02 时间 位移（解析版）

第二节时间位移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.3.理解位移的概念，会用有向线段表示位移.问题：1.你今天什么时间离开家的？2.什么时间到教室的？3.在路上用了多长时间？4.老师说找个时间我们聊一下这个问题。这里的时间一样么？生活中我们所说的时间和物理中的时间是否一样？基础知识：时刻和时间间隔1．时刻：钟表指示的一个读数对应着某一瞬间，也就是时刻．2．时间间隔：是指两个时刻之间的间隔．时间的单位：时、分、秒，即h、min、s时间的计算：末时刻减初时刻，△t=t2-t1时刻只能显示运动的一瞬间，好比一张照片。时间间隔能展示运动的一个过程，好比一段录像。技巧点拨（1）在时间坐标轴中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。（2）第几秒表示一秒的时间间隔；（3）表示时刻的关键词：初、末、时（4）平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。表示时间的关键词：内、经历、历时。例1：北京时间11月16日20时30分，2026年世界杯预选赛亚洲赛区第二阶段小组赛C组首轮在泰国曼谷打响，中国男足经过90分钟的顽强拼搏，战胜泰国男足。下列说法正确的是（）A．“20时30分”和“90分钟”均指时刻B．“20时30分”和“90分钟”均指时间间隔C．“20时30分”是指时刻，“90分钟”是指时间间隔【答案】C【详解】“20时30分”是指比赛开始的时刻，“90分钟”是指比赛的时间间隔。故选C。变式：2022年11月8日，中国大部分地区看到了“红月亮”，17时09分，天空中月亮逐渐变为红色，18时16分，月亮几乎全部变红，19时15分，月亮完全成为“红月亮”！19时41分，红月亮开始逐渐褪去红色，20时48分，月亮中的红色完全褪去，恢复原样，整个流程在219分钟左右。针对上述过程，以下说法不正确的是（）A．“17时09分”是时刻B．“219分钟左右”是时间间隔C．研究“红月亮”的出现过程，可以把月亮当作质点D．研究月球绕地球做圆周运动的周期时，可以把月球当作质点【答案】C【详解】A．“17时09分”是时刻，选项A正确；B．“219分钟左右”是时间间隔，选项B正确；C．研究“红月亮”的出现过程，月亮的大小不能忽略，不可以把月亮当作质点，选项C错误；D．研究月球绕地球做圆周运动的周期时，月亮的大小可以忽略，可以把月球当作质点，选项D正确。此题选择错误的，故选C。例2：下列计时数据表示时刻的是（）A．上学坐车需要15分钟 B．早上7点上课 C．晨读20分钟【答案】B【详解】A．上学坐车需要15分钟，15分钟表示时间间隔，故A不符合题意；B．早上7点上课，早上7点表示时刻，故B符合题意；C．晨读20分钟，20分钟表示时间间隔，故C不符合题意。故选B。变式：如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是（）A．表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内B．~表示时间，称为第3s内C．~表示时间，称为最初2s内或第2s内D．表示时间，称为第内【答案】B【详解】A．表示时刻，称为第2s末或第3s初，2s内指时间，故A错误；B．~表示时间，称为第3s内，故B正确；C．~表示时间，称为最初2s内，第2s内是，故C错误；D．表示时间，称为第ns内，故D错误。故选B。基础知识：位置和位移提问：从B直接到O和从B到A再到O的路程相同吗？位移相同吗？坐标系为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系.要素：画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度，还应该标上相应的物理量及对应的单位.路程是物体运动轨迹的长度，它是标量．位移定义：是由初位置指向末位置的有向线段，它是矢量．物理意义：表示物体位置的变化大小：线段的长度方向：初位置→末位置符号：△x，单位：m在单向直线运动中，位移的大小等于路程；其他情况下，位移的大小小于路程．技巧点拨位移表示质点位置的变化的物理量.方向由初位置指向末位置（有方向）。路程则是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量（没有方向）。位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关。路程不仅与质点的初末位置有关,还与路径有关。位移为零路程不一定为零例1：关于坐标系，下列说法不正确的是（）A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化B．坐标系都是建立在参考系上的C．坐标系的建立与参考系无关D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置【答案】C【详解】A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化，故A正确；BC．坐标系都是建立在参考系上的，与参考系有关，故B正确，C错误；D．物体在平面内做曲线运动，属于二维运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置，故D正确。本题选错误的，故选C。变式：物体做直线运动时，其位置可用直线坐标系的坐标表示。如图所示一个物体从点A运动到点B，点A的位置可以用坐标表示，点B的位置可以用坐标表示，则下列说法正确的是（）A．点A的位置坐标 B．点B的位置坐标C．物体的位移 D．物体的位移【答案】D【详解】A．点A的位置坐标故A错误；B．点B的位置坐标要加单位，故B错误；CD．物体的位移故C错误，D正确。故选D。例2：关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是（）A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B．路程是标量，即位移的大小C．质点沿同一方向做直线运动，通过的路程等于位移D．物体通过的路程不相等时，位移可能相同【答案】D【详解】A．位移既有大小又有方向，为矢量，位移的方向是从初始位置指向末位置，不一定是质点运动的方向，故A错误；BC．路程只有大小没有方向，为标量，表示轨迹的实际长度，不一定等于位移的大小，只有质点做单向直线运动时，路程才等于位移的大小，由于路程只有大小没有方向，只能说路程等于位移的大小，不能说路程等于位移，故BC错误；D．从北京到上海，乘坐火车和飞机两种方式的路程不同，但是位移相同，故D正确。故选D。变式：一辆汽车沿着平直的公路运动，将其运动过程中的位置变化用坐标值来表示，结果如表格所示，则下列说法正确的是（）t/s012345x/m05﹣4﹣2﹣82A．第4s内的位移为8m B．第2s内的路程最大C．前3s内的路程为2m D．第5s内的位移最大【答案】D【详解】AD．根据表格所给信息可知：第1s内的位移为x1=5﹣0=5m第2s内的位移为x2=﹣4﹣5=﹣9m第3s内的位移x3=﹣2﹣（﹣4)=2m第4s内的位移为x4=﹣8﹣（﹣2)=﹣6m第5s内的位移为x5=2﹣（﹣8)=10m所以第5s内的位移是最大的，故A错误，D正确；B．路程等于运动轨迹的长度，第5s内的路程最大，故B错误；C．根据表格可知前3s内的路程为16m，故C错误。故选D。基础知识：矢量和标量1．标量：只有大小，没有方向的量叫标量。举例：位移、速度、加速度、力等。2．矢量：既有大小又有方向的量叫矢量。举例：时间、路程、功、温度、质量。例1：关于矢量和标量，下列说法正确的是（）A．标量是有大小，没有方向的物理量 B．矢量是没有大小、有方向的物理量C．没有大小、有方向的物理量一定是标量 D．有大小、有方向的物理量一定是矢量【答案】A【详解】A．标量是有大小，没有方向的物理量，选项A正确；B．矢量是有大小、有方向的物理量，选项B错误；C．有大小、没有方向的物理量一定是标量，选项C错误；D．有大小、有方向的物理量不一定是矢量，例如电流，选项D错误。故选A。变式：下列物理量都为矢量的是（）A．速度的变化量

位移 B．加速度

时间C．路程、速度 D．瞬时速度

质量【答案】A【详解】A．速度的变化量和位移均有大小和方向，属于矢量。故A正确；B．加速度既有大小也有方向为矢量，时间只有大小为标量。故B错误；C．路程只有大小为标量，速度既有大小也有方向为矢量。故C错误；D．瞬时速度既有大小又有方向为矢量，质量只有大小为标量。故D错误。故选A。基础知识：直线运动的位移物体做直线运动，在时刻t1，处于位置x1，经过一段时间，在时刻t2，到达位置x2，则位移是初位置指向末位置，即红色箭头。那么位移的计算：末位置坐标减初位置坐标 x=x1-x2例1：如图所示，一物体从O点出发，先向右运动至A点，接着向左运动至B点后停止。这一过程的位移为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】位移为初位置到末位置的有向线段，因此这一过程中的位移为故A正确。故选A。变式：若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7m后停下。上述过程中皮球通过的路程和位移分别是（）A．2m，2m B．2m，-2m C．12m，2m D．12m，-2m【答案】D【详解】物体的路程即为物体实际运动轨迹的长度，所以皮球通过的路程为物体的位移即从初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移的大小，所以皮球的位移为-2m。故选D。基础知识：位移-时间图像问题：在平直的公路旁每隔100米竖立着有标号的电线杆，一观察者坐在汽车上。研究汽车经过标杆时的运动情况。有学生提出，可以列表但实际上可以用图像更加直观地表示。位移-时间图像，可以直观地看物体的任意时刻的位置。物理意义：描述物体位移随时间的变化关系图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。图像信息：直线表示的是：物体做匀速直线运动曲线表示的是：物体做匀加速直线运动平行于t轴的直线表示的是：物体静止两图象的交点代表两物体相遇图线向上走代表物体向正方向运动图线向下走代表物体向负方向运动例1：下图中可以表示物体做匀减速运动的是（

）A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】A．A图是匀减速直线运动，A正确；B．B图是匀加速直线运动，B错误；C．C图是加速度增加的运动，C错误；D．D图是匀速直线运动，D错误。故选A。变式：下列运动图像中，不能表示匀速直线运动的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【详解】ABC．图像的斜率表示速度，其中AC图像是倾斜的直线，斜率不变，描述的运动为匀速直线运动，不符合题意；而B图像斜率为零，表示物体静止，符合题意；D．D为图像，图像水平，表示速度不变，描述的运动为匀速直线运动，不符合题意。故选B。基础知识：位移和时间的测量问题：打点计时器有什么作用？1.测时间（直接测出，电源频率50Hz，每隔0.02s秒打一个点）。2.测位移（直接测出）。例1：如图所示，甲、乙为实验室常用的打点计时器，下列说法正确的是（）A．甲为电火花打点计时器 B．乙为电磁打点计时器C．甲使用交流电源，工作电压为 D．乙使用交流电源，工作电压为【答案】D【详解】AC．甲为电磁打点计时器，使用交流电源，工作电压为，故AC错误；BD．乙为电火花打点计时器，使用交流电源，工作电压为，故B错误，D正确。故选D。变式：下列关于电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法中正确的是（）A．图甲表示电磁打点计时器，图乙表示电火花打点计时器B．电磁打点计时器使用220V交流电，电火花计时器使用约8V的交流电C．两种打点计时器的打点周期均为0.1sD．电磁打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小【答案】A【详解】A．根据图像可知，图甲表示电磁打点计时器，图乙表示电火花打点计时器，故A正确；B．电磁打点计时器使用8V交流电，电火花计时器使用约220V的交流电，故B错误；C．如果电源频率为50Hz，则打点周期均为0.02s，故C错误；D．电火花计时器工作时采用“放电打点”，纸带运动时受到的阻力比较小，故D错误。故选A。基础知识：实验：练习使用打点计时器实验原理运动的物体带动纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，并表示出了物体在不同时刻的位置，从而可应用速度公式计算速度。操作步骤（1）固定计时器（2）穿纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源（4）取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出若干个点。例如数出N个点，算出纸带从起始点到第N个点的运动时间。（5）用刻度尺测量出从起始点到第N个点的位移x。注意事项实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉动纸带，应无明显的阻滞现象。使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。手拉动纸带时速度应适中，以防点迹太密或太疏。使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源。常见的困难问题：观察下列纸带你能发现什么问题？1、打出的点越密，则运动越慢；

2、若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。例1：使用电火花计时器做“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验，下列说法正确的是（）A．电源应选择220V直流电B．电源应选择6～8V交流电C．小车可从木板上任意位置释放D．打点完毕，应先断开电源后取下纸带【答案】D【详解】AB．电火花计时器使用的是220V的交流电，故AB错误；C．为了节省纸带以及获取更多的数据点，小车要从靠近打点计时器的地方释放，故C错误；D．由于打点计时器是一个间歇性使用的仪器，不能长时间工作，因此打点完毕，应先断开电源后取下纸带，故D正确。故选D。变式：下图为使用打点器研究物体做匀变速直线运动打出的纸带一部分，打点计时器接在频率为的交流电源上，以下说法正确的是（）A．使用打点计时器时应先释放纸带，再接通电源B．由纸带可知，打计数点3时物体的速度C．电磁打点计时器和电火花计时器的工作电源都是用低压交流电D．纸带上点迹越稀疏，说明被测量的物体运动的越慢，故计数点4的速度小于计数点2【答案】B【详解】A．使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带，故A错误；B．打点计时器接在频率为的交流电源上，由图可知，相邻计数点间的时间间隔为中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，打计数点3时物体的速度故B正确；C．电磁打点计时器的工作电源是低压交流电，电火花计时器的工作电源交流电，故C错误；D．纸带上点迹越稀疏，说明被测量的物体运动的越快，故计数点4的速度大于计数点2，故D错误。故选B。1．下列说法正确的是（）A．位移、速度、速度变化量和加速度都是矢量B．物体做直线运动时，路程等于位移C．物体运动一段路程，平均速度不可能为零D．时刻就是一段很短的时间间隔【答案】A【详解】A．位移、速度、速度变化量和加速度既有方向，又有大小，都是矢量，A正确；B．物体做单向直线运动时，路程等于位移，B错误；C．物体做圆周运动一周，路程不等于零，但位移为零，平均速度为零，C错误；D．时刻指的是某一瞬间，在时间轴上用一个点来表示，时间间隔指的是时间，D错误。故选A。2．2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道，火箭升空过程中，以下描述其状态的物理量属于矢量的是（）A．质量 B．速率 C．动量 D．动能【答案】C【详解】矢量是既有大小，又有方向的物理量，所以动量是矢量，而质量、速率、动能只有大小没有方向，是标量。故选C。3．在“用打点计时器测速度”的实验中，下列操作中正确的是（）A．先释放小车，后接通电源B．在释放小车前，小车要靠近打点计时器C．电火花打点计时器应使用交流电源D．用打点计时器打出的纸带，两个相邻的计数点的时间一定为【答案】B【详解】AB．为了充分利用纸带，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车，故A错误，B正确；C．电火花打点计时器应使用交流电源，故C错误；D．用打点计时器打出的纸带，两个相邻的计数点的时间不一定为，需要看电源的频率，还需要看相邻计数点间有多少个打点间隔，故D错误。故选B。4．“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”，这是战国时期著名的政治家和思想家，先秦诸子百家之一的尸佼所写的《尸子》中对于宇宙时空的理解，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。时间在时间轴上大致可以分为三个阶段，过去、现在和未来，时间轴上的某一点则代表某一瞬间，也就是时刻，比如古代电视剧中常常出现的“午时三刻”。时刻与物体所处的状态（或位置相对应）。而时间间隔指的则是两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。仔细观察如图所示的时间轴，下列说法正确的是（

）A．第2s内是指时间轴上的C点 B．第3s内是指时间轴上AD段C．前4s内是指时间轴上DE段 D．第3s初是指时间轴上的C点【答案】D【详解】A．第2s内是指时间轴上的BC段，故A错误；B．第3s内是指时间轴上的CD段，故B错误；C．前4s内是指时间轴上的AE段，故C错误；D．第3s初是指时间轴上的C点，故D正确。故选D。5．如图所示为河南郑州到安徽合肥的手机导航路线图，下列说法正确的是（）A．图中“明天凌晨4：10到达”，“4：10”是时刻B．图中“5小时39分”是时刻C．图中推荐方案“567公里”距离最短，“567公里”是位移大小D．研究汽车在高速上超越大货车时，可将汽车看成质点【答案】A【详解】A．图中“明天凌晨4：10到达”，“4：10”是时刻，选项A正确；B．图中“5小时39分”是时间间隔，选项B错误；C．图中推荐方案“567公里”距离最短，“567公里”是路程，选项C错误；D．研究汽车在高速上超越大货车时，汽车的大小不能忽略不计，不可将汽车看成质点，选项D错误。故选A。6．以下的计时数据指的是时间间隔的是（

）A．中央电视台新闻联播节目在北京时间19：00准时开播B．某人用15s跑完100mC．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权D．我们学校早上第四节课的上课时间是10：30【答案】B【详解】A．中央电视台新闻联播节目在北京时间19：00准时开播，指的是时刻，选项A错误；B．某人用15s跑完100m，指的时间间隔，选项B正确；C．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权，指的是时刻，选项C错误。D．我们学校早上第四节课的上课时间是10：30，指的是时刻，选项D错误。故选B。7．一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住。坐标原点定在出发点，向下为坐标轴的正方向。则小球的出发点、落地点、接住点的位置坐标分别是（）A．2m

-2m

-1m B．-2m

2m

1m C．0

4m

1m D．0

4m

3m【答案】D【详解】坐标原点定在出发点，小球的出发点位置坐标为0，落地点的位置坐标为接住点的位置坐标为故选D。8．如图所示，某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置，如果楼梯间的宽度为L，则人的位移大小和路程分别为（）A．2L，L B．2L，C．L，2L D．L，【答案】D【详解】根据几何关系可知，由A到B的水平位移为L，竖直位移为2L，因此总的位移为人的路程为实际运动轨迹的总长度，所以路程为故选D。9．某兴趣小组利用打点计时器来研究一电动玩具车的运动情况，下列纸带中左侧点为先打下的点，则记录了小车做减速运动的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】A．观察每条纸带记录下的点可知；A纸带上点间距相同，故A记录的是匀速运动，故A错误；B．B纸带上点间距逐渐减小，故B记录的是减速运动，故B正确：C．C纸带上点间距逐渐增大，故C记录的是加速运动，故C错误；D．D纸带点间距先相同后增大，故D纸带记录的是先做匀速运动后加速运动，故D错误。故选B。10．如图为甲、乙两物体的位移—时间图像，下列说法正确的是（）A．甲物体做曲线运动 B．甲物体一定做匀加速直线运动C．乙物体做匀速直线运动 D．乙物体做匀加速直线运动【答案】C【详解】A．位移—时间图像是一维直线运动位置随时间变化规律图像，只能表示物体的直线运动，故A错误；B．位移—时间图像的斜率表示速度，无法得到加速度的变化规律，所以通过图线只能得到甲在做加速直线运动，无法得到加速度是否发生变化，故B错误；CD．位移—时间图像的斜率表示速度，乙图线的斜率不变，即乙做匀速直线运动，故C正确，D错误。故选C。11．我国已经建成了“天宫一号”空间站，它沿半径为R的圆周轨道绕地球运动了一周时，其位移大小是，路程是。【答案】02πR【详解】[1][2]位移是由初位置指向末位置的有向线段，路程是运动轨迹的长度。它沿半径为R的圆周轨道绕地球运动了一周时，其位移大小是0，路程是2πR。12．如图所示，一辆汽车在马路上行驶，时，汽车在十字路口中心的左侧20m处；过了2s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30m处．如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向。（1）试将汽车在这三个观测时刻的位置坐标填入表格内。观测时刻时过2s再过3s位置坐标（2）前2s内、后3s内汽车的位移分别是多少，?这5s内的位移又是多少?【答案】－20m030m20m，方向向右30m，方向向右50m，方向向右【解析】略13．请在如图所示的时间轴上指出下列时刻或时间（填相应的字母）例如：第1s末：____A____第2s内：____A→B____(1)第2s末：；第4s初：；前两秒的中间时刻：；(2)第3s内：；第5s内：；第8s内：；(3)2s内：；头5s内：；前9s内：。【答案】BCAB→CD→EG→HO→BO→EO→I【详解】(1)[1][2][3]第2s末：B；第4s初：C；前两秒的中间时刻：A；(2)[4][5][6]第3s内：B→C；第5s内：D→E；第8s内：G→H；(3)[7][8][9]2s内：O→B；头5s内：O→E；前9s内：O→I。14．某物体做直线运动t/s012345…x/m20-4-1-76…（1）该质点0~2s末的位移大小是m。（2）该质点在开始运动后s内位移数值最大。（3）该质点在第s内位移数值最大。【答案】645【详解】（1）[1]0-2s末的位移为所以大小为6m。（2）[2]从图像中可看出当t=4s时位移为-9m，位移最大，（3）[3]0-1内位移大小为2m，1-2s内位移大小为4m，2-3s内位移大小为3m，3-4s内位移大小为6m，4-5s内位移大小为13m，所以第5秒内位移数值最大。15．打点计时器是高中物