第02講時間位移

學(xué)習(xí)目標

1.知道時刻和時間間隔的X別和聯(lián)系。

2.知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系。

3.知道矢量、標量及其區(qū)別。

4.知道位移和時間的測量方法，并初步理解位移一時間圖像。

|［函基礎(chǔ)知識?）

imiiiiiiiiniiiiiiiiiuiiiiiiNiiiiiiii------------------

一、時刻和時間間隔

1.時刻：表示某一時間點，即瞬間，在時間軸上用點來表示。

2.時間間隔：表示某一時間段，在時間軸上用線段來表示。

3.時刻與時間間隔的聯(lián)系：兩個時刻之間的過程即為時間間隔。

4.時刻和時間間隔的比較

時刻時間間隔

物理是事物運動、發(fā)展、變化所經(jīng)歷的各個狀態(tài)先是事物運動、發(fā)展變化所經(jīng)歷的過程長短的量

意義后順序的標志，是狀態(tài)量度，是過程量；可以簡稱為“時間”

表述

“第1s末”“第4s初”“第4s末”等“第1s內(nèi)”“前2s”“后5s”等

方法

①兩個時刻之間的間隔即為一段時間間隔，即A

聯(lián)系②時間間隔是一系列連續(xù)時刻的積累，能展示物體運動的過程；時刻可以顯示物體運動的一

瞬間

5.時11刻和時間間隔在表示時間的數(shù)軸上的表示

（1）時刻

第2s初第4s初第5s初

第1s初（第1s末）（爾3s末）（南4s末）

01~/234~~r7s

第3s初

（第2s末）

（2）時間間隔

二、位置和位移

1.路程：物體運動軌跡的長度。

2.位移

(1)物理意義：描述物體位置變化的物理量。

(2)定義：從初位置到末位置的有向線段。

(3)大小：初、末位置間有向線段的長度。

(4)方向：由初位置指向末位置.

3.矢量：像位移這樣既有大小又有方向的物理量。

標量：像溫度、路程這種只有大小，沒有方向的物理量。

4.直線運動的位移

研究直線運動時，在物體運動的直線上建立x軸，如圖所示。

初、末

H-AH----M

Ox2.r/m

(D物體的初、末位置：可用位置坐標為、及表示。

(2)物體的位移：Ax=x「X\?

(3)Ax的絕對值表示位移的大小，八x的正、負表示位移的方向，正值表示與x軸的正方

向相同，負值表示與x軸的正方向相反。

5.位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系

位移路程

物理意義表示物體的位置變化表示物體運動軌跡的長度

等于初位置到末位置的距離，與運動軌跡無

區(qū)別大小按運動軌跡計算的實際長度

關(guān)

標矢性有方向，是矢量無方向，是標量

(1)兩者單位相同，在國際單位制中，其單位都是“米”

聯(lián)系

(2)同一運動過程中路程不小于位移大小，在單向直線運動中，位移大小等于路程

三、打點計時器的認識與使用

1.電磁打點計時器與電火花計時器的比較

電磁打點計時器電火花計時器

他「電源

整曾輸負脈沖輸

振片工

出型/出插孔

結(jié)構(gòu)圖示/紙盤

、紙帶

蛻寫紙.限位孔

工作電壓8V交流電源220V交流電源

打點方式振針周期性振動周期性產(chǎn)生電火花

紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，紙帶與紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，摩擦力較

阻力來源

振針的摩擦，摩擦力較大小

打點周期0.02s

記錄信息位置、時刻或位移、時間

2.練習(xí)使用H包磁打點計時器

(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓

在紙帶上面。

(2)把電磁打點計時器的兩個接線柱接到8V的低壓交流電源上。

(3)先接通電源開關(guān)，開始打點再用手水平拉動紙帶，使它在水平方向運動，紙帶上就打

下一系列點，隨后立即關(guān)力電源。

(4)取下紙帶，從能看得清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，如果共有〃個點，那么〃

個點的間隔數(shù)為(〃一1)個,則紙帶的運動時間/=(/?-1)X0.02s。

(5)用刻度尺測量出從開始計數(shù)的點到最后的點間的距離，即位移大小X。

四、M-f圖像的理解與應(yīng)用

l.x-f圖像的物理意義：

x-t圖像反映了物體的位移隨時間的變化關(guān)系，圖像上的某一點表示運動物體在某時刻

所處的位置或相對于規(guī)定位置的位移。

2.又一，圖像的應(yīng)用

由位移一時間圖像可求：

(1)任一時刻所對應(yīng)的位置

(2)任一段時間內(nèi)的位移

(3)發(fā)生一段位移所用的時間

【特別提醒】

(1k-/圖像表示的是物體的位移隨時間變化的規(guī)律，而不是物體運動的軌跡。

(2我一/圖像只能用來描述直線運動，不能描述曲線運動，原因是x軸只有正、負兩個方

向。

(3)若X—/圖線不過原點，表示物體不是從坐標原點或不是從計時起點開始運動的，如圖

所示。

時器是其中的一種，其工蚱電壓是V,電火花計時器靠電火花和墨粉打點，當(dāng)交變

電源的頻率為50Hz時，它每隔秒打一次點。

（2）以下是練習(xí)使用電火花計時器的部分實驗步驟，其中錯誤的操作是.

A.把打點計時器固定在桌子上，把墨粉紙盤套在紙盤軸上，讓紙帶穿過限位孔

B.把打點計時器與8V低壓交變電源相連

C.用手水平拉動紙帶，然后啟動電源

D.關(guān)閉電源，取下紙帶，用刻度尺測量某計數(shù)點與計時起點的距離x。，并算出時間，

【答案】時間位移2200.02BC/CB

【詳解】（1）口][2]打點計時器是記錄做直線運動物體的時間和位移的儀器：

[3][4]電火花計時器是其中的一利I其工作電壓是220V,電火花計時器靠電火花和墨粉打點,

當(dāng)交變電源的頻率為50Hz時，它每隔0.02秒打一次點。

（2）[5]

A.把打點計時器固定在桌子上，把墨粉紙盤套在紙盤軸上，讓紙帶穿過限位孔，A正確，

不滿足題意要求；

B.電火花計時器的工作月壓是220V,B錯誤，滿足題意要求；

C.應(yīng)先接通打點計時器可源，再用手水平拉動紙帶，C錯誤，滿足題意要求；

D.關(guān)閉電源，取下紙帶，用刻度尺測量某計數(shù)點與計時起點的距離并算出時間，，D

正確，不滿足題意要求。故選BC。

考點四：x-t圖像的理解與應(yīng)用

【例4】A、B、C三個物體運動的位移一時間圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）

B.三個物體的運動方向相同

C.三個物體在10s內(nèi)的路程關(guān)系為

D.三個物體在10s內(nèi)的蹲程相等

【答案】A

【詳解】A.由圖像可知，三個物體在10s內(nèi)的位移相等，都為10m,故A正確；

B.位移一時間圖像的斜望表示速度，顯然A的速度先減小后反向增大，B做勻速運引，C

的速度始終增大，故B錯誤；

CD.由圖像可知，A運動到12m的地方又折返到10m處，B、C都是從出發(fā)點以不同的速

度直接到達了10m處，因此可知，三個物體在10s內(nèi)的珞程關(guān)系為4>4=4故CDf音誤。

故選Ao

真題演練

Hlillllllililllllililililillii

1.如圖所示的時間軸，下列關(guān)于時刻和時間間隔的說法中正確的是（）

，0，2/3

J_____I_____I_____I_____I_____I_____I_____>

0123〃-1〃〃s

A.4表示時刻，稱為第2s末或第3s初，也可以稱為2s內(nèi)

B.G?4表示時間，稱為第3s內(nèi)

C.。?J表示時間，稱為最初2s內(nèi)或第2s內(nèi)

D.乙_]?。表示時間，稱為第（，I）s內(nèi)

【答案】B

【詳解】A.時刻和時間間隔分別對應(yīng)于時間軸上的一個點和一段線段。是時刻可表述為

第〃S末或第（"+l）s初；〃S內(nèi)不等「第〃S內(nèi)，”S內(nèi)是指從0至〃S末共“S的時間；第〃S內(nèi)

是指從第（〃-1）S末至第八S末，共1s的時間，故選項A錯誤；

B.由A選項可知，選項B正確；

C.由A選項可知，選項C錯誤；

D.由A選項可知，選項D錯誤。

故選Bo

2.以下計時數(shù)據(jù)指時間間隔的是（）

A.列車員說：“火車8點42分到站”

B.神舟七號飛船升空后在軌運行約68小時后安全返回

C.中央電視臺的新聞聯(lián)播節(jié)目在19時開播

D.2008年5月D日14時28分四川汶川發(fā)生大地震

【答案】B

【詳解】A.列車員說：“火車8點42分到站”，指的是時刻。故A錯誤；

B.神舟七號飛船升空后在軌運行約68小時后安全返回，指的是時間間隔。故B正確：

C.中央電視臺的新聞聯(lián)播節(jié)目在19時開播，指的是時刻。故C錯誤；

D.2008年5月D日D時28分四川汶川發(fā)生大地震,指的是時刻。故D錯誤。

故選Bo

3.如圖所示，從高山地面3m的位置豎直向上拋出一個小球，它上升5m后回落，最后到

達地面。分別以地面落點和拋出點為原點建立一維坐標系，方向均以向上為正，則下列說法

正確的是()

A.小球拋出點的位置坐標相同

B.小球通過的總位移不同

C.上升過程中，小球通過的位移不同

D.小球通過的總位移相同

【答案】D

【詳解】A.分別以地面落點和拋出點為原點時，小球拋出點的位置坐標分別為+3m和0,

故A錯誤；

BD.分別以地面落點和拋出點為原點時，小球通過的總位移分別為(+3m)=-3m和

Ax--3m-0m=-3m故總位移相同，B錯誤,D正確；

C.分別以地面落點和拋巴點為原點時，上升過程中小球通過的位移分別為Ax/=(+8m)?

(+3m)=+5m

和Ax『(+5m)-0=+5m則上升過程中小球通過的位移相同，C錯誤。

故選D。

4.如圖，釣魚島自古就是我國固有的領(lǐng)土，它到溫州的直線距離為356km,某天我國海監(jiān)

船為維護我國對釣魚島的主權(quán)，早上8:0()從溫州出發(fā)去釣魚島巡航，航行了480km,歷時

8時20分到達釣魚島。下列說法中正確的是()

A.8:00是指時刻

B.8時20分是指時間間隔

C.該海監(jiān)船位移大小為48()km,路程為356km

D.確定船在海上的位置時，盡管海監(jiān)船比較大，但仍可以將它看成質(zhì)點

【答案】ABD

【詳解】AB.8:00是一個時間點指時?刻，歷時8時20分是一段時間指時間間隔，故AB正

確；

C.位移是初位置指向末位置的有向線段，路程是軌跡總和，所以海監(jiān)船位移大小為356km,

路程為480km,故C錯誤;

D.船在海上航行，在海上確定的位置時，其大小可以忽略不計，盡管海監(jiān)船比較大，但仍

可以將它看成質(zhì)點，故D正確。故選ABD。

5.小明與方強家在同一條直街上，一天小明以一定的速率去方強家還書，坐了一會兒后，

又以相同的速率沿原路返回，在如圖所示的S—圖線中，可以粗略地表示小明的運動過程的

【答案】C

【詳解】小明與方強家在同一條直街上，小明以一定的速率去方強家還書，則可認為小明做

勻速直線運動，則體現(xiàn)在位移-時間圖像上應(yīng)為傾斜的直線，斜率表示速度；小明在方強家

中坐了一會，這段時間內(nèi)的速度為零，位移為零，體現(xiàn)在圖像上，圖線應(yīng)與時間軸平行；當(dāng)

小明返回時，速度方向相反，則圖線的斜率為負，在小明回到家中后，小明的總位移為零。

故選C。

6.甲、乙兩物體的位移一時間圖線如圖所示，甲的運動圖線為。上乙的運動圖線為明6,

丙的運動圖線為be,則()

A.甲、乙位移相同B.甲、丙位移相同

C.甲、乙路程相同D.乙、丙路程相同

【答案】ACD

【詳解】AC.根據(jù)圖像可知甲乙的初末位置相同，并做單向運動，故位移和路程相同：AC

正確；

BD.丙的起點、終點與甲乙的起點、終點正好相反，也做單向運動，所以丙和甲乙的路程

相同，位移大小相同，但是方向相反，B錯誤，D正確。故選ACD。

7.(1)電磁打點計時器使用的電源是(填“交變8V”或“交變220V")電源，電源

頻率為50Hz時，如果每相鄰的計數(shù)點間還有4個點未標出，則相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔

為So

(2)在“練習(xí)使用打點計時器”的實驗中，某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶，并取其中的48、

C…五個點進行研究，這五個點和刻度尺標度對應(yīng)的位置如圖所示。

012345678910cm

111山1111111山11111111111111IJ11h11111111111111111山1IJ1111山1111111山11111111h1111111山1111

可求出力、C間的距離為cm,C、E間的距離為cnio

【答案】交變8V0.13.156.15

【詳解】(1)[1]電磁打點計時器使用的電源是低壓交流電源，故選交變8V的電源；

⑵打點計時器的打點周期為痣=|=0,02s每相鄰的計數(shù)點間還有4個點未標出，則相鄰兩

個計數(shù)點的時間間隔為丁=57；,=0.1s

(2)[3]由圖可讀出力、C間的距離為力C=3.15cm

[4]由圖可讀出C、E間的距離為CE=6.15cm

8.用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢?/p>

驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理順序，

將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋?/p>

A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓(填

“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上.

B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過,并壓在下面.

C.用刻度尺測量從計時開始點到最后?個點間的距離加.

D.切斷電源，取下紙帶，如果共有6個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間4=.

E.打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點.

實驗步驟的合理順序是.

【答案】交流限位孔復(fù)寫紙0.1sBAEDC

【詳解】口］電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，工作電壓是4?6V.

［2］［3］使用電磁打點計時器時，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙的下面。

［旬當(dāng)電源的頻率為5()HzE寸，電磁打點計時器每隔0.02s打一個點，紙帶上有6個清晰的點,

則這段紙帶記錄的時間為0.1s.

［5］用打點計時器可測紙芍運動的時間和位移，實驗步驟的合理順序為，固定打點計時器，

接上交流電源，安裝紙帶.接通電源，拉動紙帶，斷開電源，取下紙帶，用刻度尺測量紙帶

運動的位移，則正確的順序應(yīng)為BAEDC。

［可過關(guān)檢測］

llllllllillllllllllUIIIIIUIIIBIIIIIIIII-----------------

1.某人駕車從國家體育場到沈陽奧林匹克體育中心。他利用手機地圖的導(dǎo)航功能規(guī)劃路線,

在“距離最短”的方案中顯示的“8小時58分”“724公里”分別指的是()

距離最短備選方案二備選方案三

8小時58分9小時49分9小時47分

724公里798公里808公里

A.時間間隔、位移B.時間間隔、路程

C.時刻、位移D.時刻、路程

【答案】B

【詳解】“8小時58分”的時長為時間間隔，導(dǎo)航距離“724公里”為路程。

故選Bo

2.下列說法中正確的是?)

A.第4s末就是第5s初，指的是時間

B.物體在第5s內(nèi)指的是物體在第4s初到第5s末這1s的時間

C.只有靜止的物體才能被選作參考系

D.位移是矢量，路程是標量

【答案】D

【詳解】A.第4s末就是第5s初，指的是時刻，故A錯誤；

B.物體在第5s內(nèi)指的是物體在第5s初到第5s末這1s的時間，故B錯誤;

C.靜止和運動的物體都能被選作參考系，故C錯誤：

D.位移有大小和方向是欠量，路程只有大小沒有方向是標量，故D正確。

故選Do

3.在秋季運動會中，徑賽項目引人入勝。100m比賽起點在同一直線匕終點也在同一直線

上。400m比賽中終點在同一直線上，但起點不在同一直線上，如圖所示。關(guān)于10（）m和400m

比賽起點與終點設(shè)置，下列說法正確的是（）

A.100m比賽這樣設(shè)置使得比賽同學(xué)通過的路程就是位移

B.100m比賽這樣設(shè)置使得比賽同學(xué)通過的路程大小不等于位移大小

C.400m比賽這樣設(shè)置H的是為了使參加比賽的同學(xué)位移大小相同

D.400m比賽這樣設(shè)置目的是為了使參加比賽的同學(xué)路程大小相同

【答案】D

【詳解】AB.位移是矢量，路程是標量，路程和位移是不同的物理量，不能說路程就是位

移，只能是100m比賽這樣設(shè)置使得比賽同學(xué)通過的路程等于位移大小，AB錯誤；

C.位移是起點到終點的有向線段長，400m比賽中終點在同一直線上，但起點不在同一直

線上，故參加比賽的同學(xué)位移大小不相同，C錯誤；

D.400m比賽這樣設(shè)置H的是為了使參加比賽的同學(xué)路程大小相同，D正確。

故選D。

4.在使用打點計時器的實驗中，關(guān)于計數(shù)點間時間間隔的下列說法中正確的是（）

A.每隔4個點取1個計數(shù)點，則計數(shù)點的時間間隔為0.08s

B.每隔4個點取1個計數(shù)點，則計數(shù)點的時間間隔為0.10s

C.每隔5個點取1個計數(shù)點，則計數(shù)點的時間間隔為0.2s

D.每隔5個點取1個計數(shù)點，則計數(shù)點的時間間隔為0.10s

【答案】B

【詳解】每隔4個點取一個計數(shù)點，則相鄰計數(shù)點間有5個時間間隔，則計數(shù)點的時間間隔

為0.10s,每隔5個點取1個計數(shù)點，則計數(shù)點的時間間隔為0.12s。

故選Bo

5.如圖所示為甲、乙在同一直線上運動時的ST圖像，以甲的出發(fā)點為原點，出發(fā)時間即

為計時的起點，則下列說法中不正確的是（）

B.0?“這段時間內(nèi)，甲、乙位移相同

C.甲開始運動時，乙在甲的前面so處

D.甲在途中停止了一段時間，而乙沒有停止

【答案】B

【詳解】A.由圖像知甲、乙的計時起點都是零，所以是同時出發(fā)的，故A不符合題意；

CD.乙開始運動時離坐標原點so,甲從坐標原點開始運動，所以甲開始運動時，乙在甲的

前面5。處，從。到這段時間內(nèi)甲的位移沒有變化，表示甲在途中停止了一段時間，而乙

一直在運動，故CD不符合題意；

B.圖上縱坐標表示的位移是以坐標原點為起點的，而某段時間內(nèi)的位移是以這段時間的起、

始時刻所在位置為起點的，0?“這段時間內(nèi)末位置相同，但起始位置不同，所以位移不同，

故B符合題意。

故選Bo

6.如圖所示是物體沿直線運動的位移一時間圖像，則在()?4s內(nèi)物體通過的路程為()

【答案】C

【詳解】由題圖可知，物體在x軸上運動，物體的位移等于末位置與初位置坐標之差，即

^X=X2~Xl

物體在前2s內(nèi)的位移是4m,后2s內(nèi)的位移是-6m,所以在。?4s內(nèi)物體通過的路程s=10

nio

故選Co

7.天舟一號貨運飛船已在文昌航天發(fā)射中心由長征七號遙二運載火箭成功發(fā)射升空，并成

功完成與天宮二號空間實驗室交會對接、首次推進劑在軌補加試驗，天舟一號貨運飛船與天

宮二號分離后獨立飛行了3個月。則下列說法正確的是（）

A.“3個月”表示時間間隔

B.天舟一號繞地球飛行一圈，它的位移和路程都是零

C.天舟一號與天宮二號對接過程，可以把天舟一號看作質(zhì)點

D.天舟一號繞地球飛行一圈過程中的最大位移小于最大路程

【答案】AD

【詳解】A.“3個月”表示飛船運行的時間，即時間間隔，A正確；

B.天舟一號繞地球飛行一圈，回到初始位置，它的位移為零，路程是其軌跡圓的長，路程

不為零，B錯誤；

C.天舟一號與天宮二號對接過程，需調(diào)整天舟一號的姿態(tài)，不能看作質(zhì)點，C錯誤；

D.天舟一號繞地球飛行一圈過程中的最大位移等于軌跡圓的直徑，最大路程等于軌跡圓的

周長，即最大位移小于最大路程，D正確。故選AD。

8.小