?第2節(jié)　時(shí)間　位移
學(xué)習(xí)目標(biāo)
核心素養(yǎng)形成脈絡(luò)
1．知道時(shí)刻和時(shí)間間隔的區(qū)別和聯(lián)系，能夠識(shí)別具體情境下的時(shí)刻和時(shí)間間隔。
2．理解位移的概念和矢量性，知道位移和路程的不同。
3．知道矢量和標(biāo)量的運(yùn)算差異，能進(jìn)行一維情況下矢量的運(yùn)算。




一、時(shí)刻和時(shí)間間隔
1．時(shí)刻：表示某一瞬間，在時(shí)間軸上用點(diǎn)表示，如第2 s末、第8 s初等均為時(shí)刻。 []@《優(yōu)化方案》&教#~輔[^]
2．時(shí)間間隔：表示兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間。在時(shí)間軸上用線段表示，如前4 s內(nèi)(0至4 s末)、第4 s內(nèi)(3 s末至4 s末)等均為時(shí)間間隔。
二、位置和位移
1．坐標(biāo)系 []2022版&新^教@%#材教輔[]
(1)建立目的：定量描述物體的位置及位置的變化。 []2022版新%~教^材教輔@[#]
(2)坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。
(3)常見的坐標(biāo)系的種類：直線坐標(biāo)系、平面坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系。 []《優(yōu)化~方案%》*教輔#^[]
2．路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。 []《優(yōu)化方~案》&^教輔[@*]
3．位移
(1)物理意義：表示物體(質(zhì)點(diǎn))位置變化的物理量。
(2)定義：從初位置到末位置的一條有向線段。
(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。
4．矢量和標(biāo)量 []《優(yōu)%化#&方案》教*輔^[]
(1)矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移等。
(2)標(biāo)量：只有大小、沒有方向的物理量，如質(zhì)量、時(shí)間、路程等。 []%2#022~版新教^材@教輔[]
三、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。若Δx為正，表示位移方向與x軸正方向相同；若Δx為負(fù)，表示位移方向與x軸正方向相反。 []2^022版新教材教@&#%輔[]
四、位移—時(shí)間圖像 []#《優(yōu)化@方%案》~*教輔[]
1．物理意義：直觀地表示物體在每一時(shí)刻的位置或每一時(shí)間間隔的位移。
2．圖像的建立：在直角坐標(biāo)系中選時(shí)刻t為橫軸，選位置x為縱軸，其上的圖線就是位置－時(shí)間圖像；如果將物體運(yùn)動(dòng)的初始位置選作坐標(biāo)原點(diǎn)O，則圖像就成為位移—時(shí)間圖像。
五、位移和時(shí)間的測(cè)量
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如圖所示)

(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 []20&22版新~教^材教輔#[@]
使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器；工作電壓為8V，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)。
(2)電火花計(jì)時(shí)器 []2022版新^教材教輔[*@~#]
使用220 V交變電源，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)打點(diǎn)周期是0.02 s。
2．時(shí)間的測(cè)量
從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)(起始點(diǎn))開始，往后到某個(gè)點(diǎn)結(jié)束，數(shù)出時(shí)間間隔個(gè)數(shù)n，則紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝0.02n s。
3．位移的測(cè)量
用刻度尺測(cè)量紙帶上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，即為相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移大小。

1．判斷下列說法是否正確。
(1)時(shí)刻就是時(shí)間間隔，兩者都是時(shí)間，沒有本質(zhì)區(qū)別。(　　)
(2)在時(shí)間軸上，時(shí)刻用線段表示，時(shí)間間隔用點(diǎn)表示?！?　　) []20@22^&版新教材*~教輔[]
(3)路程是標(biāo)量，位移是矢量，兩者都描述物體的運(yùn)動(dòng)?！?　　)
(4)物體在運(yùn)動(dòng)過程中的路程相等，位移一定也相等。(　　) []%202#2版~^&新教材教輔[]
(5)物體運(yùn)動(dòng)前半階段的路程是2 m，后半階段的路程是3 m，則總路程一定是5 m。(　　)
(6)兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是每隔0.02 s打一次點(diǎn)。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√
2．(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語學(xué)校期中)下列的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)刻的是(　　)
A．前5 s B．最后5 s
C．第5 s末 D．第5 s內(nèi) []~%2*0^22版新#教材教輔[]
解析：選C。前5 s，是指時(shí)間間隔，A錯(cuò)誤；最后5 s，是指時(shí)間間隔，B錯(cuò)誤；第5 s末，是指時(shí)刻，C正確；第5 s內(nèi)，是指時(shí)間間隔，D錯(cuò)誤。
3．(2020·廣東東莞華泰教育集團(tuán)月考)小明同學(xué)在操場(chǎng)先向東走5 m，再向南走5 m，關(guān)于他的位移和路程說法正確的是(　　)
A．兩次位移相同
B．兩次位移大小相同
C．全過程路程是5 m []^2022&版%*新教@材教輔[]
D．全過程路程和位移一樣 []《優(yōu)化~@%方*案》教輔&[]
解析：選B。兩次的位移大小相同，但是方向不相同，A錯(cuò)誤，B正確；全過程的路程為10 m，C錯(cuò)誤；全過程的位移為5 m，全過程的路程和位移不一樣，D錯(cuò)誤。 []~《^優(yōu)#化方案》教%*輔[]

探究一　時(shí)刻和時(shí)間間隔

下表是某車站列車時(shí)刻表，看表格思考并回答下列問題
站序
站名
到站時(shí)間
出發(fā)時(shí)間
停留時(shí)間
01
大連
－
09：08
－
02
瓦房店西
09：48
09：49
1分鐘
03
營(yíng)口東
10：25
10：27
2分鐘
04
盤錦
10：55
10：57
2分鐘
05
錦州南
11：31
11：32
1分鐘
06
山海關(guān)
12：30
12：32
2分鐘
07
秦皇島
12：48
12：52
4分鐘
08
北京
15：12
15：12
—
表中瓦房店西的“到站時(shí)間”是09：48，“停留時(shí)間”是1分鐘，這兩個(gè)“時(shí)間”是一個(gè)意思嗎？ []~2022&^版%新教材教@輔[]
[要點(diǎn)提示]　不是一個(gè)意思，前一個(gè)“時(shí)間”表示列車到站的時(shí)刻，后一個(gè)“時(shí)間”表示列車停留的時(shí)間間隔。 []&@2022版新教材教~#輔[^]

1．表示方法 []2022&版^新@%#教材教輔[]
(1)時(shí)刻：時(shí)刻在時(shí)間數(shù)軸上，用一個(gè)點(diǎn)來表示，如第2 s末、第2 s初等，是狀態(tài)量。如圖甲所示。


(2)時(shí)間間隔：時(shí)間間隔指的是兩時(shí)刻之間的間隔，在時(shí)間數(shù)軸上用一段線段來表示，如2 s內(nèi)、第2 s內(nèi)等，是過程量。如圖乙所示。
2．區(qū)別和聯(lián)系：

時(shí)刻
時(shí)間間隔
區(qū)
別
(1)時(shí)刻對(duì)應(yīng)于物體所處的位置；
(2)在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)表示；
(3)只有先后、早遲的區(qū)別，沒有長(zhǎng)短之分
(1)時(shí)間間隔指兩時(shí)刻之間的間隔，對(duì)應(yīng)于物體的一段路程或位移；
(2)在時(shí)間軸上用線段表示；
(3)有長(zhǎng)短之分
聯(lián)
系
(1)用t1和t2分別表示先后兩個(gè)時(shí)刻，Δt表示兩個(gè)時(shí)刻間的時(shí)間間隔，則Δt＝t2－t1；
(2)時(shí)間軸上的兩個(gè)點(diǎn)無限靠近時(shí)，它們之間的時(shí)間間隔就會(huì)趨于0，時(shí)間間隔就趨于時(shí)刻了
　關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻，下列說法正確的是(　　) []*20@~2&2%版新教材教輔[]
A．物體在5 s時(shí)指的是時(shí)間間隔
B．物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時(shí)間間隔
C．物體在第5 s內(nèi)指的是5 s的時(shí)間間隔
D．第4 s末和第5 s初，指的是時(shí)刻 []《優(yōu)化方案~》@*教^&輔[]
[解析]　物體在5 s時(shí)指的是時(shí)刻，A錯(cuò)誤；物體在5 s內(nèi)指的是物體從開始到5 s末這5 s的時(shí)間間隔，B錯(cuò)誤；物體在第5 s內(nèi)指的是1 s的時(shí)間間隔，C錯(cuò)誤；第4 s末和第5 s初指的是同一時(shí)刻，D正確。
[答案]　D
探究二　位移和路程　矢量和標(biāo)量 []@2022版^&新教#材教輔[*]
1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
　　物理量
比較項(xiàng)目
位移
路程
區(qū)
別
物理
意義
描述質(zhì)點(diǎn)的位置變化，是從初位置指向末位置的有向線段
描述質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
矢標(biāo)性
是矢量，有大小和方向
是標(biāo)量，只有大小，沒有方向
制約
因素
由質(zhì)點(diǎn)的初、末位置決定，與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡無關(guān)
與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)
聯(lián)系
(1)都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間特征
(2)都是過程量
(3)位移的大小不大于相應(yīng)的路程，只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程
2．對(duì)矢量和標(biāo)量的理解 []^20%22版新教#材教輔*[@]
正、負(fù)號(hào)
的區(qū)別
矢量的方向一般用正負(fù)號(hào)來表示。但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如電流，有大小和方向，但它是標(biāo)量
大小
比較
矢量的大小只比較絕對(duì)值，而標(biāo)量的大小根據(jù)正、負(fù)號(hào)的物理意義比較。如兩位移x1＝5 m 和x2＝－7 m，則x1s丙＝s乙 B．s甲>s丙>s乙
C．x甲>x丙>x乙 D．x甲＝x丙>x乙
[解析]　三者都做直線運(yùn)動(dòng)，由于甲、乙、丙的初位置和末位置相同，故位移相同，由于甲物體有反向運(yùn)動(dòng)過程，乙、丙均只有單向運(yùn)動(dòng)，即乙、丙的路程等于位移大小，甲物體的路程要大，故A正確。 []《~%優(yōu)化方案》教輔[*#&]
[答案]　A

1．(時(shí)間間隔與時(shí)刻)關(guān)于時(shí)刻和時(shí)間間隔，下列說法正確的是(　　) []2@02%2版新教*~材教輔#[]
A．新年鐘聲在元旦零時(shí)敲響，這個(gè)“零時(shí)”指的是時(shí)刻 []2@0*22版新教材#^教輔&[]
B．現(xiàn)在是北京時(shí)間晚上七點(diǎn)，這個(gè)“七點(diǎn)”指的是時(shí)間間隔
C．某同學(xué)放學(xué)后在校門口等了一刻鐘，公交車才來，這個(gè)“一刻鐘”指的是時(shí)刻
D．楊利偉乘坐“神舟五號(hào)”經(jīng)歷了21時(shí)18分返回地面，這個(gè)“21時(shí)18分”指的是時(shí)刻 []《#*優(yōu)~化方@案》%教輔[]
解析：選A?！傲銜r(shí)”在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)的是一個(gè)點(diǎn)，所以是時(shí)刻，A正確；“七點(diǎn)”在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)的是一個(gè)點(diǎn)，所以是時(shí)刻，B錯(cuò)誤；“一刻鐘”在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)的是一線段，所以是時(shí)間間隔，C錯(cuò)誤；經(jīng)歷了21時(shí)18分中的“21時(shí)18分”在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)的是一線段，所以是時(shí)間間隔，D錯(cuò)誤。
2．(對(duì)矢量和標(biāo)量的理解)(多選)關(guān)于矢量和標(biāo)量，下列說法正確的是(　　)
A．矢量是既有大小又有方向的物理量
B．標(biāo)量是既有大小又有方向的物理量
C．位移－10 m比5 m小
D．－10 ℃比5 ℃的溫度低
解析：選AD。由矢量的定義可知，A正確，B錯(cuò)誤；位移的正、負(fù)號(hào)只表示方向，不表示大小，其大小由數(shù)值和單位決定，所以－10 m的位移比5 m的位移大，C錯(cuò)誤；溫度的正、負(fù)是相對(duì)溫度為0 ℃時(shí)高出和低于的溫度，所以－10 ℃比5 ℃的溫度低，D正確。
3．(位移和路程)(2020·長(zhǎng)春外國(guó)語學(xué)校期中)田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道周長(zhǎng)是 400 m。某同學(xué)參加800 m體測(cè)，他跑完全程回到起點(diǎn)。則他的路程和位移分別是(　　) []*#@《優(yōu)化方^%案》教輔[]
A．0，0 B．0，800 m
C．800 m，0 D．800 m，800 m []20%2@2^版新教材~教輔&[]
解析：選C。運(yùn)動(dòng)員沿跑道跑完兩圈，路程等于軌跡長(zhǎng)度，即800 m；位移等于初、末位置間的距離，即位移為零。 []2022*版@新&教材教輔#[%]
4．(對(duì)x－t圖像的理解)(多選)甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)的x－t圖像如圖所示，以甲的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，出發(fā)時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則從圖像中可以看出(　　) []*2022版新教材%教^~輔[#]

A．甲、乙同時(shí)出發(fā)
B．乙比甲先出發(fā)
C．甲開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙在甲前面x0處
D．甲在中途停了一會(huì)兒，但最后還是追上了乙 []#《優(yōu)化方~案&》%教輔[@]
答案：ACD

(限時(shí)：30分鐘) []《優(yōu)化&%^方案@#》教輔[]
【合格考練】
1．(多選)下列關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻的說法正確的是(　　)
A．時(shí)間間隔是較長(zhǎng)的一段時(shí)間，時(shí)刻是較短的一段時(shí)間
B．第2 s內(nèi)和前2 s內(nèi)指的是不相等的兩段時(shí)間間隔
C．“北京時(shí)間12點(diǎn)整”指的是時(shí)刻
D．時(shí)光不能倒流，因此時(shí)間有方向是矢量 []2022^%*版新教材#&教輔[]
解析：選BC。時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻的間隔，時(shí)刻是某一瞬間，不是較短的一段時(shí)間，A錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)指的是t＝1 s到t＝2 s的一段1 s的時(shí)間，前2 s內(nèi)指的是t＝0到t＝2 s 的一段2 s的時(shí)間，兩者不是相等的一段時(shí)間間隔，B正確；“北京時(shí)間12點(diǎn)整”指的是一個(gè)瞬間，是時(shí)刻，C正確；時(shí)光不能倒流，但時(shí)間是標(biāo)量，D錯(cuò)誤。
2．(2020·寧夏長(zhǎng)慶中學(xué)月考)關(guān)于位移和路程，下列說法不正確的是(　　)
A．質(zhì)點(diǎn)的位移是矢量，路程是標(biāo)量
B．質(zhì)點(diǎn)通過的路程不等，但位移可能相同
C．質(zhì)點(diǎn)通過的路程不為零，但位移可能是零
D．質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向始終不變時(shí)，那么它通過的路程就是位移
解析：選D。質(zhì)點(diǎn)的位移是矢量，路程是標(biāo)量，A正確，不符合題意；質(zhì)點(diǎn)通過的路程不等，但位移可能相同，例如沿不同的路徑從甲地到乙地，B正確，不符合題意；質(zhì)點(diǎn)通過的路程不為零，但位移可能是零，例如物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一周時(shí)，C正確，不符合題意；質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向始終不變時(shí)，那么它通過的路程就是位移的大小，D錯(cuò)誤，符合題意。
3．(2020·阿榮旗一中高一月考)下列說法中正確的是(　　)
A．兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為30 m，則這兩個(gè)位移一定相同 []*《優(yōu)化方%案》教&^輔[@]
B．做直線運(yùn)動(dòng)的兩物體的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，則x甲>x乙
C．質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于位移的大小
D．一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體位移的大小，不會(huì)比路程大
解析：選D。位移有方向，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為30 m，則這兩個(gè)位移不一定相同，A錯(cuò)誤；做直線運(yùn)動(dòng)的兩物體的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，則x甲

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高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)電子課本

2 時(shí)間 位移

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