第2讲 时间 位移（原卷版）

第2讲时间位移一、时间的测量1.时间的单位：在国际单位制中，时间的主单位是秒（s）。在日常生活中，还常用到：年（y）、天（d）、时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。换算关系是：1h＝60min；1min＝60s；1s＝103ms；1ms＝103μs2.测量工具古代：日晷、沙漏、滴漏、脉搏等；现代：机械钟表、石英钟、电子表等、测量时间间隔常用停表。二、长度的测量1.长度测量的工具长度的测量是物理学最基本的测量，是很多物理量测量的基础。长度测量的常用的工具是刻度尺。（1）常用工具：刻度尺，包括各种直尺、卷尺、米尺，通常在日常生活生产中使用。（2）精密测量工具：游标卡尺，螺旋测微器等，通常在机械加工进行的精密测量时使用。2．认识刻度尺使用任何一种测量工具都要了解它的测量范围，也就是量程，和刻度尺上相邻两刻度线的距离，也就是分度值，它决定了测量的准确程度。对照下图写出刻度尺和三角尺的量程和分度值：刻度尺的量程是0-8cm，分度值是1mm。3．刻度尺的使用规则“选”：根据测量要求选择适当的刻度尺。“观”：使用刻度尺前要观察它的零刻线是否磨损、量程、分度值。“放”用刻度尺测长度时，零刻度线要对准被测物体的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测边保持平行(即“紧贴物体且不歪斜”)。“看”：读数时视线要正对着刻度线(与尺面垂直)。“读”：在精确测量时，要估读到分度值的下一位(要估读且只能估读一位)。“记”：测量结果由数字和单位组成。(也可表达为：测量结果由准确值﹑估读值和单位组成)。三、用s-t图象来表示物体匀速直线运动的规律用横坐标表示时间，纵坐标表示路程，就得到了路程—时间(s-t)图象。匀速直线运动的s-t图像，是一条过原点的倾斜直线；说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比。时刻和时间间隔【初高中变化】初中物理中只是注重了对时间的测量和记录，但是对于时间和时刻两个概念并没有做出严格的区分，甚至在有些情况下二者在称谓上混为一谈，但是高中物理中把这两个概念做了严格的区分，并且在表述的方式上更加的具体完善。至于二者之间如何不同，请看下面的内容。1.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用点来表示。2.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段来表示。3.时刻与时间间隔的联系：两个时刻之间的过程即为时间间隔。4.时刻和时间间隔在表示时间的数轴上的表示(1)时刻(2)时间间隔【例1】在下列叙述中，表示时刻的是（）A．王丽看这本书用了2小时B．我们打算去看10点钟的电影C．小王的课题最快要2天才能完成D．小张请假了，11：10之前不会来上课二、位置和位移【初高中变化】初中物理中对路程的概念有所涉及，主要指的是物体通过的距离大小，但是对位移的概念自始至终就没有出现过，至于二者之间的区别与联系也就无从谈及，高中物理对于这两个概念从大小、方向做出明确的解释说明。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：从初位置到末位置的有向线段。(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。3.矢量：像位移这样既有大小又有方向的物理量。标量：像温度、路程这种只有大小，没有方向的物理量。4.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)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。(2)物体的位移：Δx＝x2－x1。(3)Δx的绝对值表示位移的大小，Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与x轴的正方向相同，负值表示与x轴的正方向相反。5.位移和路程的区别与联系位移路程区别物理意义表示物体的位置变化表示物体运动轨迹的长度大小等于初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关按运动轨迹计算的实际长度标矢性有方向，是矢量无方向，是标量联系(1)两者单位相同，在国际单位制中，其单位都是“米”(2)同一运动过程中路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程【例2】如图所示，某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点，则它通过的位移和路程分别是（）A．2r，方向向东πr B．r，方向向东πrC．2r，方向向东2r D．00打点计时器的认识与使用【初高中变化】打点计时器这种仪器在初中物理中就没有出现过它的使用说明，高中物理中这种仪器用的非常广泛，当然这样仪器应用时不可避免的要用到初中物理中已经学习过程的长度测量的知识，但是时间的测量就不需要其他仪器了，他本身就可以计时。因此可以看出，虽然是一种新仪器，但是还需要我们初中学习到的基础知识。1.电磁打点计时器与电火花计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器结构图示工作电压8V交流电源220V交流电源打点方式振针周期性振动周期性产生电火花阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦，摩擦力较大纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小打点周期0.02s记录信息位置、时刻或位移、时间2.练习使用电磁打点计时器(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到8V的低压交流电源上。(3)先接通电源开关，开始打点再用手水平拉动纸带，使它在水平方向运动，纸带上就打下一系列点，随后立即关闭电源。(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为(n－1)个，则纸带的运动时间t＝(n－1)×0.02s。(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离，即位移大小x。【例3】关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是（）A．打点计时器一般使用4~6V的直流电源B．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器D．实验时应当先放开小车，让其运动起来，再接通电源x－t图像的理解与应用【初高中变化】初中物理中我们已经学习了用横坐标表示时间，纵坐标表示路程，用路程—时间(s-t)图象描述匀速直线运动的知识，但是在高中物理中我们将更多学习位移时间（x-t）图像，二者的区别在于位移时间图像不仅可以表示出物体的位置变化，同时它可以描述出物体某段时间内的位移大小和方向。1.x－t图像的物理意义：x－t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于规定位置的位移。2.x－t图像的应用由位移—时间图像可求：(1)任一时刻所对应的位置；(2)任一段时间内的位移；(3)发生一段位移所用的时间温馨提示：(1)x－t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹。(2)x－t图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动，原因是x轴只有正、负两个方向。(3)若x－t图线不过原点，表示物体不是从坐标原点或不是从计时起点开始运动的，如图所示。【例4】一物体运动的x-­t图像如图所示，则该物体在6s内的路程是（）A．0B．2mC．4m D．12m1．关于时间与时刻，下列说法正确的是（）A．时间很长，时刻很短B．第2s内和2s都是指一段时间间隔C．时光不能倒流，因此时间是矢量D．“北京时间12点整”其实指的是时刻2．2021年9月17日8：00整，第十四届全国运动会铁人三项比赛在陕西省汉中市正式开赛。选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛，李明旭以01:52:24的成绩揽获男子个人冠军。下列说法正确的是（）A．40km是指位移B．8:00整是指时间C．01:52:24的成绩是指时刻D．研究李明旭10km跑步的时间时，可以将李明旭看作质点3．校运会400m比赛中，终点在同一直线上，但起点不在同一直线上（如图所示）。关于这样的做法，下列说法正确的是（

）A．这样做目的是为了使参加比赛的同学位移大小相同B．这样做目的是为了使参加比赛的同学运动路程相同C．这样做目的是为了使参加比赛的同学所用时间相同D．这样做其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利4．丽水高铁开通后，从铁路售票网查询到次列车的信息如图所示，用电子地图测距工具测得丽水站到杭州东站的直线距离约为，下列说法正确的是（）A．图中：表示时间间隔B．火车从丽水站运行到杭州东站，再返回丽水站，往返位移大小相同C．表示丽水站到杭州东站的路程D．火车很长，测定火车从丽水站到杭州东站运行时间，不能将火车视为质点5．某人驾车从济南人民公园出发到北京天安门广场的手机导航路线图如图所示，下列说法正确的是（）A．图中的“4小时24分”“4小时33分”和“5小时2分”指的是时间间隔B．图中的“337公里”“348公里”和“403公里”指的是位移C．图中推荐的第一种方案驾车距离最短，即路程等于位移大小D．图中研究汽车在导航图中的位置时，可把汽车看成质点6．如图所示，物体的初位置A的坐标，末位置B的坐标，则物体的位移Δx的大小及方向为（）A．，负方向 B．5m，负方向C．5m，正方向 D．1m，正方向7．A、B两物体运动的位移—时间图像如图所示。下列说法正确的是（）A．A、B两物体开始时相距100m，运动方向相同B．A物体沿折线运动，B物体沿直线运动C．A、B两物体运动8s时，在距A出发点60m处相遇D．A物体在运动中停止了6s8．甲、乙两物体做直线运动的位移—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（）A．甲开始运动的时刻比乙晚t1B．t＝t2时刻，两物体相距最近C．t＝t2时刻，两物体相距最远D．甲、乙两物体的运动方向相同9．电磁打点计时器是一种使用交变电源的常用计时仪器，如图所示。当接通电源后，振针每隔一定时间打一次点，把纸带和运动物体连在一起，纸带上就会留下一系列点痕，我们就可以通过点痕之间的距离来判断物体的运动规律。（1）图中，____处是永久磁铁，____处是复写纸（用图中符号表示）；

（2）最适合电磁打点计时器的工作电压为____；

A．约8VB．20VC．110VD．220V（3）当交变电源的频率是20Hz时，纸带上相邻两点间的时间间隔为______s。10．某同