必修 第一冊2 時間 位移精品學案

這是一份必修 第一冊2 時間 位移精品學案，文件包含第2課時間位移學生版-高一物理同步精品講義人教必修第一冊doc、第2課時間位移教師版-高一物理同步精品講義人教必修第一冊doc等2份學案配套教學資源，其中學案共25頁， 歡迎下載使用。
目標導航


知識精講

知識點01 時刻和時間間隔
【即學即練1】請同學們在時間軸上表示2s內、第3s內、3s末、4s時
【即學即練2】當月亮、地球和太陽在同一直線上，整個月球完全進入地球的本影之時，就會出現(xiàn)月全食.2011年12月10日，我國上空出現(xiàn)一輪十全十美“紅月亮”如圖所示．這是十年一遇最美月全食，本次月全食從北京時間20時45分開始初虧，經過食既、食甚、生光、復圓，持續(xù)約3個半小時．而完全“被吃掉”的“紅月亮”，只有大約51分鐘．文中提到的“時刻”有( )
A． 51分鐘
B． 3個半小時
C． 20時45分
D． 2011年12月10日
知識點02 位置和位移
1、定量描述物體的位置需要引入坐標系
（1）直線運動： 。
（2）平面內的曲線運動： 。
（3）空間位置： 。
2、位移
（1）物理意義：位移是描述物體位置變化的 物理量，為矢量。
（2）表示：從物體運動起點指向運動終點的一條 。
（3）在單向直線運動中，位移的大小 路程；其他情況下，位移的大小 路程.
【即學即練3】大疆T16植保無人機噴灑農藥，最快速度達到150畝/小時，可持續(xù)工作8小時.下列說法中正確的是( )
A.調整無人機在空中的姿態(tài)時可以將無人機看成質點
B.確定無人機的位置時需要建立三維坐標系
C.觀察無人機飛行速度時可以選取無人機上的攝像機為參考系
D.“8小時”指的是時刻
【即學即練4】（多選）2020年初，面對新型冠狀病毒疫情，寧波醫(yī)療救援隊先后兩批出征前往武漢，假設兩批醫(yī)療援助人員從寧波的同一個醫(yī)院出發(fā)分別采用如圖所示導航中的推薦方案1和2至武漢的同一家醫(yī)院，下列說法正確的是( )
A.兩批醫(yī)療人員的路程一定相同
B.圖片左下角中的推薦方案的11小時41分鐘是指時間間隔
C.圖片左下角中的推薦方案的889.1公里是指位移的大小
D.兩批醫(yī)療人員的位移一定相同
知識點03 直線運動的位移
建立一維直角坐標系，l=Δx＝x2－x1
【即學即練5】在乒乓球比賽中，有一次某運動員采用如下的高拋發(fā)球，他緊貼臺面將球向上拋出，球豎直上升 1.5m 后下落，在距離臺面 0.3m 處被球拍擊中，則在這一過程中，乒乓球經過的路程和位移大小分別為（ ）
A．1.5m，0.3m B．2.7m，0.3m C．2.7m，1.8m D．1.8m，0.3m
知識點04 位移—時間圖像
【即學即練6】如圖所示是做直線運動的甲、乙兩物體的位移時間（s-t）圖象，下列說法中錯誤的是（ ）
A．甲啟動的時刻比乙早t1
B．當 t = t2 時，兩物體相遇
C．當t = t2 時，兩物體相距最遠
D．當t = t3 時，兩物體相距S1
知識點05 位移和時間的測量
一、打點計時器
1.作用：計時儀器，當所用交變電源的頻率f＝50 Hz時，每隔 s打一次點.
2.結構
(1)電磁打點計時器(如圖)
(2)電火花計時器(如圖)
3.工作條件：eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(電磁打點計時器：4～6 V交流電源,電火花計時器：220 V交流電源))
二、實驗注意事項
1、電磁打點計時器、電火花計時器的區(qū)別。
2、先通電熱身，再拉紙帶。
3、區(qū)分計時點、計數(shù)點
【即學即練7】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寫的不完整的實驗步驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬热?，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序寫在空白處．
A．在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導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一個點間的距離Δx.
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Δt＝________.
E．打開電源開關，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________．
能力拓展
考法01 位移與路程的區(qū)別
1．矢量：矢量相加法則；
標量：算數(shù)加法法則。
2、注意：
①只有當兩個矢量大小相等、方向也相同時，二者才相同；
②矢量的“+”“-”號表示其方向，所以矢量大小的比較要看其數(shù)值絕對值的大小，絕對值大的矢量就大；
③標量也可以有正負，但正負代表大小，如-5℃低于1℃。
【典例1】李小華所在學校的校門口是朝南的，他進入校門后一直向北走80 m，再向東走60 m就到了他所在的教室．
(1)請你畫出教室的位置(以校門口為坐標原點，制定并畫出適當?shù)臉硕?；
(2)求從校門口到教室的位移．(已知tan 37°＝)

考法02 直線運動中位移與路程的求解
【典例2】．一質點沿x軸運動，開始時位置為x0＝－2 m，第1 s末位置為x1＝3 m，第2 s末位置為x2＝1 m．請分別求出第1 s內和第2 s內質點位移的大小和方向．
分層提分

題組A 基礎過關練
1．校運會400 m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).關于這樣的做法，下列說法正確的是( )
A.這樣做的目的是使參加比賽的同學位移大小相同
B.這樣做的目的是使參加比賽的同學路程相同
C.這樣做的目的是使參加比賽的同學所用時間相同
D.這種做法其實是不公平的，明顯對外側跑道的同學有利
2、判定正誤：做直線運動的物體，其位移大小一定等于路程。( )
3．下列說法正確的是( )
A．打點計時器是一種測量位移的儀器
B．運動員在某次比賽中用15 s跑完100 m，“15 s”是時間，“100 m”是位移大小
C．位移為矢量，位移的方向即質點運動的方向
D．物體通過的路程不相等，但位移可能相同
4．關于位移和路程的下列說法中，正確的是( )
A．物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移
B．幾個運動物體有相同位移時，它們的路程也一定相同
C．幾個運動物體通過的路程不等，但它們的位移可能相同
D．物體通過的路程不等于零，其位移也一定不等于零
5．攀巖運動是一種考驗人的意志與心理素質的運動形式，戶外攀巖運動更加刺激與驚險。如圖所示為一戶外攀巖運動的場景與運動線路圖，該攀巖愛好者從起點a到b，最終到達c，據(jù)此圖判斷下列說法中正確的是( )
A．圖中的線路abc表示的是攀巖愛好者所走的位移
B．攀巖愛好者所走路程要比自起點到終點的位移的大小大
C．由起點到終點攀巖愛好者所走線路的總長度等于位移
6．宣城市第二屆運動會于 2019年10月4日-20日舉行，關于此次運動會比賽的論述，下列說法正確的是（ ）
A．運動員跑完 800m 比賽，800m 指的是路程
B．某場球比賽打了加時賽，共需 10min，指的是時刻
C．運動員鉛球成績?yōu)?12.50m，指的是鉛球路程的大小為 12.50m
D．足球比賽挑邊時，上拋的硬幣落回地面猜測正反面，該硬幣可以看成質點
7．如圖甲所示，是研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置．
（1）某同學打出了一條紙帶，已知計時器打點的時間間隔為0.02s，他按打點先后順序每5個點取1個計數(shù)點，得到了O、A、B、C、D等幾個計數(shù)點，如圖乙所示，則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為 s．
（2）電火花計時器使用的電源是 ．
A．220V交流電源 B．220V直流電源
C．大約8V的交流電源 D．8V以下直流電源
字)．
題組B 能力提升練
1．關于位移和路程，下列說法正確的是( )
A．在某一段時間內物體運動的位移為零，則該物體一定是靜止的
B．在某一段時間內物體運動的路程為零，則該物體一定是靜止的
C．在直線運動中，物體的位移大小一定等于其路程
D．在曲線運動中，物體的位移大小可能等于其路程
2．[多選]在機器人大賽中，某機器人在平面內由點(0,0)出發(fā)，沿直線運動到點(3,1)，然后又由點(3,1)沿直線運動到點(1,4)，然后又由點(1,4)沿直線運動到點(5,5)，最后又由點(5,5)沿直線運動到點(2,2)，平面坐標系橫、縱坐標軸的單位長度為1 m。整個過程中機器人所用時間是2eq \r(2) s, 則( )
A．機器人的運動軌跡是一條直線
B．機器人不會兩次通過同一點
C．整個過程中機器人的位移大小為2eq \r(2) m
D．整個過程中機器人的位移與由點(5,5)運動到點(2,2)的位移方向相反
3．下列關于矢量(位移)和標量(溫度)的說法中，正確的是( )
A．兩運動物體的位移大小均為30 m，這兩個位移一定相同
B．做直線運動的兩物體位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，則x甲>x乙
C．溫度計讀數(shù)有正有負，其正負號表示方向
D．溫度計讀數(shù)t1＝3 ℃，t2＝－5 ℃，則t1>t2
4.（多選）如圖，在幼兒園的游樂場中，一小男孩從右側梯子爬上滑梯，用時10s，然后在上面平臺站了5s，接著從左側的滑梯上由靜止開始滑到水平地面，用時3s．下面關于他在滑梯上運動情況的說法中正確的是（ ）
A．他爬上去和滑下來的路程相等
B．他整個過程用時 18s，指的是時間間隔
C．他在第 15s 末開始要下滑，指的是時刻
D．他爬上去和滑下來的位移相同
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．建筑工地上的起重機把一筐磚先豎直向上提升40 m，然后沿半徑為30 m的圓弧水平轉過60°，此過程中磚塊的路程和位移大小為( )
A．路程大于70 m，位移為50 m B．路程和位移都大于50 m
C．路程為70 m，位移為50 m D．路程和位移都是70 m
2.如圖所示，自行車的車輪半徑為R，車輪沿直線無滑動地滾動，當氣門芯由輪子的正上方第一次運動到輪子的正下方時，氣門芯位移的大小為( )
A．πR B．2R C．2πR D．Req \r(4＋π2)
3.一質點沿直線Ox方向做變速運動，它離開O點的距離x隨時間t變化的關系為x＝(5＋2t3) m，該質點在t＝2 s到t＝3 s間的位移的大小為( )
A.39 m B.38 m
C.19.5 m D.13 m
參考答案
知識精講

知識點01 時刻和時間間隔
【即學即練1】答案略
【即學即練2】答案：C
知識點02 位置和位移
1、定量描述物體的位置需要引入坐標系
（1）直線運動：一維坐標系。
（2）平面內的曲線運動：平面直角坐標系。
（3）空間位置：三維直角坐標系。
2、位移
（1）物理意義：位移是描述物體位置變化的遠近及方向物理量，為矢量。
（2）表示：從物體運動起點指向運動終點的一條有向線段。
（3）在單向直線運動中，位移的大小等于路程；其他情況下，位移的大小小于路程.
【即學即練3】答案 B
解析 調整無人機在空中的姿態(tài)時，無人機的大小和形狀不能忽略不計，不能將無人機看成質點，A錯誤；無人機在高空飛行，確定其空間位置時需要建立三維坐標系，B正確；觀察無人機飛行速度時可以選取地面為參考系，攝像機與無人機相對靜止，不能選取無人機上的攝像機為參考系，C錯誤；“8小時”指的是時間間隔，D錯誤.
【即學即練4】（多選）答案 BD
解析 路程為實際走過軌跡的長度，通過題圖無法判斷兩種方案軌跡長度的關系，所以路程不一定相同，故A錯誤；圖片左下角中的推薦方案的11小時41分鐘，指的是從起點到終點這一過程所用的時間，為時間間隔，故B正確；圖片左下角中的推薦方案的889.1公里是指從起點到終點的軌跡的長度，為路程，而位移大小為起點到終點的線段的長度，由題圖可判斷，路程大于位移的大小，故C錯誤；由題圖可判斷兩批醫(yī)療人員的位移相等，故D正確.
知識點03 直線運動的位移
【即學即練5】【解析】選 B 路程表示物體的實際運動軌跡的長度，所以其路程為 s ? 1.5m ?1.2m ? 2.7m 位移表示物體由初始位置指向末位置的有向線段，所以位移為 x ? 0.3m ，故選 B。
知識點04 位移—時間圖像
【即學即練6】答案：C
知識點05 位移和時間的測量
一、打點計時器
1.作用：計時儀器，當所用交變電源的頻率f＝50 Hz時，每隔0.02 s打一次點.
2.結構
二、實驗注意事項
【即學即練7】【答案】交流 限位孔 復寫紙 0.1 s BAEDC
能力拓展
考法01 位移與路程的區(qū)別
【典例1】【答案】(1)如圖所示
(2)從校門口到教室的位移大小為100 m，方向北偏東37°.
【解析】(1)根據(jù)題意，建立直角坐標系，x軸正方向表示東，y軸正方向表示北，則教室位置如圖所示
(2)從校門口到教室的位移x＝m＝100 m，
設位移方向與正北方向的夾角為θ，則
tanθ＝＝ θ＝37°即
位移的方向為北偏東37°

考法02 直線運動中位移與路程的求解
【典例2】【答案】5 m，沿x軸正方向 －2 m，沿x軸負方向
【解析】第1 s內，Δx1＝x1－x0＝3 m－(－2 m)＝5 m，方向沿x軸正方向．第2 s內，Δx2＝x2－x1＝1 m－3 m＝－2 m，方向沿x軸負方向．
分層提分

題組A 基礎過關練
1．答案 B
解析 校運會400 m比賽，其跑道是彎的，為了保證其路程均為400 m且終點在同一直線上，故起點不在同一直線上，故B正確.
2、判定正誤：做直線運動的物體，其位移大小一定等于路程。(×)
3．解析：選D 打點計時器是一種記錄時間的儀器，A錯誤；運動員在比賽中用15 s跑完100 m，“15 s”是時間，“100 m”是路程，B錯誤；位移為矢量，位移的方向即從起點指向終點的方向，與質點的運動方向不一定相同，故C錯誤；物體通過的路程不相等，但位移可能相同，故D正確。
4．解析：選C 當物體做單向直線運動時，位移大小等于路程，但不能說路程就是位移，選項A錯誤；幾個物體的位移相同時路程不一定相同，選項B錯誤；幾個物體通過的路程不等，但它們的位移可能相同，選項C正確；物體通過的路程不為零，初、末位置可能重合，位移可能為零，選項D錯誤。
5．解析：選B 物體的實際運動軌跡表示路程，所以圖中的線路abc表示的是攀巖愛好者所走的路程，由起點到終點攀巖愛好者所走線路的總長度等于路程，A、C錯誤；位移表示始末位置間的有向線段，所以題中的攀巖愛好者的位移比路程小，B正確。
6．【解析】選A 800m 指運動軌跡的長短，因此 800m 指的是路程，A 正確；這個 10min，指的是一段時間間隔，指的是時間，B 錯誤；運動員鉛球成績?yōu)?12.50m，指的是鉛球拋出點在水平面投影到落點的距離，既不是位移也不是路程，C 錯誤；如果看成質點，就無法指出正反面，因此這時不能把硬幣看成質點，D 錯誤。
7．答案：（1）0.1 （2）A


題組B 能力提升練
1．解析：選B 物體運動了一段時間后又回到出發(fā)點，位移為零，選項A錯誤；物體不運動，則它的路程一定為零，反之物體在某一段時間內運動的路程為零，則它一定靜止，選項B正確；物體只有做單向直線運動時，其位移大小才等于路程，選項C、D錯誤。
2．解析：選CD
在坐標系中畫出機器人的運動軌跡如圖所示，可見其運動軌跡不是直線，圖線的交點表示機器人兩次通過同一點，A、B均錯誤；整個過程中機器人的位移為從點(0,0)到點(2,2)的有向線段，大小為2eq \r(2) m，C正確；(0,0)、(2,2)、(5,5)三個坐標點在一條直線上，故可得出整個過程中機器人的位移與由點(5,5)到點(2,2)的位移方向相反，D正確。
3．解析：選D 兩運動物體的位移大小均為30 m，由于方向關系未知，這兩個位移不一定相同，故A錯誤；做直線運動的兩物體位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，位移大小分別為3 m和5 m，則位移x乙較大，故B錯誤；溫度計讀數(shù)顯示溫度，溫度是標量，正負號表示溫度高低，不能說表示方向，故C錯誤，D正確。
4.答案：BC
題組C 培優(yōu)拔尖練
1．解析：選A 沿半徑為30 m的圓弧水平轉過60°，根據(jù)幾何關系可以知道，水平方向的位移為30 m，路程為eq \f(π,3)R＞30 m，故總路程大于70 m，位移大小為x＝eq \r(302＋402) m＝50 m，所以只有選項A正確。
2.解析：選D 當氣門芯由輪子的正上方第一次運動到輪子的正下方時，輪子向前運動半個周長，氣門芯的初位置與末位置如圖所示，由幾何知識得，氣門芯的位移大小x＝eq \r(?2R?2＋?πR?2)＝Req \r(4＋π2)，故D正確。
3.答案 B
解析 由x＝5＋2t3可知：t2＝2 s時，x2＝21 m；t3＝3 s時，x3＝59 m；所以：Δx2＝x3－x2＝38 m，選項B正確.
課程標準
課標解讀
1．知道時刻和時間間隔的含義及其在數(shù)軸上的表示方法，會在具體問題中辨析、識別。
2．理解位置、位移等概念的含義，會在實際問題中正確分析。
3．了解標量、矢量的含義，理解位移的矢量性。會在一維坐標系中表示物體做直線運動的位置、位移等物理量。
4．理解位移-時間圖像的物理意義，能根據(jù)圖像分析物體在一段時間內的位移。
5．了解打點計時器的基本結構和工作原理，會用打點計時器記錄物體運動的位移和時間。知道如實記錄原始數(shù)據(jù)的重要性。
1．通過時間軸了解時間間隔和時刻的區(qū)別。
2．通過對物體做直線運動問題的分析，體會坐標系在描述物體的位置及位置變化中的作用，并能建立位移-時間圖像。
3．知道利用打點計時器測時間和位移的方法。通過實際問題理解路程和位移、標量和矢量，并體會它們的區(qū)別。
4．通過時間位移的學習，要讓學生了解生活與物理的關系，同時學會用科學的思維看待事實．
5．通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置，不同時間內的不同位移(或路程)的體驗，領略物理方法的奧妙，體會科學的力量．