人教版2022年高中物理必修第一册《第一章 运动的描述》第二节 时间 位移 同步练习

第二讲时间和位移精讲精练物理核心素养（一）物理观念1.知道时间和时刻的区别和联系。2.理解位移的概念，了解路程与位移的区别。3.知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量。4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。6.初步了解矢量与标量不同的运算法则。（二）科学思维、科学探究1.通过具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念，要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法。2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。3.会用矢量表示和计算质点的位移，用标量表示路程。（三）科学态度与责任1.通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实。2.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。学习重点：1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。2.位移的概念以及它与路程的区别。学习难点：1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻。2.理解位移的概念，会用有向线段表示位移。知识点梳理：一、时刻和时间间隔1.时刻：表示某一瞬间，在时间轴上用点来表示。2.时间间隔：表示某一过程，在时间轴上用线段来表示。3.二者的联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔 二、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：表示物体(质点)位置变化的物理量。(2)定义：从初位置到末位置的一条有向线段。(3)大小：初、末位置间有向线段的长度。(4)方向：由初位置指向末位置。三、矢量和标量1.矢量：既有大小又有方向的物理量。2.标量：只有大小，没有方向的物理量。3.运算法则：两个标量的加减遵从算术加减法，矢量相加的法则与此B(A.相同 B.不同)。四、直线运动的位置和位移研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。1.物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。2.物体的位移：Δx＝x2－x1。核心突破：1.时刻和时间间隔的表示方法的不同在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。如图所示，0～3s表示3s的时间间隔，即前3s；4～5s表示第5s内，是1s的时间间隔。时间轴上“1”所对应的刻度线记为第1s末，也为第2s初，是时刻。2.时间间隔与时刻的区别和联系时间间隔时刻区别物理意义两时刻间的间隔某一瞬时时间轴上的 表示方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的点表示一个时刻表述方法“3s内”、“前3s内”、“后3s内”、“第1s内”、“第1s到第3s”等均指时间间隔“3s末”、“第3s末”、“第4s初”、“八点半”等均指时刻联系两个时刻的间隔即为时间间隔，即Δt＝t2－t1[例1](多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是(  )A.物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔D.第4s末就是第5s初，指的是时刻答案 ACD解析 画出时间轴从坐标轴上分析，选项A、C、D正确。[针对训练1](多选)“北京时间6月13日凌晨2点15分，第20届国际足联世界杯开幕式在圣保罗的科林蒂安竞技场举行，此次开幕式耗时仅仅25分钟……”下列说法正确的是(  )A.6月13日凌晨2点15分表示时间间隔B.25分钟表示时间间隔C.6月13日凌晨2点15分表示时刻D.25分钟表示时刻解析 A项表示时刻，D项表示时间间隔，选项B、C正确。答案 BC2.位移和路程的区别与联系物理量比较项目位移路程区别物理意义描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢标性是矢量，有大小和方向 是标量，只有大小，没有方向制约因素由质点的初、末位置决定，与质点的运动轨迹无关与运动路径有关联系(1)都是描述质点运动的空间特征；(2)都是过程量；(3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程[例2]如图1所示，实心长方体木块的长、宽、高分别为a、b、c，且a＞b＞c，有一个小虫自A′点运动到C点，求：图1(1)小虫的位移的大小；(2)小虫的最短路程。审题指导(1)位移的大小即A′→C有向线段的长度(2)最短路程即将表面展开后A′C的长度解析 (1)小虫的位移大小为由A′指向C的有向线段长度。x＝＝＝(2)小虫的最短路程应等于表面展开后A′C之间的距离，由于a＞b＞c，所以将矩形BCC′B′转至与前表面在同一平面，A、C′连线的长度为从A运动到C′的最短路程，即s＝。答案 (1) (2)[针对训练2](多选)如图2所示，某物体第一次沿两个半径为R的圆弧由A经B到C，第二次沿直线由A经B到C。下列结论正确的是(  )图2A.两次物体的位移均等于4R，方向均向东B.第一次物体的位移等于2πR，第二次物体的位移等于4R，方向均向东C.两次物体的路程均等于4R，方向向东D.第一次物体的路程等于2πR，第二次物体的路程等于4R 解析 物体位移的方向是从起点指向终点，大小是从起点到终点的距离，选项A正确，选项B错误；路程只有大小没有方向，它的大小是从起点到终点运动轨迹的长度，选项C错误，选项D正确。答案 AD3.矢量与标量的区别矢量标量定义既有大小又有方向的物理量。如：位移、力等只有大小而没有方向的物理量。如：长度、质量、时间、路程、温度、功、能量等有无方向有方向无方向表示方法用带箭头的线段表示，箭头的指向表示方向，线段的长短表示大小不能用带箭头的线段表示，可直接用数据表示正负意义正负表示同一直线上的矢量的方向正负表示大小或性质，如温度、功大小比较比较其绝对值的大小，绝对值大的矢量大比较其自身数值大小，数值大的物理量大运算方法不能简单地算术相加减算术相加减[例3](多选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中，正确的是(  )A.两运动物体的位移大小均为30m，这两个位移不一定相同B.做直线运动的两物体的位移x甲＝3m，x乙＝－5m，则x甲>x乙C.温度计读数有正有负，其正负号表示温度方向D.温度计读数的正负号表示温度的高低，不表示方向解析 两物体的位移大小虽然均为30m，但由于不知其方向关系，两个位移不一定相同，A对；比较物体位移大小应比较其绝对值，B错；温度无方向，其正负表示温度的高低，不表示方向，C错，D对。答案 AD[针对训练3]关于矢量和标量，下列说法中正确的是(  )A.矢量既有方向又有大小，它的运算规律是算术加法B.标量只有方向没有大小，它的运算规律是算术加法C.－10m的位移比5m的位移小 D.－10℃比5℃的温度低解析 矢量既有方向又有大小，它的运算规律与算术加减法不同，A错误；标量只有大小没有方向，它的运算规律是算术加减法，B错误；比较位移大小要比较所给量值的绝对值，故－10m的位移比5m的位移大，C错误；－10℃低于0℃，5℃高于0℃，所以－10℃比5℃的温度低，D正确。答案 D直线运动中的位置和位移[要点归纳]4.直线运动中位置和位移的关系研究直线运动时在物体运动的直线上建立直线坐标系。(1)质点的位置用坐标值表示，位移用坐标的变化量表示。(2)位移Δx＝x2－x1，其绝对值表示位移的大小。(3)Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与规定的正方向相同，负值表示与规定的正方向相反。[精典示例][例4](多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量表示物体的位移。如图3所示，一个物体从A运动到C，位移Δx1＝－4m－5m＝－9m；从C运动到B，位移Δx2＝1m－(－4m)＝5m。下列说法中正确的是(  )图3A.C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数B.A到C的位移大于C到B的位移，因为正负号表示位移的方向，不表示大小C.因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D.物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2审题指导(1)位移大小x＝x2－x1(2)位移方向与正方向相同即为正值，位移方向与正方向相反即为负值解析 位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较绝对值，不需要带正负号，A、C错误，B正确；因为Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1 ＋Δx2，D正确。答案 BD[针对训练4]如图4，汽车初位置的坐标是－2km，末位置的坐标是1km。求汽车位移的大小和方向。图4解析 x＝x2－x1＝3km方向沿x轴正向答案 3km 沿x轴正方向方法总结1.时刻中第N秒末和第N+1秒初为同一时刻。2.第1秒.第2秒。第3秒都是指时间间隔，时间长度为一秒。3.位移是从初位置指向末位置的有向线段，既有大小又有方向，是矢量。4.在直线运动中，会建立一维坐标系，用坐标表示位置，用末位置坐标减初位置坐标表示位移。