考试时间 位移[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念(1)知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法。(2)了解位置、位移等概念的含义。(3)了解矢量、标量的含义，理解位移的矢量性。(4)了解位移—时间图像的物理意义。(5)知道打点计时器的基本结构和工作原理。科学思维(1)会在具体问题中辨析、识别时刻与时间间隔。(2)会在实际问题中正确分析位置、位移等。(3)会在一维坐标系中表示物体做直线运动的位置、位移等物理量。(4)会使用打点计时器记录物体运动的位移和时间。科学探究能根据位移—时间图像分析物体在一段时间内的位移。科学态度与责任从生活情景中认识时刻和时间间隔，体会位移的矢量性，区别位移和路程。知识点一 时刻和时间间隔1．时刻：表示某一瞬间，在时间轴上用点表示，如第2s末、第8s初等均为时刻。2．时间间隔：表示两个时刻之间的时间。在时间轴上用线段表示，如前4s内(0至4s末)、第4s内(3s末至4s末)等均为时间间隔。 时间间隔通常说时间，要注意区分现实中的一些说法与物理概念的区别。如学校中的“时间表”中显示的数字均为时刻，列车售票厅内显示的是时刻表。1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)-20-/20
考试(1)2021年1月11日早晨7时36分，天安门广场上五星红旗冉冉升起，7时36分指时刻。(√)(2)小明同学每天早上6：00起床，上学路上需要10分钟，6：00和10分钟都是指时间间隔。(×)知识点二 位置和位移1．坐标系(1)建立目的：定量描述物体的位置及位置的变化。(2)坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。(3)常见的坐标系的种类：直线坐标系、平面坐标系和空间坐标系。2．路程：物体运动轨迹的长度。3．位移(1)物理意义：表示物体(质点)位置变化的物理量。(2)定义：从初位置指向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。4．矢量和标量(1)矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移等。(2)标量：只有大小、没有方向的物理量，如质量、时间、路程等。 物体位置变化有两个要点：①位置变化的大小；②位置变化的方向。2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)长度、质量、路程都是标量。(√)(2)如果物体的位移为零，物体的路程也一定为零。(×)(3)汽车里程表上显示的数字表示位移大小。(×)知识点三 直线运动的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．物体的位置表示：用位置坐标表示。如图所示，若物体从A向B运动，则x1-20-/20
考试表示初位置A；x2表示末位置B。2．物体的位移表示：(1)大小：末位置与初位置的坐标之差：Δx＝x2－x1。(2)方向：初位置指向末位置。①Δx＞0，表示位移的方向指向x轴的正方向；②Δx＜0，表示位移的方向指向x轴的负方向。 (1)计算位移时，位置坐标要带符号运算。(2)此方法只适用于物体做直线运动的情况。3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)位置坐标x为负值，表明此时刻物体在x轴负半轴。(√)(2)Δx的正负可表示物体位移的方向。(√)(3)位移2m大于位移－3m。(×)知识点四 位移—时间图像 位移和时间的测量1．xt图像实质是位置—时间图像，选取物体运动的初始位置为坐标原点，则位置坐标与位移大小相等，位置—时间图像就成为位移—时间图像。2．物理意义：描述了物体在不同时间内的位移。3．位移和时间的测量(1)实验室中常用打点计时器在纸带上打出的点迹分布来记录时间和位移。(2)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。当电源频率是50Hz时，每隔_s打一次点。(3)纸带上各点之间的距离表示相应时间间隔内物体的位移大小。(4)电火花打点计时器：计时原理与电磁打点计时器相同，在纸带上打点的是电火花和墨粉。4：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)利用位置—时间图像可以确定某段时间内物体的位移。(√)(2)电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源。(×)(3)当电源频率为50Hz时，两种打点计时器都是每隔0.02s打一次点。(√)-20-/20
考试考点1 区分时刻和时间间隔2019年3月10日0时28分，我国长征系列运载火箭在某某卫星发射中心完成了第300次发射，成功利用“长征三号乙”运载火箭将“中星6C”通信卫星送入太空，卫星进入预定轨道。该卫星定点于东经130度，服务寿命15年。请问以上实例中，哪些是时间间隔？哪些是时刻？提示：2019年3月10日0时28分指的是时刻；15年指的是时间间隔。1．时刻和时间间隔的区别与联系项目比较 时刻时间间隔物理意义事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度对应运动描述量位置路程、位移用时间轴表示用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示描述关键词“第1s末”“第3s初”“第3s末”等“第1s”“前2s”“前3s内”等联系(1)两个时刻的间隔即为一段时间间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程(2)时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一X照片2．在时间轴上的表示方法-20-/20
考试名师点睛：“n秒内”是指n秒的时间，“第n秒内”是指1秒的时间。“1s内”和“第1s内”表达的意义相同，“2s内”和“第2s内”表达的意义不同。Δt表示两个时刻的时间间隔，Δt＝t2－t1。【典例1】 (2020·某某某某六校高一上月考)以下的计时数据指时间间隔的是( )A．从开往某某的火车预计13点到B．10秒初C．某场足球赛伤停补时3minD．2020年5月5日18时0分，“长征五号”B运载火箭在某某某某首飞成功C [“13点”指的是一个时刻，故A错误；“10秒初”指的是10秒刚开始的一个时刻，故B错误；“3min”指的是一段时间间隔，故C正确；“2020年5月5日18时0分”指的是一个时刻，故D错误。]时刻与时间间隔的两种判断方法1．(多选)(2020·某某安山中学检测)关于时间和时刻，下列说法正确的是( )-20-/20
考试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C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间D．第4s末就是第5s初，指的是时刻ACD [画时间轴如图所示，5s时指的是5s末这一时刻，5s内指的是0～5s这一段时间，第5s内指的是在4s末到5s末这1s的时间，前1s末和后1s初是同一时刻，故第4s末和第5s初是同一时刻。]考点2 位移和路程的理解(1)如图所示，三位旅行者从到某某，甲乘坐高铁直达，乙乘坐飞机直达，丙先乘坐汽车，再乘坐轮船到某某，三者的路程是否相同？位移是否相同？(2)①如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40m到达B点，然后又向西走了30m到达C点，则他从A到C点的路程是多少？位移的大小是多少？②路程和位移的计算方法相同吗？提示：(1)三者的路程不同，但都是从到某某，初位置、末位置一样，即位移相同。(2)①如图所示，路程是70m，位移为从A点指向C点的有向线段，大小为50m。②不相同。路程是标量，遵从算术加法法则，可以直接相加减；位移是矢量，不能直接相加减，位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度。1．位移和路程的比较比较项位移路程区别意义描述质点位置变化描述质点轨迹的长度大小从初位置到末位置的有向线段的长度运动轨迹的长度方向从初位置指向末位置无方向-20-/20
考试联系①都是描述质点运动的物理量②都是过程量③单位相同④位移的大小不大于相应的路程⑤只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程名师点睛：(1)比较两位移的大小时，只比较其绝对值的大小，不看其“正负”号。(2)当质点做单向直线运动时，位移的大小等于路程，但因位移有方向，是矢量，不能说位移就是路程。2．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只有大小没有方向的物理量表示方法矢量可以用带箭头的线段表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向标量只有大小，无方向，不能用带箭头的线段表示举例力、位移时间、质量、温度大小比较看其绝对值的大小看其自身数值的大小运算方法不能直接加减算术运算名师点睛：(1)求某一矢量时，除求出其大小外，还要指出它的方向。(2)矢量的“＋”“－”号仅仅表示方向，不表示矢量的大小。【典例2】 如图甲所示，一根细长的弹簧系着一小球，放在光滑桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便来回运动，图中B为小球向右到达的最远位置。小球某次经过O点开始计时，其有关时刻的位置如图乙所示，若测得OA＝OC＝7cm，AB＝3cm，下列说法正确的是( )-20-/20
考试甲 乙A．0.2～0.8s内小球的位移大小是7cm，方向向右，经过的路程是13cmB．0.4～0.8s内小球的位移大小是10cm，方向向左，经过的路程是10cmC．0.2～0.6s内小球的位移大小是0，经过的路程是0D．0.2～1.0s内小球的位移大小是14cm，方向向左，经过的路程是21cmB [位移由运动的起点、终点决定，路程由实际路径决定，0.2～0.8s内小球的位移大小是7cm，方向向左，经过的路程是13cm，故A错误；0.4～0.8s内小球的位移大小是10cm，方向向左，经过的路程是10cm，故B正确；0.2～0.6s内小球的位移大小是0，经过的路程是6cm，故C错误；0.2～1.0s内小球的位移大小是14cm，方向向左，经过的路程是20cm，故D错误。]位移的两种计算方法2．如图所示，一只蜗牛从足够高的竖直竹竿底部向上爬行到3m高处后，又慢慢向下爬行了1m，然后暂时静止。则在这段过程中( )A．蜗牛的位移为3m，方向竖直向上，路程为2mB．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为4mC．蜗牛的位移为2m，方向竖直向上，路程为4mD．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为2m-20-/20
考试C [取向上为正方向，第一阶段的位移为3m，第二阶段的位移为－1m，全过程的位移为2m，总路程为4m。]考点3 直线运动的位移的确定港珠澳大桥通车后，中央广播电视总台巴士成为第一辆驶上港珠澳大桥的大巴，它在某一段时间内沿直线行驶在港珠澳大桥上，如何表示它的位置及位移？提示：沿运动方向建立直线坐标系，用坐标表示巴士的位置，坐标的变化与巴士通过的位移对应。1．直线运动位移的计算物体做直线运动时，它的位移可通过初、末位置的坐标值计算。如图所示，在t1～t2时间内，物体从位置xA移动到位置xB，发生的位移Δx＝xB－xA。对于甲图，Δx＝3m；对于图乙，Δx＝－5m。甲 乙2．直线运动位移的方向在直线运动中，位移的方向一般用正负号来表示。如图甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x轴正方向；如图乙所示，Δxx乙B．甲、乙两运动物体的位移大小均为50m，这两个物体的位移必定相同C．温度计读数有正、有负，所以温度也是矢量D．温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量D [位移是矢量，其符号代表方向，大小是其绝对值，则知甲的位移小于乙的位移，故A错误；位移是矢量，只有大小和方向都相同时，位移才相同，所以两运动物体的位移大小均为50m，这两个物体的位移不一定相同，故B错误；温度是标量，其正负表示温度的高低，不表示方向，故C错误，D正确。]2．(2020·某某某某期末)2019年11月10日上午7点30分，全程42.195-20-/20
考试km的某某马拉松赛鸣枪开跑，男子组全程冠军的成绩是2小时13分04秒，女子组全程冠军的成绩是2小时35分40秒。“2019年11月10日上午7点30分”“42.195km”“2小时13分04秒”“2小时35分40秒”分别表示( )A．时刻、位移、时间间隔、时间间隔B．时间间隔、位移、时刻、时刻C．时刻、路程、时间间隔、时间间隔D．时间间隔、路程、时刻、时刻C [时刻表示某一瞬间，在时间轴上用点表示，而时间间隔表示某一过程，在时间轴上用一段线段表示，据此可知“2019年11月10日上午7点30分”表示时刻，“2小时13分04秒”“2小时35分40秒”表示时间；位移的大小是指初、末位置之间的距离，路程是指运动轨迹的长度，据此可知42.195km表示路程。选项C正确。]3．如图所示是某物体在0～10s内的位移—时间是(xt)图像，下列说法中正确的是( )A．物体在第1s内的位移为8mB．物体在第5s内的位移为8mC．物体在前5s内的位移为8mD．物体在后5s内的位移为16mC [由题中图像可知，物体在0～2s内位移从0均匀增加到8m，即每秒钟发生的位移是4m，A错误；物体在第5s内是静止的，位移为零，B错误；物体在前5s内的位移即为前2s内的位移，等于8m，C正确；物体在后5s内的位移为6～10s的位移，等于8m，D错误。]4．情境：在一次机器人比赛中给机器人设定了如下动作程序：机器人在平面内，由点(0,0)出发，沿直线运动到点(3m，1m)，再由点(3m,1m)沿直线运动到点(1m，4m)，然后又由点(1m,4m)沿直线运动到点(5m,5m)，最后再由点(5m,5m)沿直线运动到点(2m,2m)。-20-/20
考试问题：(1)机器人的运动轨迹如何？(2)整个过程机器人的路程是多少？位移大小是多少？[解析] (1)如图，由题目给定的位置坐标变化可以知道机器人的运动轨迹为折线。(2)根据题意知机器人初位置坐标为(0,0)，末位置坐标为(2m,2m)，则位移大小为m＝2m。机器人整个过程的路程大小为每一运动过程折线长度的和，即x＝x1＋x2＋x3＋x4＝m＋m＋m＋m。[答案] (1)运动轨迹为折线 (2)(＋＋＋)m 2m回归本节知识，自我完成以下问题：1．怎样在具体问题辨析时刻与时间间隔？提示：(1)根据上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态，时间间隔对应的是事件或运动的过程。(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。2．在实际问题中位移和路程有何区别与联系？提示：比较项位移路程区别意义描述质点位置变化描述质点轨迹的长度大小从初位置到末位置的有向线段的长度运动轨迹的长度方向从初位置指向末位置无方向联系①都是描述质点运动的物理量-20-/20
考试②都是过程量③单位相同④位移的大小不大于相应的路程⑤只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程3．如何绘制xt图像？xt图像的物理意义是什么？提示：在平面直角坐标系中，用纵坐标表示物体的位置，用横坐标表示时间，根据给出的(或测量的)数据，在坐标系中描点，用平滑的曲线连接各点，图像表示物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移。全球导航卫星系统全球导航卫星系统(GNSS)是目前广泛应用的新一代导航定位系统，利用近地空间的卫星为各类用户提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务(如图)。全球导航卫星系统(示意图)全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。空间部分即导航卫星系统，一般由数十颗卫星组成，每颗卫星可以发送导航卫星信号，编织成细密的网络，使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星。地面测控部分则负责操控系统和向卫星注入导航电文等。用户通过接收机能够接收导航卫星发送的信号，并精准地进行定位、授时和测速。-20-/20
考试全球导航卫星系统能够在全球X围内实时、全天候和全天时地提供服务，也就是说不受地域和天气影响，全球任何时刻都能得到持续可靠的定位服务。因此，从身边的车载导航、手机定位，到机场调度、海事救援和地质测绘等，都有广泛的应用。感兴趣的同学可以上网查一查全球导航卫星系统在有关方面的具体应用。常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统(GPS)、我国的北斗系统(PASS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)和欧盟的伽利略系统(GALILEO)。2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务，2020年6月23日完成所有55颗卫星组网发射，实现全球服务能力。 北斗卫星导航系统将免费提供定位、测量和授时服务，定位精度10m，测速精度0.2m/s。(1)北斗导航卫星定位提供的是被测物体的________(填“位移”或“位置”)。(2)北斗导航卫星授时服务提供的是________(填“时间间隔”或“时刻”)。提示：由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻。答案：(1)位置 (2)时刻-20-/20
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