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人教版 (新课标)必修12 时间和位移导学案及答案
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这是一份人教版 (新课标)必修12 时间和位移导学案及答案，共9页。
知识点梳理
知识点一 时刻和时间间隔
1．时刻：时刻是指某一 ，对应于物体所处的状态．在时间轴上，时刻用一个____表示，无长短意义．
2．时间间隔：两个时刻之间的时间长短是时间间隔，对应于物体所经历的某段过程．在时间轴上，时间间隔用__ __来表示．
3．时刻和时间间隔既有联系又有区别，我们平时说的“时间”有时指 ，有时指 .
思考
如图所示为某校作息时间表的一部分，上午第一节8：00上课，8：45下课，一节课45 min，这里面的数值表示时刻还是时间间隔？
提示：这里的“8：00”“8：45”是这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45 min，则是两个时刻之间的时间间隔．
知识点二 位置和位移
1．坐标系：为了定量描述物体的位置，需要在参考系上建立坐标系．坐标系根据需要可分为 和 ．
2．路程与位移
(1)路程是物体运动轨迹的__ __，它是__ __量，只有__ __，没有__ __．
(2)位移是用来表示物体的__ __的物理量，可以用由__ __到__ __的有向线段来表示，有向线段的长度表示位移的 ，有向线段的方向表示位移的 ．位移是____量，既有 又有 ．
3．直线运动的位移：物体做直线运动时，若物体在t1时刻处于位置x1，在t2时刻处于位置x2，则我们就用Δx来表示物体的位移，记为Δx＝ ，正值表示位移指向x轴 ，负值表示位移指向x轴__ __．
4．位移—时间图像：在直角坐标系中，选__ __为横轴，__ __为纵轴，其上的图线就是位置—时间图像，若将物体的 作为坐标原点，则 与 相等，图像即成为位移—时间图像，可直观地看出不同时间内的位移．
思考
足球教练每场比赛统计球员的跑动距离是指路程还是位移？某球员对方禁区外30 m直接任意球破门时，30 m是指足球运动的路程还是位移？
提示：运动员跑动距离是实际运动轨迹的长度，是指路程；球员踢直接任意球时，足球的轨迹一般都是曲线，30 m指的是罚球点到对方球门的距离，表示足球的位移．
知识点三 位移和时间的测量
1．实验室中常用 来记录时间和位移．
2．电磁打点计时器：构造如图所示，它是一种使用 的计时仪器，工作电压为 ，能按相同的时间间隔在纸带上连续打点．当电源频率为50 Hz时，它每隔____打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为 。另外，纸带上各点之间的距离表示对应时间间隔内物体的__ __大小．
3．电火花计时器：构造如图所示，计时原理与电磁打点计时器相同，不过使用 的交流电源，且在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是__ __和__ __．
思考
从减小实验误差的角度看，电磁打点计时器和电火花计时器选用哪种更好呢？
提示：电磁打点计时器是靠机械压力通过复写纸在纸带上打点的，振针与纸带间的摩擦力较大；电火花计时器是火花放电灼烧墨粉在纸带上形成点迹的，摩擦力较小，故实验中我们一般都是选用电火花计时器．
互动探究
核心要点1 时刻和时间间隔
要点归纳
1．时刻和时间间隔的比较
2.时刻和时间间隔在时间轴上的表示
(1)时刻(如图所示)
(2)时间间隔(如图所示)
试题案例
[例1] (多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是( ACD )
A．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻
B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻
解析 画出时间轴，如图所示
从坐标轴上分析，选项A、C、D正确．
核心要点2 位置、位移和路程
观察探究
中考结束后，小明准备从天津去上海参观复旦大学、上海交通大学等名校．他有三种方式可供选择：乘轮船、坐高铁和乘飞机．
(1)三种出行方式的路程是否相同？位移是否相同？
(2)位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？
解析 (1)路程不相同 位移相同 (2)不相等 在单向的直线运动中位移的大小等于路程
探究归纳
位移和路程的区别与联系
试题案例
[例2] 如图所示，一辆汽车在马路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20 m处；过了2 s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处．如果把这条马路抽象为一条坐标轴x.十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向．
(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内.
(2)求前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少，这5 s内汽车的位移是多少．
答案 (1)－20 m 0 30 m
(2)20 m，方向向右 30 m，方向向右 50 m，方向向右
[针对训练2] (多选)如图所示，一个物体从A运动到C，位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m，从C运动到B，位移Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法正确的是( BD )
A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数
B．A到C的位移大于C到B的位移，因为正负号表示位移的方向，不表示大小
C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D．物体由A到B的位移为Δx＝Δx1＋Δx2
解析 位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较绝对值，不需要带正负号，选项A、C错误，选项B正确；因为Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的位移为Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，选项D正确．
[针对训练3] 如图所示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( A )
A．甲的位移最大 B．乙的位移最大
C．丙的位移最大 D．乙、丙的路程相等
解析 由题意可知，400 m、800 m赛跑的比赛中，起点和终点相同，所以在400 m、800 m赛跑的比赛中位移的大小是零，而在100 m赛跑的比赛中，位移的大小是100 m．所以甲的位移最大，乙和丙的位移是零，所以选项A正确，选项B、C错误；路程是指物体运动轨迹的长度，所以路程最大的是丙，所以选项D错误．
核心要点3 打点计时器
要点归纳
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，使它在水平方向上运动，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之间的距离，即位移x.
试题案例
[例3] (1)电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，它的工作电压为________，当电源频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面．
(2)打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时________s，位移为________m.
解析 (1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源，当交流电频率为50 Hz时，计时器一秒钟打50个点，因此每两个点之间的时间间隔是0.02 s．为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写纸下面．
(2)由电源的频率是50 Hz可知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s，则A、B间用时tAB＝2T＝0.04 s．位移xAB＝(1.20＋1.60) × 10－2 m＝0.028 0 m.
答案 (1)交流 8 V 0.02 限位孔 上
(2)0.04 0.028 0
[针对训练4] (多选)下列关于电磁打点计时器和电火花计时器的说法正确的是( AB )
A．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘
解析 电磁打点计时器使用8 V的交流电，电火花计时器使用220 V的交流电，A正确；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B正确；电火花计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘，C错误；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D错误．
核心要点4 对xt图像的认识
观察探究
做直线运动的物体在某段时间内的位移—时间图像如图所示．试分析物体在0～6 s内的运动情况．
解析 0～2 s内物体的位移随时间均匀增加，物体做匀速直线运动；2～4 s内物体的位移没有变化，物体静止；4～6 s内物体的位移先随时间均匀减小，后反向均匀增加，所以物体反向做匀速直线运动．
探究归纳
1．xt图像的物理意义：xt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．xt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)任一时间内的位移；
(3)发生一段位移所用的时间．
试题案例
[例4] (多选)如图是甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移—时间图像，由图像可知( BCD )
A．乙开始运动时，两物体相距20 m
B．在0～10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大
C．在10～25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐减小
D．两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇
解析 乙在t＝10 s时开始运动，此时甲的位移大于20 m，故A错误；在0～10 s这段时间内乙静止，而甲向正方向运动，两物体间的距离逐渐增大，故B正确；在10～25 s这段时间内，甲在前，乙在后．并且两物体间的距离逐渐减小，10 s末两物体间的距离最大，25 s末两物体的位置相同，即相遇，故C、D正确．
[针对训练5] (多选)某物体的位移—时间图像如图所示，则下列叙述正确的是( BCD )
A．物体运动的轨迹是抛物线
B．物体运动的时间为8 s
C．物体运动所能达到的最大位移为80 m
D．物体做往返运动
解析 x t图像描述的是做直线运动的物体的位移随时间的变化关系，虽然图像是抛物线，但运动轨迹是直线，A错误；从题目图像可以看出，图像描述的是物体在0～8 s内的位移随时间的变化情况，所以运动时间为8 s，最大位移为80 m，B、C正确；物体先远离出发点，后回到出发点，故物体做往返运动，D正确．
1．(对时间与时刻的理解)(多选)关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是( AD )
A．2018年1月9日11时24分，我国在太原卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭将“高景一号”03、04星成功送入预定轨道，这里指的是时刻
B．高速摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片，曝光时间为10－6s，这里指的是时刻
C．中央电视台每晚新闻联播开始的时间是19时，这里指的是时间间隔
D．物体在第4 s内指的是物体在第3 s末到第4 s末这段时间间隔
解析 2018年1月9日11时24分指时刻，选项A正确；10－6s虽然很短，但指的是时间间隔，选项B错误；新闻联播开始于19时，指的是时刻，选项C错误；画时间轴可以看出物体在第4 s内指的是物体从第3 s末到第4 s末这段时间间隔，选项D正确．
2．(对路程、位移、时间的理解)“翼龙Ⅱ”无人机是中国自主研制的一款先进的无人机，如图所示是正在飞行的无人机．该无人机在某次测试中往返飞行了850 km，用时72 min，这两个数据分别指( B )
A．位移、时间 B．路程、时间
C．位移、时刻 D．路程、时刻
解析 850 km指路程，72 min指的是时间间隔，有时称为时间，选项B正确．
3．(对位置和位移的理解)(多选)一物体做直线运动，在如图所示的位移坐标轴上，O、x1、x2、…、xn－1、xn分别为物体在开始和第1 s末、第2 s末、…、第(n－1) s末、第n s末的位置，则下列说法中正确的是( BD )
A．Ox1为第2 s内的位移，方向由O指向x1
B．Oxn－1为(n－1) s内的位移，方向由O指向xn－1
C．x2xn为前2n s内的位移，方向由x2指向xn
D．xn－1xn为第n s内的位移，方向由xn－1指向xn
解析 题中O、x1、x2、…、xn－1、xn分别为不同位置，分别与各个时刻对应．而题中选项所列位移均与时间对应，故Ox1为第1 s内的位移，Oxn－1为(n－1) s内的位移，x2xn为后(n－2) s内的位移，xn－1xn为第n s内的位移，位移的方向均沿x轴正方向，故A、C错误，B、D正确．
4．(练习使用打点计时器)某同学在“用打点计时器测时间和位移”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s．(本题计算结果保留三位有效数字)
(1)在实验中，使用打点计时器的操作步骤是应先________再________．(均填“释放小车”或“接通电源”)
(2)每两个计数点间还有________个点没有标出．物体从A到G的位移是________m.
答案 (1)接通电源 释放小车 (2)4 0.336
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
1.知道时刻与时间间隔的区别和联系，能在具体情况下识别时刻和时间间隔．
2．理解位置、位移和路程的概念，知道位移是矢量．
1.能用一维坐标系描述直线运动的位置和位移．
2．能用位移—时间图像描述物体在不同时间内的位移．
认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移.
预备
7：50
第一节
8：00－8：45
第二节
8：55－9：40
课间操
9：40－10：10
第三节
10：10－10：55
第四节
11：05－11：50
时刻
时间间隔
区别
在时间轴上用点表示，时刻与物体的位置相对应，表示某一瞬时
在时间轴上用线段表示，时间间隔与物体的位移相对应，表示某一段时间
联系
两个时刻的间隔即为时间间隔，即Δt＝t2－t1
物理量
比较项目
位移
路程
区别
物理意义
描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段
描述质点实际运动轨迹的长度
矢标性
是矢量，有大小和方向
是标量，只有大小，没有方向
制约因素
由质点的初、末位置决定，与质点的运动轨迹无关
与运动路径有关
联系
(1)都是描述质点运动的空间特征；(2)都是过程量；(3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程
观测时刻
t＝0时
过2 s
再过3 s
位置坐标
x1＝________
x2＝________
x3＝________
电火花计时器
电磁打点计时器
结构图示
工作电压
220 V交流电源
8 V交流电源
打点方式
周期性产生电火花
振针周期性上下振动
阻力来源
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小
纸带与限位孔、复写纸、振针的摩擦，摩擦力较大
打点周期
0.02 s
0.02 s
记录信息
位置、时刻或位移、时间
知识点梳理
知识点一 时刻和时间间隔
1．时刻：时刻是指某一 ，对应于物体所处的状态．在时间轴上，时刻用一个____表示，无长短意义．
2．时间间隔：两个时刻之间的时间长短是时间间隔，对应于物体所经历的某段过程．在时间轴上，时间间隔用__ __来表示．
3．时刻和时间间隔既有联系又有区别，我们平时说的“时间”有时指 ，有时指 .
思考
如图所示为某校作息时间表的一部分，上午第一节8：00上课，8：45下课，一节课45 min，这里面的数值表示时刻还是时间间隔？
提示：这里的“8：00”“8：45”是这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45 min，则是两个时刻之间的时间间隔．
知识点二 位置和位移
1．坐标系：为了定量描述物体的位置，需要在参考系上建立坐标系．坐标系根据需要可分为 和 ．
2．路程与位移
(1)路程是物体运动轨迹的__ __，它是__ __量，只有__ __，没有__ __．
(2)位移是用来表示物体的__ __的物理量，可以用由__ __到__ __的有向线段来表示，有向线段的长度表示位移的 ，有向线段的方向表示位移的 ．位移是____量，既有 又有 ．
3．直线运动的位移：物体做直线运动时，若物体在t1时刻处于位置x1，在t2时刻处于位置x2，则我们就用Δx来表示物体的位移，记为Δx＝ ，正值表示位移指向x轴 ，负值表示位移指向x轴__ __．
4．位移—时间图像：在直角坐标系中，选__ __为横轴，__ __为纵轴，其上的图线就是位置—时间图像，若将物体的 作为坐标原点，则 与 相等，图像即成为位移—时间图像，可直观地看出不同时间内的位移．
思考
足球教练每场比赛统计球员的跑动距离是指路程还是位移？某球员对方禁区外30 m直接任意球破门时，30 m是指足球运动的路程还是位移？
提示：运动员跑动距离是实际运动轨迹的长度，是指路程；球员踢直接任意球时，足球的轨迹一般都是曲线，30 m指的是罚球点到对方球门的距离，表示足球的位移．
知识点三 位移和时间的测量
1．实验室中常用 来记录时间和位移．
2．电磁打点计时器：构造如图所示，它是一种使用 的计时仪器，工作电压为 ，能按相同的时间间隔在纸带上连续打点．当电源频率为50 Hz时，它每隔____打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为 。另外，纸带上各点之间的距离表示对应时间间隔内物体的__ __大小．
3．电火花计时器：构造如图所示，计时原理与电磁打点计时器相同，不过使用 的交流电源，且在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是__ __和__ __．
思考
从减小实验误差的角度看，电磁打点计时器和电火花计时器选用哪种更好呢？
提示：电磁打点计时器是靠机械压力通过复写纸在纸带上打点的，振针与纸带间的摩擦力较大；电火花计时器是火花放电灼烧墨粉在纸带上形成点迹的，摩擦力较小，故实验中我们一般都是选用电火花计时器．
互动探究
核心要点1 时刻和时间间隔
要点归纳
1．时刻和时间间隔的比较
2.时刻和时间间隔在时间轴上的表示
(1)时刻(如图所示)
(2)时间间隔(如图所示)
试题案例
[例1] (多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是( ACD )
A．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻
B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻
解析 画出时间轴，如图所示
从坐标轴上分析，选项A、C、D正确．
核心要点2 位置、位移和路程
观察探究
中考结束后，小明准备从天津去上海参观复旦大学、上海交通大学等名校．他有三种方式可供选择：乘轮船、坐高铁和乘飞机．
(1)三种出行方式的路程是否相同？位移是否相同？
(2)位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？
解析 (1)路程不相同 位移相同 (2)不相等 在单向的直线运动中位移的大小等于路程
探究归纳
位移和路程的区别与联系
试题案例
[例2] 如图所示，一辆汽车在马路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20 m处；过了2 s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处．如果把这条马路抽象为一条坐标轴x.十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向．
(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内.
(2)求前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少，这5 s内汽车的位移是多少．
答案 (1)－20 m 0 30 m
(2)20 m，方向向右 30 m，方向向右 50 m，方向向右
[针对训练2] (多选)如图所示，一个物体从A运动到C，位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m，从C运动到B，位移Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法正确的是( BD )
A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数
B．A到C的位移大于C到B的位移，因为正负号表示位移的方向，不表示大小
C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D．物体由A到B的位移为Δx＝Δx1＋Δx2
解析 位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较绝对值，不需要带正负号，选项A、C错误，选项B正确；因为Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的位移为Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，选项D正确．
[针对训练3] 如图所示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( A )
A．甲的位移最大 B．乙的位移最大
C．丙的位移最大 D．乙、丙的路程相等
解析 由题意可知，400 m、800 m赛跑的比赛中，起点和终点相同，所以在400 m、800 m赛跑的比赛中位移的大小是零，而在100 m赛跑的比赛中，位移的大小是100 m．所以甲的位移最大，乙和丙的位移是零，所以选项A正确，选项B、C错误；路程是指物体运动轨迹的长度，所以路程最大的是丙，所以选项D错误．
核心要点3 打点计时器
要点归纳
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，使它在水平方向上运动，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之间的距离，即位移x.
试题案例
[例3] (1)电磁打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，它的工作电压为________，当电源频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面．
(2)打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时________s，位移为________m.
解析 (1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源，当交流电频率为50 Hz时，计时器一秒钟打50个点，因此每两个点之间的时间间隔是0.02 s．为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写纸下面．
(2)由电源的频率是50 Hz可知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s，则A、B间用时tAB＝2T＝0.04 s．位移xAB＝(1.20＋1.60) × 10－2 m＝0.028 0 m.
答案 (1)交流 8 V 0.02 限位孔 上
(2)0.04 0.028 0
[针对训练4] (多选)下列关于电磁打点计时器和电火花计时器的说法正确的是( AB )
A．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘
解析 电磁打点计时器使用8 V的交流电，电火花计时器使用220 V的交流电，A正确；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B正确；电火花计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘，C错误；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D错误．
核心要点4 对xt图像的认识
观察探究
做直线运动的物体在某段时间内的位移—时间图像如图所示．试分析物体在0～6 s内的运动情况．
解析 0～2 s内物体的位移随时间均匀增加，物体做匀速直线运动；2～4 s内物体的位移没有变化，物体静止；4～6 s内物体的位移先随时间均匀减小，后反向均匀增加，所以物体反向做匀速直线运动．
探究归纳
1．xt图像的物理意义：xt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．xt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)任一时间内的位移；
(3)发生一段位移所用的时间．
试题案例
[例4] (多选)如图是甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移—时间图像，由图像可知( BCD )
A．乙开始运动时，两物体相距20 m
B．在0～10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大
C．在10～25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐减小
D．两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇
解析 乙在t＝10 s时开始运动，此时甲的位移大于20 m，故A错误；在0～10 s这段时间内乙静止，而甲向正方向运动，两物体间的距离逐渐增大，故B正确；在10～25 s这段时间内，甲在前，乙在后．并且两物体间的距离逐渐减小，10 s末两物体间的距离最大，25 s末两物体的位置相同，即相遇，故C、D正确．
[针对训练5] (多选)某物体的位移—时间图像如图所示，则下列叙述正确的是( BCD )
A．物体运动的轨迹是抛物线
B．物体运动的时间为8 s
C．物体运动所能达到的最大位移为80 m
D．物体做往返运动
解析 x t图像描述的是做直线运动的物体的位移随时间的变化关系，虽然图像是抛物线，但运动轨迹是直线，A错误；从题目图像可以看出，图像描述的是物体在0～8 s内的位移随时间的变化情况，所以运动时间为8 s，最大位移为80 m，B、C正确；物体先远离出发点，后回到出发点，故物体做往返运动，D正确．
1．(对时间与时刻的理解)(多选)关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是( AD )
A．2018年1月9日11时24分，我国在太原卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭将“高景一号”03、04星成功送入预定轨道，这里指的是时刻
B．高速摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片，曝光时间为10－6s，这里指的是时刻
C．中央电视台每晚新闻联播开始的时间是19时，这里指的是时间间隔
D．物体在第4 s内指的是物体在第3 s末到第4 s末这段时间间隔
解析 2018年1月9日11时24分指时刻，选项A正确；10－6s虽然很短，但指的是时间间隔，选项B错误；新闻联播开始于19时，指的是时刻，选项C错误；画时间轴可以看出物体在第4 s内指的是物体从第3 s末到第4 s末这段时间间隔，选项D正确．
2．(对路程、位移、时间的理解)“翼龙Ⅱ”无人机是中国自主研制的一款先进的无人机，如图所示是正在飞行的无人机．该无人机在某次测试中往返飞行了850 km，用时72 min，这两个数据分别指( B )
A．位移、时间 B．路程、时间
C．位移、时刻 D．路程、时刻
解析 850 km指路程，72 min指的是时间间隔，有时称为时间，选项B正确．
3．(对位置和位移的理解)(多选)一物体做直线运动，在如图所示的位移坐标轴上，O、x1、x2、…、xn－1、xn分别为物体在开始和第1 s末、第2 s末、…、第(n－1) s末、第n s末的位置，则下列说法中正确的是( BD )
A．Ox1为第2 s内的位移，方向由O指向x1
B．Oxn－1为(n－1) s内的位移，方向由O指向xn－1
C．x2xn为前2n s内的位移，方向由x2指向xn
D．xn－1xn为第n s内的位移，方向由xn－1指向xn
解析 题中O、x1、x2、…、xn－1、xn分别为不同位置，分别与各个时刻对应．而题中选项所列位移均与时间对应，故Ox1为第1 s内的位移，Oxn－1为(n－1) s内的位移，x2xn为后(n－2) s内的位移，xn－1xn为第n s内的位移，位移的方向均沿x轴正方向，故A、C错误，B、D正确．
4．(练习使用打点计时器)某同学在“用打点计时器测时间和位移”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s．(本题计算结果保留三位有效数字)
(1)在实验中，使用打点计时器的操作步骤是应先________再________．(均填“释放小车”或“接通电源”)
(2)每两个计数点间还有________个点没有标出．物体从A到G的位移是________m.
答案 (1)接通电源 释放小车 (2)4 0.336
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
1.知道时刻与时间间隔的区别和联系，能在具体情况下识别时刻和时间间隔．
2．理解位置、位移和路程的概念，知道位移是矢量．
1.能用一维坐标系描述直线运动的位置和位移．
2．能用位移—时间图像描述物体在不同时间内的位移．
认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移.
预备
7：50
第一节
8：00－8：45
第二节
8：55－9：40
课间操
9：40－10：10
第三节
10：10－10：55
第四节
11：05－11：50
时刻
时间间隔
区别
在时间轴上用点表示，时刻与物体的位置相对应，表示某一瞬时
在时间轴上用线段表示，时间间隔与物体的位移相对应，表示某一段时间
联系
两个时刻的间隔即为时间间隔，即Δt＝t2－t1
物理量
比较项目
位移
路程
区别
物理意义
描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段
描述质点实际运动轨迹的长度
矢标性
是矢量，有大小和方向
是标量，只有大小，没有方向
制约因素
由质点的初、末位置决定，与质点的运动轨迹无关
与运动路径有关
联系
(1)都是描述质点运动的空间特征；(2)都是过程量；(3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程
观测时刻
t＝0时
过2 s
再过3 s
位置坐标
x1＝________
x2＝________
x3＝________
电火花计时器
电磁打点计时器
结构图示
工作电压
220 V交流电源
8 V交流电源
打点方式
周期性产生电火花
振针周期性上下振动
阻力来源
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小
纸带与限位孔、复写纸、振针的摩擦，摩擦力较大
打点周期
0.02 s
0.02 s
记录信息
位置、时刻或位移、时间
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