表示发射的时刻,D正确。
3.(位移和路程)(2023河北石家庄高一月考)一质点沿直线做往复运动,其位置坐标如图所示,O是原点,lOA=lAB=lOC=lCD=1 m,质点从A点出发,运动到B点后再沿x轴负方向运动,下列说法错误的是( )A.质点从B→D的位移是-4 m,路程是4 mB.当质点处于O点位置时,它的坐标是0C.A→B→C的路程是4 m,位移是2 mD.质点到达D位置时,总位移是-3 m
解析 根据位移与路程的定义,可求得质点从B→D的位移是x=xD-xB=-2 m-2 m=-4 m,路程是4 m,故A正确,不符合题意;当质点处于O点位置时,它的坐标是0,故B正确,不符合题意;质点从A→B→C的路程是s=1 m+3 m=4 m,位移是x'=xC-xA=-1 m-1 m=-2 m,故C错误,符合题意;质点到达D位置时,总位移是x″=xD-xA=-2 m-1 m=-3 m,故D正确,不符合题意。
4.(坐标系和位移)如图所示,汽车在5 s时间内,从0时刻开始,每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。以1 s时汽车的位置为原点,以汽车前进方向为正方向建立一维坐标系,则下列说法正确的是( )A.汽车在1 s末的位置坐标为9 mB.汽车在2 s末的位置坐标为7 mC.汽车在第2 s内的位移为16 mD.汽车在3~5 s内的路程为9 m
解析 由题图可知,以1 s时汽车的位置为原点,则汽车在1 s末的位置坐标为0,故A错误;汽车在2 s末的位置坐标为7 m,故B正确;汽车在第2 s内的初、末位置坐标分别为0、7 m,则位移Δx=x2-x1=7 m,故选项C错误;汽车在3~5 s内的路程为(3+1) m=4 m,故D错误。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
一、时刻和时间间隔1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上用 表示,如第2 s末、第8 s初等均为时刻。 2.时间间隔:表示 之间的时间,在表示时间的数轴上用______表示,如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔。
二、位置和位移1.坐标系: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。 只有一个坐标轴(1)一维坐标系:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为 ,规定好坐标轴的 和 ,物体的位置就可以用它的 来描述。 (2)平面直角坐标系(二维坐标系):描述平面上物体的位置时,通常建立平面直角坐标系,物体的位置用两个坐标来描述。
2.路程和位移(1)路程是物体运动 。 (2)位移是描述物体 的物理量,用从 指向 的有向线段表示。 3.矢量与标量:既有大小又有 的物理量叫矢量。只有大小而没有 的物理量叫标量。
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,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则:1.物体的初、末位置可用位置坐标 、 表示。 2.物体的位移Δx= 。 若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
四、位移—时间图像 不是运动轨迹,是位移的变化图像1.位置—时间图像:反映物体在任意时刻的位置的图像。在直角坐标系中选 为横轴,选 为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像。2.位移—时间图像(x-t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像。将物体运动的 选作位置坐标原点O,则位置与 大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像。
五、位移和时间的测量1.学校实验室中常用打点计时器来记录时间和 。 2.电磁打点计时器:使用 电源的计时仪器,工作电压约为 V,当电源频率是50 Hz时,每隔 s打一次点。 3.电火花计时器:计时原理与电磁打点计时器相同。
情境链接 从铁路售票网站查询到G232次列车的信息如图所示,用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km。请回答下列问题:
(1)图中16:10表示时刻还是时间间隔?(2)图中6时37分表示时刻还是时间间隔?(3)530.3 km表示路程还是位移?
提示 (1)列车出发和到达时刻表中,出发或到达的时间是某一时间点,指的是时刻。(2)列车从一地到另一地行驶所用的时间,是时间间隔,图中6时37分表示时间间隔。(3)用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3 km,表示有向线段,是位移。
教材拓展 描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系?(1)描述百米运动员在跑动中的位置。(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置。(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。
提示 (1)一维坐标系;(2)平面直角坐标系;(3)三维坐标系。
易错辨析(1)在时间轴上,点表示时刻,线段表示时间间隔。( )(2)路程是标量,位移是矢量,两者都是描述物体运动的物理量。( )(3)物体在运动过程中的路程相等时,位移一定也相等。( )(4)建立一维坐标系时,需要选原点,规定坐标轴的正方向和单位长度。( )(5)根据位移—时间图像能求出某段时间内的位移。( )(6)打点计时器能同时记录时间和位移。( )
路程只有大小,没有方向,是标量;位移既有大小,又有方向,是矢量。两者都是为了描述物体的运动而引入的物理量。
物体在运动过程中的路程相等时,位移不一定相等;反之,位移相等时,路程也不一定相等。
探究点一 时间间隔与时刻的区别和联系
根据如图所示的情境回答问题。请把“5点钟”“半个小时”“10分钟”“8点”分类,它们表示时间的含义相同吗?
要点提示 它们表示时间的含义不同,“5点钟”“8点”指时刻,是某一瞬间,在时间轴上用点表示;“半个小时”“10分钟”指时间间隔,是两个时刻之间的时间间隔,在时间轴上用线段表示。
1.时刻和时间间隔的表示方法(1)时刻:时刻在时间数轴上用一个点来表示,如第2 s末、第2 s初等,是状态量。如图甲所示。
(2)时间间隔:时间间隔指的是两时刻之间的间隔,在时间数轴上用一段线段来表示,如前2 s内、第2 s内等,是过程量。如图乙所示。
2.时间间隔和时刻的比较
特别提示 (1)生活中一般用各种钟表来计时,在实验室中常用停表、打点计时器计时。(2)关键字词的使用,如“初”“末”“时”一般表示时刻;如“内”“用”“经过”“历时”一般表示时间间隔。
【例1】 (多选)(2023山东菏泽高一月考)2022年11月8日,我国上空上演了一次精彩的月全食。本次月全食从北京时间17时09分迎来初亏,经过食既、食甚、生光、复圆,持续约3小时40分钟。从食既到生光约有86分钟。21时57分,月食现象结束。文中提到的时刻有( )A.86分钟B.17时09分C.3小时40分钟D.21时57分
解析 题中所说的“86分钟”和“3小时40分钟”指的是时间间隔,“17时09分”和“21时57分”是指时刻。
方法技巧 时刻与时间间隔的两种判断方法(1)根据上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态,时间间隔对应的是事件或运动的过程。(2)利用时间数轴判断:画出时间数轴,把所给的时刻和时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。
对点演练1.(2023江西赣州高一月考)在如图所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为前2 sB.tn-1表示时刻,称为第(n-1) s内C.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内D.把1 s分成100万等份,每一等份为时刻
解析 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,但不能称为前2 s,前2 s是指0~2 s的时间间隔,故A错误;tn-1表示时刻,第(n-1) s内是时间间隔,故B错误;tn-1~tn表示第n s初到第n s末的时间间隔,称为第n s内,故C正确;时刻是时间轴上的一点,把1 s分成100万等份,每一等份仍然是时间间隔,故D错误。
探究点二 位移和路程的区别与联系
阅读下面的对话:甲:请问到图书馆怎么走?乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口,再向东走300 m就到了。甲:谢谢!乙:不用客气。请在图上把甲从市中心到图书馆的位移和要经过的路程分别画出来。
要点提示 甲的路程与位移分别如图所示。路程为由A经B到C的轨迹长度,位移为由A指向C的有向线段。
1.直线运动的位移(1)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。(2)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。(3)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,即位移与坐标系无关。
特别提示 直线运动的位置和位移的“正、负”的理解
2.位移和路程的比较
特别提示 (1)比较两位移的大小时,只比较其绝对值的大小,不看其“正负”号。(2)当质点做单向直线运动时,位移的大小等于路程,但因位移有方向,是矢量,不能说位移就是路程。
3.矢量与标量的区别
特别提示 (1)求某一矢量时,除求出其大小外,还要指出它的方向。(2)矢量的“+”“-”号仅仅表示方向,不表示矢量的大小。
【例2】 (多选)同学们都喜欢上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期待。下图为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m 赛跑的起跑点,B点是 100 m 赛跑的起跑点。在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m 和 800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束时( )A.甲的位移大小最大B.丙的位移大小最大C.乙、丙的路程相等D.丙的路程最大
解析 甲同学的初、末位置直线距离为100 m,位移大小为100 m,路程也是100 m;乙同学路程为400 m,但初、末位置重合,位移大小为零;丙同学路程为800 m,初、末位置重合,位移大小也为零,所以甲的位移大小最大,丙的路程最大,选项A、D正确。
方法技巧 路程和位移的求解思路
对点演练2.(2023河南衡越实验中学高一月考)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。从小球某次经过O点开始计时,其有关时刻的位置如图乙所示,测得lOA=lOC= 7 cm,lAB=3 cm,则下列说法正确的是( )
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 cmB.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 cmC.0.2~0.6 s内小球的位移大小是0,经过的路程是0D.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
解析 位移由运动的起点、终点决定,路程由实际路径决定。0.2~0.8 s内小球的位移大小是7 cm,方向向左,经过的路程是13 cm,故A错误;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,故B正确;0.2~0.6 s内小球的位移大小是0,经过的路程是6 cm,故C错误;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20 cm,故D错误。
探究点三 位移—时间图像
图甲是小球沿水平方向运动的频闪照片,通过对照片的分析,能够获得小球在运动过程中位置随时间变化的数据。利用图甲中的数据,在如图乙所示的坐标系中画出小球运动的x-t图像。该图像有什么特点?能直观反映出小球运动的哪些规律?
要点提示 根据频闪照片数据作出x-t图像如图所示。
可以看出,小球运动的x-t图像是一条直线,表示小球做匀速直线运动。
1.x-t图像的物理意义:描述物体位移随时间的变化关系。(1)图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻所处的位置。(2)图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。2.x-t图像的应用
特别提示 (1)位移—时间图像不是物体的运动轨迹。(2)位移—时间图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动。
【例3】 (多选)一质点运动的x-t图像如图所示,下列说法正确的是( )A.0~6 s内位移为-4 mB.2~4 s内位移为4 mC.0~6 s内路程为4 mD.2~6 s内质点一直向同一方向运动
解析 由图像可知,开始时位移为0,6 s时位移为-4 m,则0~6 s内位移为 -4 m-0=-4 m,故A正确;2 s时位移为4 m,4 s时位移为0,则2~4 s内位移为 0-4 m=-4 m,故B错误;0~6 s内路程为4 m+4 m+4 m=12 m,故C错误;2~6 s内位移先为正值减小,后为负值增大,即质点始终向负方向运动,选项D正确。
方法技巧 运用x-t图像分析物体的位移和运动方向(1)时间轴上两点对应的纵坐标差的绝对值等于在这段时间内位移的大小。(2)图像的纵坐标为正值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相同(或相反);图像的纵坐标为负值,大小始终增加(或减小),则运动方向与正方向相反(或相同)。
对点演练3.(2023广东深圳高一月考)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5 s内,B的位移为10 mB.两物体由同一位置开始运动,物体A比B迟3 s才开始运动C.在前5 s内两物体的位移相同,5 s末A、B相遇D.从3 s末开始,两物体的运动方向相同
解析 5 s末A、B到达同一位置,两者相遇,在前5 s内,A通过的位移为10 m,B通过的位移为5 m,A、C错误;A从原点出发,而B从正方向上距原点5 m处出发,A在B运动3 s后开始运动,B错误;从题图中可知前3 s内,A静止,从第3 s末开始,两物体的位移越来越大,且均为正值,故两物体均沿正方向运动,运动方向相同,D正确。
1.(时间和时刻)下列俗语中所说的时间,理解正确的是( )A.用“做一天和尚撞一天钟”表示做事得过且过,“一天”指时间间隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性,“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就,“一日”指时刻D.用“宁停三分,不抢一秒”进行交通安全教育,“三分”和“一秒”均指时刻
2.(时间和时刻)(2023河南高一月考)下列说法中加点词表示时刻的是( )
解析 0.018 s、一天、4年均表示时间间隔,A、B、C错误;11时01分表示发射的时刻,D正确。
3.(位移和路程)(2023河北石家庄高一月考)一质点沿直线做往复运动,其位置坐标如图所示,O是原点,lOA=lAB=lOC=lCD=1 m,质点从A点出发,运动到B点后再沿x轴负方向运动,下列说法错误的是( )A.质点从B→D的位移是-4 m,路程是4 mB.当质点处于O点位置时,它的坐标是0C.A→B→C的路程是4 m,位移是2 mD.质点到达D位置时,总位移是-3 m
解析 根据位移与路程的定义,可求得质点从B→D的位移是x=xD-xB=-2 m-2 m=-4 m,路程是4 m,故A正确,不符合题意;当质点处于O点位置时,它的坐标是0,故B正确,不符合题意;质点从A→B→C的路程是s=1 m+3 m=4 m,位移是x'=xC-xA=-1 m-1 m=-2 m,故C错误,符合题意;质点到达D位置时,总位移是x″=xD-xA=-2 m-1 m=-3 m,故D正确,不符合题意。
4.(坐标系和位移)如图所示,汽车在5 s时间内,从0时刻开始,每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。以1 s时汽车的位置为原点,以汽车前进方向为正方向建立一维坐标系,则下列说法正确的是( )A.汽车在1 s末的位置坐标为9 mB.汽车在2 s末的位置坐标为7 mC.汽车在第2 s内的位移为16 mD.汽车在3~5 s内的路程为9 m
解析 由题图可知,以1 s时汽车的位置为原点,则汽车在1 s末的位置坐标为0,故A错误;汽车在2 s末的位置坐标为7 m,故B正确;汽车在第2 s内的初、末位置坐标分别为0、7 m,则位移Δx=x2-x1=7 m,故选项C错误;汽车在3~5 s内的路程为(3+1) m=4 m,故D错误。
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