2025人教版高中物理必修一知识点-第一章 2.时间　位移.docx

2025人教版高中物理必修一知识点

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2.时间位移

【课程标准】

1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。

2.知道位移和路程的概念及区别,初步了解标量和矢量的区别。

3.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。

4.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。

5.了解打点计时器的工作原理,并会用打点计时器测量物体运动的时间和位移。

【知识导图】

情境引入

杭州第19届亚运会闭幕式于2023年10月8日20:00正式开始,在比赛期间9月28日,杭州第19届亚运会游泳项目第五个比赛日,女子50米自由泳决赛中,中国队张雨霏以24.26秒夺得冠军并打破亚运会纪录,这是张雨霏本届亚运会第五块金牌!

以上两种情况的时间是不是同一个意思?带着以上问题我们来学习本节内容。

必备知识·认知导学

一、时刻和时间间隔

1.时间:有时指时刻,有时指时间间隔,要根据上下文认清它的含义。

2.时刻和时间间隔的联系:两个时刻之间的间隔即为时间间隔。

3.用数轴表示时刻和时间间隔:在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。

二、位置和位移

1.坐标系

(1)建立坐标系的目的: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。

(2)常见坐标系的种类:若想说明地面上某人所处的位置,可以采用平面直角坐标系来描述;如果物体做直线运动,可以用一维坐标系来描述。

(3)一维坐标系的建立方法:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。

2.路程和位移

(1)路程:物体运动轨迹的长度。

(2)位移

①物理意义:描述物体位置变化的物理量。

②定义:由初位置指向末位置的有向线段。如图中l所示。

3.矢量和标量

(1)矢量:像位移这样既有大小又有方向的物理量叫作矢量。

(2)标量:像路程这样只有大小没有方向的物理量叫作标量。

(3)注意:

①矢量有方向,一般通过正负来表述方向;

②要描述一个矢量,必须有大小、方向两个方面;

③只有大小、方向都相同时,两个矢量才相同。

三、直线运动的位移

如图,做直线运动的物体,它的初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移应该是由x1指向x2的有向线段,其大小等于末位置与初位置坐标之差。用Δx表示位移,则Δx=x2-x1。

若Δx为正,则位移的方向指向x轴的正方向;若Δx为负,则位移的方向指向x轴的负方向。

四、位移—时间图像

在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等,位置—时间图像就成为位移—时间图像,又称x-t图像。

五、位移和时间的测量

1.两种打点计时器

(1)电磁打点计时器:是一种使用交变电源的计时仪器,工作电压约为8V,能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点,其构造如图1所示。当电源的频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。

(2)电火花计时器:计时原理与电磁打点计时器相同,不过,在纸带上打点的不是振针和复写纸,而是电火花和墨粉纸盘,如图2所示。

2.数据处理

(1)时间的测量

从能够看清的某个点开始(起始点),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=0.02ns。

(2)位移的测量

用刻度尺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。

对号入座

如图:

图中表示时刻的是:第1__s初、第1__s末、第2__s初。?

图中表示时间间隔的是:第1__s内(前1__s)、第2__s内、第二个2__s内、前3s、第5s内。?

探索求真

(1)老张起床后外出进行晨练,在公园里碰见老朋友老李。“早来了,老李,练了多长时间了?”“十分钟左右吧,现在是什么时间?”老李说,“六点。”老张回答。对话中的两个“时间”均指时间间隔吗?

提示:不是。第一个“时间”指时间间隔,第二个“时间”指时刻。

(2)一位同学行走在东西走向的街道上。沿街道建立如图所示的一维坐标系,选取路上的某公交站牌作为坐标原点O。这位同学第一阶段从A点运动到B点,第二阶段从B点又运动到A点。则第二个阶段的位移是多少?整个过程的位移又是多少?

提示:第二个阶段的位移是30m-(-20m)=50m,整个过程的位移是0。

明辨是非

(1)30s由30个时刻组成。 (×)

提示:时间间隔和时刻不能进行数值换算。

(2)质点沿单一方向做直线运动,通过的路程就等于位移的大小。 (√)

(3)质点通过一段位移后,它的路程可能为零。 (×)

提示:位移不为零,路程一定