高中2 时间 位移图片课件ppt

高中物理新教材特点分析及教学策略

（一）趣味性强，激发学生学习兴趣：在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。

（二）实践性高，高效落实理论学习：在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。

（三）灵活性强，助力课程目标达成：随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。

第2课时　位移－时间图像　位移和时间的测量

[学习目标]　1.知道x－t图像的物理意义，并能根据x－t图像描述物体的位置和位移.2.了解两种打点计时器的结构和工作原理 ，并学会安装和使用.3.会用打上点的纸带计算物体运动的位移和时间．

一、位移－时间图像

1．位置－时间图像：反映物体在每一时刻的位置的图像．在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置－时间图像．

2．位移－时间图像(x－t图像)：反映物体在不同时间内的位移的图像．将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等(x＝Δx)，位置－时间图像就成为位移－时间图像．

二、位移和时间的测量

1．两种打点计时器(如图所示)

(1)电磁打点计时器

使用交变电源的计时仪器；工作电压约为8 V，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一次点．

(2)电火花计时器

使用220 V交变电源，当电源频率是50 Hz时打点周期是0.02 s.

2．时间的测量

从能够看清的某个点开始(起始点)，往后数出若干个点，数出时间间隔个数n，则这段时间t＝0.02n s．(打点频率为50 Hz)

3．位移的测量

用刻度尺测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小．

1．判断下列说法的正误．

(1)位移—时间图像上的点表示某一时刻的位置．(　√　)

(2)通过位移—时间图像可以求物体经过一段时间的位移．(　√　)

(3)位移—时间图像表示物体的运动轨迹．(　×　)

2．如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，已知该电磁打点计时器每隔0.02 s打一个点，则由A到C物体的位移为         cm，时间为         s.

答案　2.10　0.12

一、位移－时间图像

导学探究

a、b两物体都在做单向直线运动，它们运动的位置、时刻信息如下：

(1)a、b两物体沿x轴正方向还是x轴负方向运动？

(2)以时刻t为横轴，以位置坐标x为纵轴，建立直角坐标系，在坐标系中将a、b两物体的时刻、位置信息描点，并按照各点排列趋势用平滑的曲线(直线)连接起来．

答案　(1)随着时间的推移，a的位置坐标在增大，说明a正沿x轴正方向运动，b的位置坐标在减小，说明b正沿x轴负方向运动．

(2)

知识深化

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物体在某时刻所处的位置．

2．由x－t图像可求：

(1)任一时刻所对应的位置；

(2)任意一段时间内的位移；

(3)发生一段位移所用的时间．

例1　一质点沿直线运动，其运动的x－t图像如图所示，则：

(1)质点在            时间内离出发点越来越远；质点在        时间内离出发点越来越近；质点在        时间内没有运动．

A．0～20 s   B．20～30 s

C．30～40 s   D．40～50 s

(2)质点离出发点的最远距离是         m.

(3)质点在10 s时距离出发点         m，质点在         s时回到出发点．

答案　(1)AC　D　B　(2)50　(3)10　50

解析　(1)质点在0～20 s时间内和30～40 s时间内离出发点的位移越来越大，离出发点越来越远；质点在40～50 s时间内离出发点的位移越来越小，离出发点越来越近；质点在20～30 s时间内位移没有变化，故处于静止状态．

(2)由题图知，t＝40 s时，质点离出发点的距离最远，最远距离为50 m.

(3)从题图上读出质点在10 s时距离出发点10 m；质点在50 s 时位移为0，即回到出发点．

例2　(多选)如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图像．下列说法正确的是(　　)

A．甲、乙两物体的出发点相距x0

B．甲物体比乙物体早出发的时间为t1

C．甲、乙两物体同向运动

D．甲、乙两物体在t2时刻相遇

答案　ABD

解析　甲物体在t＝0时刻出发，其运动方向与规定的正方向相反，出发点距原点的距离为x0，乙物体在t1时刻从原点出发，其运动方向沿规定的正方向，两物体运动方向相反，故A、B正确，C错误；甲、乙两物体在t2时刻处于同一位置，即相遇，故D正确．

x－t图像

1．x－t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹．

2．x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动．

3．两图线的交点表示两物体在对应时刻的位置相同，即相遇．

4．截距：图像不过原点O时，若图像在纵轴有截距，如例2中图线甲所示，则表示开始计时时，物体的初始位置不在原点；若图像在横轴有截距，如例2中图线乙所示，则表示计时一段时间后，物体才开始运动．

二、位移和时间的测量

1．实验操作

(1)把打点计时器固定在桌子上．

(2)安装纸带．

(3)把打点计时器的两个接线柱接到交变电源上．

(4)启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点．随后立即关闭电源．

2．注意事项

(1)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．

(2)打点计时器不能连续工作太长时间，打完点之后应立即关闭电源．

(3)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕，即统一测量出各个计数点与起始点之间的距离．

(4)为减小实验误差，1、2、3、4…不一定是连续的计时点，可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点，此时两计数点间的时间间隔T＝0.1 s.

例3　(1)打点计时器是记录做直线运动物体的        和        的仪器．电火花计时器是其中的一种，其工作电压是        ，电火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电源的频率为50 Hz时，它每隔         s打一次点．

(2)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是        ．

A．把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸盘套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔

B．把打点计时器与8 V低压交变电源相连

C．用手水平拉动纸带，然后启动电源

D．关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量某计数点与计时起点的距离x0，并算出时间t

答案　(1)时间　位移　220 V　0.02　(2)BC

例4　(1)电磁打点计时器使用的电源是          (填“交变8 V”或“交变220 V”)电源，电源频率为50 Hz时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为         .

(2)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C…五个点进行研究，这五个点和刻度尺标度对应的位置如图所示．

可求出A、C间的距离为         cm，C、E间的距离为         cm.

答案　(1)交变8 V　0.1 s　(2)3.15　6.15

考点一　位移—时间图像

1.一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，在t＝0到t＝40 s的时间内的x－t图像如图所示，则这40 s内汽车(　　)

A．在前10 s内向负方向运动

B．在10～20 s内没有行驶

C．离出发点最远距离为750 m

D．在20～40 s内驶离出发点

答案　B

解析　由题图可知，0～10 s内汽车的位移逐渐增大，向正方向运动，故A错误；在10～20 s内汽车停在x＝30 m处，汽车没有行驶，故B正确；汽车在20～40 s内向出发点行驶，离出发点最远距离为30 m，故C、D错误．

2.一物体做直线运动，其位移－时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　)

A．物体先向左运动，2 s后开始向右运动

B．在t＝2 s时物体距出发点最远

C．前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方

D．在t＝4 s时物体距出发点最远

答案　D

解析　由题意知向右为正方向．由题图图像可知，物体从－5 m处向右运动至5 m处，然后返回至4 m处，始终位于出发点右方，物体在前4 s内一直向右运动，后2 s内向左运动，故A、C错误；在t＝4 s时物体距出发点最远，故B错误，D正确．

3.(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的x－t图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图像中可以看出(　　)

A．甲、乙同时出发

B．乙比甲先出发

C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处

D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙

答案　ACD

4.沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x－t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．前5 s内，A、B的位移均为10 m

B．两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动

C．在前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇

D．从第3 s末开始，两物体的运动方向相同

答案　D

解析　5 s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5 s内，A通过的位移为10 m，B通过的位移为5 m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5 m处出发，A在B运动3 s后开始运动，B错误；从题图中可知，前3 s内，A静止，从第3 s末开始，两物体的位移越来越大，且均为正值，故两物体均沿正方向运动，运动方向相同，D正确．

考点二　位移和时间的测量

5．下列关于打点计时器的说法正确的是(　　)

A．打点计时器使用低压直流电源

B．电火花计时器使用8 V交变电源

C．使用电磁打点计时器打出的纸带相邻的两个点的时间间隔为0.02 s(电源频率为50 Hz)

D．使用电火花计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.01 s(电源频率为50 Hz)

答案　C

6．(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中，若打点周期为0.02 s，下列说法正确的是(　　)

A．先接通电源，后拉动纸带

B．必须从第一个点开始选取整条纸带

C．根据情况选取点迹清晰的部分纸带

D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02 s

答案　ACD

解析　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，A正确；应根据情况选取点迹清晰的部分纸带，不一定从第一个点开始，B错误，C正确；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s，连续n个计时点间有(n－1)个时间间隔，故时间间隔为(n－1)×0.02 s，D正确．

7．(2021·东莞市翰林实验学校高一期中)打点计时器是用来分析物体运动情况的常用仪器．在使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：

A．把打点计时器固定在桌子上　B．安好纸带　C．松开纸带让物体带着纸带运动　D．接通低压交流电源　E．取下纸带　F．断开开关

这些步骤正确的排列顺序为        ．

答案　ABDCFE

解析　在使用打点计时器分析物体运动情况的实验中，其步骤为：固定打点计时器，安装纸带，通电后松开纸带让物体带着纸带运动，然后断电取下纸带，故正确的排序为A、B、D、C、F、E.

8．如图是一条打上点的纸带，则O到E点之间的距离＝         cm，tOE＝         s；E点到G点之间的距离＝         cm，tEG＝         s．(电源频率为50 Hz)

答案　4.82　0.1　4.58　0.04

9.(多选)王老师给同学们讲了龟兔赛跑(赛程为L)的故事，按王老师讲的故事情节，兔子和乌龟的位移－时间图像如图所示，以下说法正确的是(　　)

A．兔子和乌龟在同一地点同时出发

B．兔子和乌龟在同一地点出发，乌龟比兔子早出发

C．兔子和乌龟在比赛中两次相遇

D．兔子和乌龟走的路径不同

答案　BC

解析　根据题图可知：两者从同一地点出发，兔子出发比乌龟晚，A错误，B正确；两条图线的交点表示相遇，兔子和乌龟在比赛中两次相遇，C正确；x－t图像只能描述直线运动，所以兔子和乌龟走的是同一条直线，路径相同，D错误．

10.(多选)某物体的位移－时间图像如图所示，物体从t＝0时刻开始运动；x－t图像是抛物线，则下列叙述正确的是(　　)

A．物体运动的轨迹是曲线

B．物体经8 s回到初始位置

C．物体运动的最大位移为80 m

D．在0～8 s内物体做往返运动

答案　BCD

解析　x－t图像描述的是做直线运动物体的位移随时间的变化关系，虽然图像是抛物线，但运动轨迹是直线，A错误；从题图图像可以看出，物体在0～8 s内的最大位移为80 m，8 s时回到初始位置，B、C正确；物体先远离出发点，后回到出发点，故物体做往返运动，D正确．

11.(多选)(2021·青铜峡市高一开学考试)一质点运动的x－t图像如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．0～6 s内位移为－4 m

B．2～4 s内位移为4 m

C．0～6 s内路程为4 m

D．2～6 s内质点一直向同一方向运动

答案　AD

解析　由题图图像可知，质点开始时位置坐标为0,6 s时位置坐标为－4 m，则0～6 s内位移为－4 m－0＝－4 m，故A正确；2 s时位置坐标为4 m,4 s时位置坐标为0，则2～4 s内位移为0－4 m＝－4 m，故B错误；0～6 s内路程为4 m＋4 m＋4 m＝12 m，故C错误；由题图图像可知，2～6 s内质点一直向同一方向运动，故D正确．

12.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移．图中近似描写了汽车在0时刻到50 s这段时间的x－t图像．通过分析回答以下问题．

(1)汽车最远位置距离出发点多少米？

(2)汽车在哪段时间没有行驶？

(3)汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？

(4)汽车在30 s～40 s内和40 s～50 s内位移的关系．

答案　见解析

解析　(1)汽车最远位置距离出发点30 m

(2)汽车在10～20 s内没有行驶

(3)0～10 s驶离出发点；40～50 s驶离出发点；20～40 s驶向出发点

(4)两段时间内汽车位移大小相等，方向相同．