第2講 時(shí)間 位移（原卷版）

第2講時(shí)間位移一、時(shí)間的測(cè)量1.時(shí)間的單位：在國(guó)際單位制中，時(shí)間的主單位是秒（s）。在日常生活中，還常用到：年（y）、天（d）、時(shí)（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。換算關(guān)系是：1h＝60min；1min＝60s；1s＝103ms；1ms＝103μs2.測(cè)量工具古代：日晷、沙漏、滴漏、脈搏等；現(xiàn)代：機(jī)械鐘表、石英鐘、電子表等、測(cè)量時(shí)間間隔常用停表。二、長(zhǎng)度的測(cè)量1.長(zhǎng)度測(cè)量的工具長(zhǎng)度的測(cè)量是物理學(xué)最基本的測(cè)量，是很多物理量測(cè)量的基礎(chǔ)。長(zhǎng)度測(cè)量的常用的工具是刻度尺。（1）常用工具：刻度尺，包括各種直尺、卷尺、米尺，通常在日常生活生產(chǎn)中使用。（2）精密測(cè)量工具：游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器等，通常在機(jī)械加工進(jìn)行的精密測(cè)量時(shí)使用。2．認(rèn)識(shí)刻度尺使用任何一種測(cè)量工具都要了解它的測(cè)量范圍，也就是量程，和刻度尺上相鄰兩刻度線的距離，也就是分度值，它決定了測(cè)量的準(zhǔn)確程度。對(duì)照下圖寫(xiě)出刻度尺和三角尺的量程和分度值：刻度尺的量程是0-8cm，分度值是1mm。3．刻度尺的使用規(guī)則“選”：根據(jù)測(cè)量要求選擇適當(dāng)?shù)目潭瘸摺！坝^”：使用刻度尺前要觀察它的零刻線是否磨損、量程、分度值?！胺拧庇每潭瘸邷y(cè)長(zhǎng)度時(shí)，零刻度線要對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物體的一端，有刻度線的一邊要緊靠被測(cè)物體且與被測(cè)邊保持平行(即“緊貼物體且不歪斜”)?！翱础保鹤x數(shù)時(shí)視線要正對(duì)著刻度線(與尺面垂直)?！白x”：在精確測(cè)量時(shí)，要估讀到分度值的下一位(要估讀且只能估讀一位)?！坝洝保簻y(cè)量結(jié)果由數(shù)字和單位組成。(也可表達(dá)為：測(cè)量結(jié)果由準(zhǔn)確值﹑估讀值和單位組成)。三、用s-t圖象來(lái)表示物體勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示路程，就得到了路程—時(shí)間(s-t)圖象。勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線；說(shuō)明做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的路程與時(shí)間成正比。時(shí)刻和時(shí)間間隔【初高中變化】初中物理中只是注重了對(duì)時(shí)間的測(cè)量和記錄，但是對(duì)于時(shí)間和時(shí)刻兩個(gè)概念并沒(méi)有做出嚴(yán)格的區(qū)分，甚至在有些情況下二者在稱(chēng)謂上混為一談，但是高中物理中把這兩個(gè)概念做了嚴(yán)格的區(qū)分，并且在表述的方式上更加的具體完善。至于二者之間如何不同，請(qǐng)看下面的內(nèi)容。1.時(shí)刻：表示某一時(shí)間點(diǎn)，即瞬間，在時(shí)間軸上用點(diǎn)來(lái)表示。2.時(shí)間間隔：表示某一時(shí)間段，在時(shí)間軸上用線段來(lái)表示。3.時(shí)刻與時(shí)間間隔的聯(lián)系：兩個(gè)時(shí)刻之間的過(guò)程即為時(shí)間間隔。4.時(shí)刻和時(shí)間間隔在表示時(shí)間的數(shù)軸上的表示(1)時(shí)刻(2)時(shí)間間隔【例1】在下列敘述中，表示時(shí)刻的是（）A．王麗看這本書(shū)用了2小時(shí)B．我們打算去看10點(diǎn)鐘的電影C．小王的課題最快要2天才能完成D．小張請(qǐng)假了，11：10之前不會(huì)來(lái)上課二、位置和位移【初高中變化】初中物理中對(duì)路程的概念有所涉及，主要指的是物體通過(guò)的距離大小，但是對(duì)位移的概念自始至終就沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，至于二者之間的區(qū)別與聯(lián)系也就無(wú)從談及，高中物理對(duì)于這兩個(gè)概念從大小、方向做出明確的解釋說(shuō)明。1.路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)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?。撼?、末位置間有向線段的長(zhǎng)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(biāo)量：像溫度、路程這種只有大小，沒(méi)有方向的物理量。4.直線運(yùn)動(dòng)的位移研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸，如圖所示。(1)物體的初、末位置：可用位置坐標(biāo)x1、x2表示。(2)物體的位移：Δx＝x2－x1。(3)Δx的絕對(duì)值表示位移的大小，Δx的正、負(fù)表示位移的方向，正值表示與x軸的正方向相同，負(fù)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)系位移路程區(qū)別物理意義表示物體的位置變化表示物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度大小等于初位置到末位置的距離，與運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)關(guān)按運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算的實(shí)際長(zhǎng)度標(biāo)矢性有方向，是矢量無(wú)方向，是標(biāo)量聯(lián)系(1)兩者單位相同，在國(guó)際單位制中，其單位都是“米”(2)同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中路程不小于位移大小，在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移大小等于路程【例2】如圖所示，某質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r的半圓弧由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，則它通過(guò)的位移和路程分別是（）A．2r，方向向東πr B．r，方向向東πrC．2r，方向向東2r D．00打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的認(rèn)識(shí)與使用【初高中變化】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器這種儀器在初中物理中就沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)它的使用說(shuō)明，高中物理中這種儀器用的非常廣泛，當(dāng)然這樣儀器應(yīng)用時(shí)不可避免的要用到初中物理中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)程的長(zhǎng)度測(cè)量的知識(shí)，但是時(shí)間的測(cè)量就不需要其他儀器了，他本身就可以計(jì)時(shí)。因此可以看出，雖然是一種新儀器，但是還需要我們初中學(xué)習(xí)到的基礎(chǔ)知識(shí)。1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電火花計(jì)時(shí)器的比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)圖示工作電壓8V交流電源220V交流電源打點(diǎn)方式振針周期性振動(dòng)周期性產(chǎn)生電火花阻力來(lái)源紙帶與限位孔、復(fù)寫(xiě)紙的摩擦，紙帶與振針的摩擦，摩擦力較大紙帶與限位孔、墨粉紙盤(pán)的摩擦，摩擦力較小打點(diǎn)周期0.02s記錄信息位置、時(shí)刻或位移、時(shí)間2.練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到8V的低壓交流電源上。(3)先接通電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)始打點(diǎn)再用手水平拉動(dòng)紙帶，使它在水平方向運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為(n－1)個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝(n－1)×0.02s。(5)用刻度尺測(cè)量出從開(kāi)始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離，即位移大小x?！纠?】關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法中正確的是（）A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一般使用4~6V的直流電源B．安放紙帶時(shí)，應(yīng)把紙帶放在復(fù)寫(xiě)紙的上面C．開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)先放開(kāi)小車(chē)，讓其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，再接通電源x－t圖像的理解與應(yīng)用【初高中變化】初中物理中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示路程，用路程—時(shí)間(s-t)圖象描述勻速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，但是在高中物理中我們將更多學(xué)習(xí)位移時(shí)間（x-t）圖像，二者的區(qū)別在于位移時(shí)間圖像不僅可以表示出物體的位置變化，同時(shí)它可以描述出物體某段時(shí)間內(nèi)的位移大小和方向。1.x－t圖像的物理意義：x－t圖像反映了物體的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系，圖像上的某一點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)物體在某時(shí)刻所處的位置或相對(duì)于規(guī)定位置的位移。2.x－t圖像的應(yīng)用由位移—時(shí)間圖像可求：(1)任一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的位置；(2)任一段時(shí)間內(nèi)的位移；(3)發(fā)生一段位移所用的時(shí)間溫馨提示：(1)x－t圖像表示的是物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，而不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。(2)x－t圖像只能用來(lái)描述直線運(yùn)動(dòng)，不能描述曲線運(yùn)動(dòng)，原因是x軸只有正、負(fù)兩個(gè)方向。(3)若x－t圖線不過(guò)原點(diǎn)，表示物體不是從坐標(biāo)原點(diǎn)或不是從計(jì)時(shí)起點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的，如圖所示?！纠?】一物體運(yùn)動(dòng)的x--t圖像如圖所示，則該物體在6s內(nèi)的路程是（）A．0B．2mC．4m D．12m1．關(guān)于時(shí)間與時(shí)刻，下列說(shuō)法正確的是（）A．時(shí)間很長(zhǎng)，時(shí)刻很短B．第2s內(nèi)和2s都是指一段時(shí)間間隔C．時(shí)光不能倒流，因此時(shí)間是矢量D．“北京時(shí)間12點(diǎn)整”其實(shí)指的是時(shí)刻2．2021年9月17日8：00整，第十四屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)鐵人三項(xiàng)比賽在陜西省漢中市正式開(kāi)賽。選手們依次進(jìn)行了1.5km游泳、40km自行車(chē)和10km跑步三項(xiàng)不間斷比賽，李明旭以01:52:24的成績(jī)攬獲男子個(gè)人冠軍。下列說(shuō)法正確的是（）A．40km是指位移B．8:00整是指時(shí)間C．01:52:24的成績(jī)是指時(shí)刻D．研究李明旭10km跑步的時(shí)間時(shí)，可以將李明旭看作質(zhì)點(diǎn)3．校運(yùn)會(huì)400m比賽中，終點(diǎn)在同一直線上，但起點(diǎn)不在同一直線上（如圖所示）。關(guān)于這樣的做法，下列說(shuō)法正確的是（

）A．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)位移大小相同B．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)運(yùn)動(dòng)路程相同C．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)所用時(shí)間相同D．這樣做其實(shí)是不公平的，明顯對(duì)外側(cè)跑道的同學(xué)有利4．麗水高鐵開(kāi)通后，從鐵路售票網(wǎng)查詢(xún)到次列車(chē)的信息如圖所示，用電子地圖測(cè)距工具測(cè)得麗水站到杭州東站的直線距離約為，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖中：表示時(shí)間間隔B．火車(chē)從麗水站運(yùn)行到杭州東站，再返回麗水站，往返位移大小相同C．表示麗水站到杭州東站的路程D．火車(chē)很長(zhǎng)，測(cè)定火車(chē)從麗水站到杭州東站運(yùn)行時(shí)間，不能將火車(chē)視為質(zhì)點(diǎn)5．某人駕車(chē)從濟(jì)南人民公園出發(fā)到北京天安門(mén)廣場(chǎng)的手機(jī)導(dǎo)航路線圖如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖中的“4小時(shí)24分”“4小時(shí)33分”和“5小時(shí)2分”指的是時(shí)間間隔B．圖中的“337公里”“348公里”和“403公里”指的是位移C．圖中推薦的第一種方案駕車(chē)距離最短，即路程等于位移大小D．圖中研究汽車(chē)在導(dǎo)航圖中的位置時(shí)，可把汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)6．如圖所示，物體的初位置A的坐標(biāo)，末位置B的坐標(biāo)，則物體的位移Δx的大小及方向?yàn)椋ǎ〢．，負(fù)方向 B．5m，負(fù)方向C．5m，正方向 D．1m，正方向7．A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B兩物體開(kāi)始時(shí)相距100m，運(yùn)動(dòng)方向相同B．A物體沿折線運(yùn)動(dòng)，B物體沿直線運(yùn)動(dòng)C．A、B兩物體運(yùn)動(dòng)8s時(shí)，在距A出發(fā)點(diǎn)60m處相遇D．A物體在運(yùn)動(dòng)中停止了6s8．甲、乙兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．甲開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻比乙晚t1B．t＝t2時(shí)刻，兩物體相距最近C．t＝t2時(shí)刻，兩物體相距最遠(yuǎn)D．甲、乙兩物體的運(yùn)動(dòng)方向相同9．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交變電源的常用計(jì)時(shí)儀器，如圖所示。當(dāng)接通電源后，振針每隔一定時(shí)間打一次點(diǎn)，把紙帶和運(yùn)動(dòng)物體連在一起，紙帶上就會(huì)留下一系列點(diǎn)痕，我們就可以通過(guò)點(diǎn)痕之間的距離來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（1）圖中，____處是永久磁鐵，____處是復(fù)寫(xiě)紙（用圖中符號(hào)表示）；

（2）最適合電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為_(kāi)___；

A．約8VB．20VC．110VD．220V（3）當(dāng)交變電源的頻率是20Hz時(shí)，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為_(kāi)_____s。10．某同