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第1節(jié)　質(zhì)點(diǎn)　參考系
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．了解質(zhì)點(diǎn)的含義，能將特定實(shí)際情景中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。 2．了解參考系的概念及其對(duì)描述物體運(yùn)動(dòng)的意義，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性和絕對(duì)性。 3．經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過程，初步體會(huì)建構(gòu)物理模型的思維方式，樹立具體問題具體分析的科學(xué)態(tài)度。
　物體和質(zhì)點(diǎn)
1．質(zhì)點(diǎn)的定義：忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。
2．把物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可以忽略。
3．理想化模型：在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。
運(yùn)動(dòng)員踢足球的不同部位，會(huì)使球產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)。足球運(yùn)動(dòng)中常說(shuō)的“香蕉球”是球在空中旋轉(zhuǎn)、整體運(yùn)動(dòng)徑跡為類似香蕉形弧線的一種運(yùn)動(dòng)。
問題1　在研究如何才能踢出“香蕉球”時(shí)，能把足球看作質(zhì)點(diǎn)嗎？
提示：不能。
問題2　研究什么樣的問題可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)？
提示：研究足球從離腳到射進(jìn)球門運(yùn)動(dòng)的軌跡時(shí)，可以忽略其大小和形狀，把足球看作質(zhì)點(diǎn)。
問題3　為什么要引入“質(zhì)點(diǎn)”這一概念？
提示：為了便于描述運(yùn)動(dòng)。
問題4　什么樣的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)？
提示：一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是相對(duì)的，是由所研究的問題決定的，要視具體情況而定，研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，若可以不考慮物體的大小和形狀，就可以將物體看成質(zhì)點(diǎn)。
1．對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解
(1)質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，只占有位置而不占有空間，具有被代替物體的全部質(zhì)量。
(2)質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”，它是對(duì)實(shí)際物體的一種科學(xué)抽象。
2．物體能看成質(zhì)點(diǎn)的條件
(1)物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題無(wú)影響，或者有影響但可以忽略不計(jì)，則可將物體看成質(zhì)點(diǎn)。
(2)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況完全相同時(shí)，物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都能反映該物體的運(yùn)動(dòng)，一般可看成質(zhì)點(diǎn)。
(3)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)于平動(dòng)而言可以忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可把物體看成質(zhì)點(diǎn)。
【典例1】　觀察下列四幅圖，對(duì)圖中各運(yùn)動(dòng)物體的描述正確的是(　　)
A．圖①中研究投出的籃球運(yùn)動(dòng)路徑時(shí)不能將籃球看成質(zhì)點(diǎn)
B．圖②中觀眾欣賞體操表演時(shí)不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)
C．圖③中研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)不能將地球看成質(zhì)點(diǎn)
D．圖④中研究子彈頭射穿蘋果的時(shí)間時(shí)可將子彈看成質(zhì)點(diǎn)
B　[研究投出的籃球運(yùn)動(dòng)路徑的時(shí)候，可以將籃球看成質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；觀眾欣賞體操表演時(shí)，不可以把運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)，否則無(wú)法欣賞其動(dòng)作，故B正確；研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，可以忽略地球的大小，可以看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；研究子彈穿過蘋果的時(shí)間時(shí)，不能把子彈看成質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。]
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A．體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)
B．質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)
C．能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于我們所研究的問題
D．只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)
C　[當(dāng)物體的形狀、大小對(duì)所研究的問題沒有影響或影響可忽略不計(jì)時(shí)，我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)，與物體的體積大小無(wú)關(guān)，質(zhì)量小、體積小的物體有時(shí)也不能看成質(zhì)點(diǎn)，如研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，不能把原子核看成質(zhì)點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)物體的形狀、大小對(duì)所研究的問題沒有影響或影響可忽略不計(jì)時(shí)，我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)，與物體的速度無(wú)關(guān)，高速運(yùn)動(dòng)的物體在一定的條件下也可以看作質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。]
　參考系
1．運(yùn)動(dòng)與靜止
自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，絕對(duì)靜止的物體是不存在的，即運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。
2．參考系
(1)定義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，觀察物體的位置相對(duì)于這個(gè)“其他物體”是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化。這種用來(lái)作為參考的物體叫作參考系。
(2)參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響：參考系可以任意選擇，但選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果可能不同。
中國(guó)的動(dòng)車組列車分為三大級(jí)別：高速動(dòng)車組(標(biāo)號(hào)G，速度250 km/h及其以上，主要對(duì)應(yīng)高速鐵路，還沒有上限時(shí)速)、一般動(dòng)車組或中速動(dòng)車組(標(biāo)號(hào)D，速度160 km/h至200 km/h，主要對(duì)應(yīng)快速鐵路)、低速動(dòng)車組(速度140 km/h，以適應(yīng)城市輕軌)。如圖是正高速行駛的動(dòng)車中站立的“動(dòng)姐”。
問題1　在火車站上的人來(lái)看，她們隨動(dòng)車以很大的速度快速運(yùn)動(dòng)，那動(dòng)車上站立的兩位“動(dòng)姐”能感覺對(duì)方在高速運(yùn)動(dòng)嗎？
提示：不能。
問題2　她們?nèi)粲^察窗外的景色，能感覺自己在高速運(yùn)動(dòng)嗎？
提示：能。
問題3　她們?yōu)槭裁磿?huì)有上述兩種不同的感覺呢？
提示：選擇的參考系不同。
問題4　由以上幾個(gè)小題，你可以得到什么結(jié)論？
提示：對(duì)于同一個(gè)物體，選擇不同的參考系，描述其運(yùn)動(dòng)情況的結(jié)果就不一定相同。
1．參考系的四個(gè)特性
相對(duì)性 用來(lái)做參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的，都是相對(duì)于參考系而言的。
任意性 參考系的選擇具有任意性，但應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。
同一性 比較不同物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該選擇同一參考系。
差異性 同一運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。
2．參考系的選取原則
(1)參考系的選取是任意的。在實(shí)際問題中，參考系的選擇應(yīng)從觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則。
(2)研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選擇地面或地面上靜止不動(dòng)的物體為參考系，此時(shí)參考系可以省略不寫。
(3)研究某一系統(tǒng)中物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選該系統(tǒng)為參考系。
(4)要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選擇同一個(gè)參考系。
【典例2】　(2022·河南焦作市高一期中)云臺(tái)山是全球首批世界地質(zhì)公園，青龍峽景點(diǎn)有“中原第一峽谷”美譽(yù)，這里氣候獨(dú)特，水源豐富，植被原始完整，是生態(tài)旅游的好去處，除乘坐索道纜車觀賞怡人的風(fēng)景以外，還能感受懸掛在高空的刺激感。對(duì)于正在乘坐索道纜車觀光的某游客來(lái)說(shuō)，以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．以對(duì)面的山為參考系，自己靜止不動(dòng)
B．以自己為參考系，看到同一纜車?yán)锏娜讼驅(qū)γ娴纳讲粩嗫拷?br/>C．以自己為參考系，看到對(duì)面的山迎面走來(lái)
D．以所乘坐的纜車為參考系，看到兩邊的青山綠樹向身前走去
C　[對(duì)該游客來(lái)說(shuō)，以對(duì)面的山為參考系，自己是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；以自己為參考系，看到同一纜車?yán)锏娜耸庆o止不動(dòng)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以自己為參考系，看到對(duì)面的山迎面走來(lái)，選項(xiàng)C正確；以所乘坐的纜車為參考系，看到兩邊的青山綠樹向身后走去，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
　處理參考系問題的三點(diǎn)技巧
(1)物體一旦被選為參考系，就認(rèn)為它是靜止的，意味著你站在這個(gè)物體上去觀察其他物體。
(2)由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，凡是提到物體的運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該明確它是相對(duì)于哪個(gè)參考系而言的。
(3)不做特別說(shuō)明的情況下，一般選取地面為參考系。
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2．“空手把鋤頭，步行騎水牛，人從橋上過，橋流水不流。”是《中國(guó)詩(shī)詞大會(huì)》某期節(jié)目里選用的古詩(shī)，從物理學(xué)的角度看，其中“橋流水不流”所選擇的參考系是(　　)
A．水　　　B．牛　　　C．橋　　　D．人
A　[“橋流水不流”可以理解為“橋動(dòng)水不動(dòng)”，意思就是說(shuō)橋在運(yùn)動(dòng)，水靜止。以水為參考系，橋和水的位置發(fā)生了變化，則橋是運(yùn)動(dòng)的，與題意相符，A符合題意。]
3．(多選)在第十一屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上，九架飛機(jī)編隊(duì)進(jìn)行低空拉煙通場(chǎng)表演，飛機(jī)以非常一致的飛行姿態(tài)通過觀禮臺(tái)，并始終保持隊(duì)形不變。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以地面為參考系
B．飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過，是以飛機(jī)為參考系
C．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是靜止的
D．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)的
ABC　[地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以地面為參考系，故A正確；飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過，是以飛機(jī)為參考系，故B正確；飛機(jī)編隊(duì)保持隊(duì)形不變，所以以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是靜止的，故C正確，D錯(cuò)誤。]
1．如圖為正在航拍的旋翼無(wú)人機(jī)，下列過程能將無(wú)人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn)的是(　　)
A．調(diào)節(jié)無(wú)人機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速
B．調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭方向
C．研究無(wú)人機(jī)空中停留時(shí)間
D．研究風(fēng)力、風(fēng)向?qū)o(wú)人機(jī)的影響
C　[調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速時(shí)，飛機(jī)旋翼的大小和形狀不能忽略不計(jì)，不能看作質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向時(shí)，攝像頭的大小不能忽略，B錯(cuò)誤；研究無(wú)人機(jī)空中停留時(shí)間，飛機(jī)的大小可忽略，C正確；研究風(fēng)力、風(fēng)向?qū)o(wú)人機(jī)的影響，飛機(jī)的大小和形狀不能忽略不計(jì)，不能看作質(zhì)點(diǎn)，D錯(cuò)誤。]
2．(多選)自然界一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定參考系，下列關(guān)于參考系的選取正確的是(　　)
A．“一江春水向東流”說(shuō)的是水相對(duì)于河岸(或地面)的運(yùn)動(dòng)
B．“月亮在云中穿行”說(shuō)的是月亮相對(duì)于云的運(yùn)動(dòng)
C．“太陽(yáng)東升西落”說(shuō)的是太陽(yáng)相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)
D．“坐地日行八萬(wàn)里”說(shuō)的是人相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)
ABC　[“一江春水向東流”參考系是河岸，說(shuō)的是水相對(duì)于河岸(或地面)的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；“月亮在云中穿行”參考系是云，說(shuō)的是月亮相對(duì)于云的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；“太陽(yáng)東升西落”說(shuō)的是太陽(yáng)相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；“坐地日行八萬(wàn)里”說(shuō)的是人相對(duì)于地心的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
3．如圖所示，某影星為某卡車做廣告，在兩輛高速并行的卡車之間氣定神閑地?cái)[出“一字馬”姿勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．以地面作為參考系，影星是靜止的
B．以卡車作為參考系，影星是運(yùn)動(dòng)的
C．以影星作為參考系，卡車是運(yùn)動(dòng)的
D．兩輛卡車同時(shí)加速，影星仍可能保持該姿勢(shì)
D　[影星隨卡車運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面是運(yùn)動(dòng)的，故A錯(cuò)誤；影星隨卡車運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于卡車是靜止的，故B、C錯(cuò)誤；若兩輛卡車同時(shí)加速，兩車之間的距離不變，影星仍可能保持該姿勢(shì)，故D正確。]
4．國(guó)產(chǎn)新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲-20從研發(fā)、試訓(xùn)到列裝作戰(zhàn)部隊(duì)形成戰(zhàn)斗力，再到實(shí)戰(zhàn)實(shí)訓(xùn)、展翅海空，見證了中國(guó)航空工業(yè)和空軍戰(zhàn)斗力的飛速發(fā)展。
(1)在殲-20戰(zhàn)機(jī)超強(qiáng)度訓(xùn)練飛行使用壽命成功突破10 000小時(shí)的過程中，舉例說(shuō)明殲-20看作質(zhì)點(diǎn)與不能看作質(zhì)點(diǎn)的情況。
(2)在多架殲-20戰(zhàn)機(jī)組成編隊(duì)，保持隊(duì)形進(jìn)行飛行訓(xùn)練的過程中，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？
[解析]　(1)如果研究殲-20的飛行路徑和最大作戰(zhàn)半徑，其大小和形狀可以忽略，此時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)；如果研究其飛行姿態(tài)，則不能看作質(zhì)點(diǎn)。
(2)以地面為參考系，殲-20編隊(duì)是運(yùn)動(dòng)的；以編隊(duì)中任意一架殲-20戰(zhàn)機(jī)為參考系，其他戰(zhàn)機(jī)是靜止的。
[答案]　見解析
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？
提示：物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可以忽略。
2．實(shí)際物體可以視為質(zhì)點(diǎn)的情況有哪幾種？
提示：(1)物體的大小、形狀可以忽略時(shí)。
(2)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)在所研究的問題中不起主要作用時(shí)。
(3)研究平動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)。
(4)題目中有特殊說(shuō)明的物體。
3．參考系的選取有哪些基本要求？
提示：①在實(shí)際問題中，以對(duì)研究對(duì)象的觀測(cè)、描述及運(yùn)算方便為原則選取參考系。
②研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選取地面或地面上靜止不動(dòng)的物體為參考系。
③比較不同物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選取同一參考系。第1節(jié)　質(zhì)點(diǎn)　參考系
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．了解質(zhì)點(diǎn)的含義，能將特定實(shí)際情景中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。 2．了解參考系的概念及其對(duì)描述物體運(yùn)動(dòng)的意義，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性和絕對(duì)性。 3．經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過程，初步體會(huì)建構(gòu)物理模型的思維方式，樹立具體問題具體分析的科學(xué)態(tài)度。
　物體和質(zhì)點(diǎn)
1．質(zhì)點(diǎn)的定義：忽略物體的________和________，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有________的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。
2．把物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的________和________對(duì)研究問題的影響可以忽略。
3．理想化模型：在物理學(xué)中，突出問題的____________，忽略____________，建立________的物理模型，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。
運(yùn)動(dòng)員踢足球的不同部位，會(huì)使球產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)。足球運(yùn)動(dòng)中常說(shuō)的“香蕉球”是球在空中旋轉(zhuǎn)、整體運(yùn)動(dòng)徑跡為類似香蕉形弧線的一種運(yùn)動(dòng)。
問題1　在研究如何才能踢出“香蕉球”時(shí)，能把足球看作質(zhì)點(diǎn)嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　研究什么樣的問題可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　為什么要引入“質(zhì)點(diǎn)”這一概念？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　什么樣的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解
(1)質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，只占有位置而不占有空間，具有被代替物體的全部質(zhì)量。
(2)質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”，它是對(duì)實(shí)際物體的一種科學(xué)抽象。
2．物體能看成質(zhì)點(diǎn)的條件
(1)物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題無(wú)影響，或者有影響但可以忽略不計(jì)，則可將物體看成質(zhì)點(diǎn)。
(2)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況完全相同時(shí)，物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都能反映該物體的運(yùn)動(dòng)，一般可看成質(zhì)點(diǎn)。
(3)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)于平動(dòng)而言可以忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可把物體看成質(zhì)點(diǎn)。
【典例1】　觀察下列四幅圖，對(duì)圖中各運(yùn)動(dòng)物體的描述正確的是(　　)
A．圖①中研究投出的籃球運(yùn)動(dòng)路徑時(shí)不能將籃球看成質(zhì)點(diǎn)
B．圖②中觀眾欣賞體操表演時(shí)不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)
C．圖③中研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)不能將地球看成質(zhì)點(diǎn)
D．圖④中研究子彈頭射穿蘋果的時(shí)間時(shí)可將子彈看成質(zhì)點(diǎn)
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A．體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)
B．質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)
C．能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于我們所研究的問題
D．只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)
　參考系
1．運(yùn)動(dòng)與靜止
自然界的一切物體都處于永恒的________中，絕對(duì)靜止的物體是不存在的，即運(yùn)動(dòng)是________的。
2．參考系
(1)定義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為________，觀察物體的位置相對(duì)于這個(gè)“其他物體”是否隨時(shí)間________，以及怎樣變化。這種用來(lái)作為參考的物體叫作________。
(2)參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響：參考系可以________選擇，但選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果可能________。
中國(guó)的動(dòng)車組列車分為三大級(jí)別：高速動(dòng)車組(標(biāo)號(hào)G，速度250 km/h及其以上，主要對(duì)應(yīng)高速鐵路，還沒有上限時(shí)速)、一般動(dòng)車組或中速動(dòng)車組(標(biāo)號(hào)D，速度160 km/h至200 km/h，主要對(duì)應(yīng)快速鐵路)、低速動(dòng)車組(速度140 km/h，以適應(yīng)城市輕軌)。如圖是正高速行駛的動(dòng)車中站立的“動(dòng)姐”。
問題1　在火車站上的人來(lái)看，她們隨動(dòng)車以很大的速度快速運(yùn)動(dòng)，那動(dòng)車上站立的兩位“動(dòng)姐”能感覺對(duì)方在高速運(yùn)動(dòng)嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　她們?nèi)粲^察窗外的景色，能感覺自己在高速運(yùn)動(dòng)嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　她們?yōu)槭裁磿?huì)有上述兩種不同的感覺呢？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　由以上幾個(gè)小題，你可以得到什么結(jié)論？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．參考系的四個(gè)特性
相對(duì)性 用來(lái)做參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的，都是相對(duì)于參考系而言的。
任意性 參考系的選擇具有任意性，但應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。
同一性 比較不同物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該選擇同一參考系。
差異性 同一運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。
2.參考系的選取原則
(1)參考系的選取是任意的。在實(shí)際問題中，參考系的選擇應(yīng)從觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則。
(2)研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選擇地面或地面上靜止不動(dòng)的物體為參考系，此時(shí)參考系可以省略不寫。
(3)研究某一系統(tǒng)中物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選該系統(tǒng)為參考系。
(4)要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選擇同一個(gè)參考系。
【典例2】　(2022·河南焦作市高一期中)云臺(tái)山是全球首批世界地質(zhì)公園，青龍峽景點(diǎn)有“中原第一峽谷”美譽(yù)，這里氣候獨(dú)特，水源豐富，植被原始完整，是生態(tài)旅游的好去處，除乘坐索道纜車觀賞怡人的風(fēng)景以外，還能感受懸掛在高空的刺激感。對(duì)于正在乘坐索道纜車觀光的某游客來(lái)說(shuō)，以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．以對(duì)面的山為參考系，自己靜止不動(dòng)
B．以自己為參考系，看到同一纜車?yán)锏娜讼驅(qū)γ娴纳讲粩嗫拷?br/>C．以自己為參考系，看到對(duì)面的山迎面走來(lái)
D．以所乘坐的纜車為參考系，看到兩邊的青山綠樹向身前走去
[聽課記錄]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　處理參考系問題的三點(diǎn)技巧
(1)物體一旦被選為參考系，就認(rèn)為它是靜止的，意味著你站在這個(gè)物體上去觀察其他物體。
(2)由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，凡是提到物體的運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該明確它是相對(duì)于哪個(gè)參考系而言的。
(3)不做特別說(shuō)明的情況下，一般選取地面為參考系。
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2．“空手把鋤頭，步行騎水牛，人從橋上過，橋流水不流。”是《中國(guó)詩(shī)詞大會(huì)》某期節(jié)目里選用的古詩(shī)，從物理學(xué)的角度看，其中“橋流水不流”所選擇的參考系是(　　)
A．水　　　B．牛　　　C．橋　　　D．人
3．(多選)在第十一屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上，九架飛機(jī)編隊(duì)進(jìn)行低空拉煙通場(chǎng)表演，飛機(jī)以非常一致的飛行姿態(tài)通過觀禮臺(tái)，并始終保持隊(duì)形不變。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以地面為參考系
B．飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過，是以飛機(jī)為參考系
C．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是靜止的
D．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)的
1．如圖為正在航拍的旋翼無(wú)人機(jī)，下列過程能將無(wú)人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn)的是(　　)
A．調(diào)節(jié)無(wú)人機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速
B．調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭方向
C．研究無(wú)人機(jī)空中停留時(shí)間
D．研究風(fēng)力、風(fēng)向?qū)o(wú)人機(jī)的影響
2．(多選)自然界一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定參考系，下列關(guān)于參考系的選取正確的是(　　)
A．“一江春水向東流”說(shuō)的是水相對(duì)于河岸(或地面)的運(yùn)動(dòng)
B．“月亮在云中穿行”說(shuō)的是月亮相對(duì)于云的運(yùn)動(dòng)
C．“太陽(yáng)東升西落”說(shuō)的是太陽(yáng)相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)
D．“坐地日行八萬(wàn)里”說(shuō)的是人相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)
3．如圖所示，某影星為某卡車做廣告，在兩輛高速并行的卡車之間氣定神閑地?cái)[出“一字馬”姿勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．以地面作為參考系，影星是靜止的
B．以卡車作為參考系，影星是運(yùn)動(dòng)的
C．以影星作為參考系，卡車是運(yùn)動(dòng)的
D．兩輛卡車同時(shí)加速，影星仍可能保持該姿勢(shì)
4．國(guó)產(chǎn)新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲 20從研發(fā)、試訓(xùn)到列裝作戰(zhàn)部隊(duì)形成戰(zhàn)斗力，再到實(shí)戰(zhàn)實(shí)訓(xùn)、展翅海空，見證了中國(guó)航空工業(yè)和空軍戰(zhàn)斗力的飛速發(fā)展。
(1)在殲 20戰(zhàn)機(jī)超強(qiáng)度訓(xùn)練飛行使用壽命成功突破10 000小時(shí)的過程中，舉例說(shuō)明殲 20看作質(zhì)點(diǎn)與不能看作質(zhì)點(diǎn)的情況。
(2)在多架殲 20戰(zhàn)機(jī)組成編隊(duì)，保持隊(duì)形進(jìn)行飛行訓(xùn)練的過程中，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？
2．實(shí)際物體可以視為質(zhì)點(diǎn)的情況有哪幾種？
3．參考系的選取有哪些基本要求？第2節(jié)　時(shí)間　位移
第1課時(shí)　時(shí)間　位移
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．知道時(shí)刻和時(shí)間間隔的含義以及它們的區(qū)別。 2．知道坐標(biāo)系的類型，會(huì)建立坐標(biāo)系和定量描述物體位置的變化。 3．掌握位移的概念，知道位移是矢量，掌握位移和路程的區(qū)別。
　時(shí)刻和時(shí)間間隔
1．時(shí)刻：表示某一瞬間，在時(shí)間軸上用點(diǎn)表示，如第2 s末、第8 s初等均為時(shí)刻。
2．時(shí)間間隔：表示兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間，在時(shí)間軸上用線段表示，如前4 s內(nèi)(0至4 s末)、第4 s內(nèi)(3 s末至4 s末)等均為時(shí)間間隔。
根據(jù)下圖回答問題。
問題1　“五點(diǎn)鐘”“半個(gè)小時(shí)”“10分鐘”“8點(diǎn)”請(qǐng)把它們分類，它們的含義相同嗎？
提示：不同，“五點(diǎn)鐘”“8點(diǎn)”指時(shí)刻；“半個(gè)小時(shí)”“10分鐘”指時(shí)間間隔。
問題2　如圖所示，在時(shí)間軸上標(biāo)出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s內(nèi)”“前3 s內(nèi)”，然后指出哪些表示時(shí)刻，哪些表示時(shí)間間隔？
提示：“第3 s初”、“第3 s末”表示時(shí)刻，“第3 s內(nèi)”、“前3 s內(nèi)”表示時(shí)間間隔。
問題3　時(shí)間和時(shí)刻有什么區(qū)別？
提示：時(shí)刻在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，時(shí)間指兩時(shí)刻間隔，在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)一段線段。
1．時(shí)刻和時(shí)間間隔的比較
項(xiàng)目 時(shí)刻 時(shí)間間隔
區(qū)別 在時(shí)間軸上用點(diǎn)表示，時(shí)刻與物體的位置相對(duì)應(yīng)，表示某一瞬時(shí) 在時(shí)間軸上用線段表示，時(shí)間間隔與物體的位移相對(duì)應(yīng)，表示某一段時(shí)間
聯(lián)系 兩個(gè)時(shí)刻的間隔即為時(shí)間間隔，即Δt＝t2－t1
2．時(shí)刻和時(shí)間間隔在時(shí)間軸上的表示
(1)時(shí)刻(如圖所示)
(2)時(shí)間間隔(如圖所示)
【典例1】　(2022·安徽合肥六校高一上月考)以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是(　　)
A．從北京開往西安的火車預(yù)計(jì)13點(diǎn)到
B．10秒初
C．某場(chǎng)足球賽傷停補(bǔ)時(shí)3分鐘
D．2022年9月27日7時(shí)50分，太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭成功將試驗(yàn)十六號(hào)A 、B星和試驗(yàn)十七號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空
C　[“13點(diǎn)”指的是一個(gè)時(shí)刻，故A錯(cuò)誤；“10秒初”指的是10秒剛開始的一個(gè)時(shí)刻，故B錯(cuò)誤；“3分鐘”指的是一段時(shí)間間隔，故C正確；“2022年9月27日7時(shí)50分”指的是一個(gè)時(shí)刻，故D錯(cuò)誤。]
　時(shí)刻與時(shí)間間隔的兩種判斷方法
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．漢十高速鐵路，簡(jiǎn)稱漢十高鐵，又名漢十客運(yùn)專線，是一條連接湖北省武漢市與十堰市的高速鐵路，是中國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中部地區(qū)與西北地區(qū)間的便捷聯(lián)系通道。下面這張截圖是從中國(guó)鐵路12306官網(wǎng)查詢到的C9201次列車信息，其中07：45和02：21分別對(duì)應(yīng)的是(　　)
A．時(shí)間間隔、時(shí)刻　　　　 B．時(shí)刻、時(shí)間間隔
C．時(shí)間間隔、時(shí)間間隔　 D．時(shí)刻、時(shí)刻
B　[由題圖信息知，07：45是高鐵開動(dòng)的時(shí)間，是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，所以是時(shí)刻；02：21是高鐵從漢口到十堰的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，是一個(gè)時(shí)間段，所以是時(shí)間間隔。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]
2．(多選)關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．物體在5 s時(shí)指的是物體在5 s末時(shí)，指的是時(shí)刻
B．物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s 的時(shí)間間隔
C．物體在第5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s 的時(shí)間間隔
D．第4 s末就是第5 s初，指的是時(shí)刻
ACD　[畫出時(shí)間軸，從坐標(biāo)軸上分析，選項(xiàng)A、C、D正確。
]
　位置和位移
1．坐標(biāo)系
(1)建立目的：定量描述物體的位置及位置的變化。
(2)坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。
(3)常見的坐標(biāo)系的種類：一維坐標(biāo)系、平面直角坐標(biāo)系和空間坐標(biāo)系。
2．路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。
3．位移
(1)物理意義：表示物體(質(zhì)點(diǎn))位置變化的物理量。
(2)定義：從初位置指向末位置的一條有向線段。
(3)大小：初、末位置間有向線段的長(zhǎng)度。
(4)方向：由初位置指向末位置。
4．矢量和標(biāo)量
(1)矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移、力等。
(2)標(biāo)量：只有大小，沒有方向的物理量，如質(zhì)量、時(shí)間、路程等。
中考結(jié)束后，小明準(zhǔn)備從天津去上海參觀復(fù)旦、交大等名校。他有三種方式可供選擇：乘輪船、坐高鐵和乘飛機(jī)。
問題1　三種出行方式的路程是否相同？位移是否相同？
提示：路程不相同，位移相同。
問題2　位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？
提示：不相等　在單向直線運(yùn)動(dòng)中位移的大小等于路程。
問題3　為什么要引入“位移”概念？
提示：為了描述物體位置的變化，需要引入“位移”概念。
1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
比較項(xiàng)目 位移 路程
物理意義 描述物體的位置變化，是由初位置指向末位置的有向線段 描述物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
標(biāo)矢性 矢量 標(biāo)量
相關(guān)因素 由物體的初、末位置決定，與物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān) 既與物體的初、末位置有關(guān)，也與物體運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)
2．矢量和標(biāo)量
(1)標(biāo)量：標(biāo)量是指只有大小而沒有方向的物理量。如長(zhǎng)度、質(zhì)量、路程等。
(2)矢量：矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等。矢量可以用帶箭頭的有向線段表示，在一維坐標(biāo)系中可以用正負(fù)號(hào)表示它的方向。
角度1　位移和路程的比較
【典例2】　下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移和路程的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A．路程是標(biāo)量，數(shù)值上就等于位移的大小
B．位移是矢量，其方向即為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向
C．在同一運(yùn)動(dòng)過程中，位移的值總小于路程的值
D．兩地間的位移是唯一的，路程是不確定的，與運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)
D　[路程是標(biāo)量，大小等于物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，不一定等于位移的大小，故A錯(cuò)誤；位移是矢量，位移的方向是初位置指向末位置，不一定是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向，故B錯(cuò)誤；對(duì)于同一運(yùn)動(dòng)過程而言，位移的大小不會(huì)比路程大，其中在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的值等于路程的值，故C錯(cuò)誤；位移的方向是初位置指向末位置，兩地間的位移是唯一的，路程是不確定的，與運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)，故D正確。]
角度2　位移和路程的計(jì)算
【典例3】　如圖所示，某人沿半徑R＝50 m的圓形跑道跑步，從A點(diǎn)出發(fā)逆時(shí)針跑過圓周到達(dá)B點(diǎn)，試求由A到B的過程中，此人運(yùn)動(dòng)的路程和位移(取π＝3.14，＝1.414)。
[解析]　此人運(yùn)動(dòng)的路程等于ACB所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)，即路程s＝×2πR＝235.5 m。
此人從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的位移大小等于由A指向B的有向線段的長(zhǎng)度，即位移大小x＝R＝70.7 m，位移的方向由A指向B。
[答案]　235.5 m　70.7 m，方向由A指向B
　位移的兩種計(jì)算方法
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3．如圖所示，一只蝸牛從足夠高的豎直竹竿底部向上爬行到3 m高處后，又慢慢向下爬行了1 m，然后暫時(shí)靜止。則在這段過程中(　　)
A．蝸牛的位移為3 m，方向豎直向上，路程為2 m
B．蝸牛的位移為1 m，方向豎直向下，路程為4 m
C．蝸牛的位移為2 m，方向豎直向上，路程為4 m
D．蝸牛的位移為1 m，方向豎直向下，路程為2 m
C　[取向上為正方向，第一階段的位移為3 m，第二階段的位移為－1 m，全過程的位移為2 m，方向豎直向上，總路程為4 m。]
　直線運(yùn)動(dòng)的位移
研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸，如圖所示。
1．物體的位置表示：用位置坐標(biāo)表示。如圖所示，若物體從A向B運(yùn)動(dòng)，則x1表示初位置A；x2表示末位置B。
2．物體的位移表示：(1)大小：末位置與初位置的坐標(biāo)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軸的正方向。
②Δx＜0，表示位移的方向指向x軸的負(fù)方向。
如圖所示，一輛轎車從超市出發(fā)，向東行駛了300 m到達(dá)電影院，繼續(xù)行駛了150 m到達(dá)度假村，又向西行駛了950 m到達(dá)博物館，最后回到超市。
問題1　以超市所在的位置為原點(diǎn)，以向東的方向?yàn)檎较颍?個(gè)單位長(zhǎng)度表示100 m，能否用一維坐標(biāo)系表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置？試畫出？
提示：能，以超市所在的位置為原點(diǎn)，以向東的方向?yàn)檎较颍瑒t電影院的坐標(biāo)為300 m，度假村的坐標(biāo)為450 m，博物館的坐標(biāo)為450－950＝－500 m，位置如圖所示：
問題2　如何求轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移的大小和方向？
提示：轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的過程中位移x′＝－500－300＝－800 m，即大小為800 m，方向向西。
1．直線運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算
物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的位移可通過初、末位置的坐標(biāo)值計(jì)算。如圖所示，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，物體從位置xA移動(dòng)到位置xB，發(fā)生的位移Δx＝xB－xA。對(duì)于甲圖，Δx＝3 m；對(duì)于圖乙，Δx＝－5 m。
2．直線運(yùn)動(dòng)位移的方向
在直線運(yùn)動(dòng)中，位移的方向一般用正負(fù)號(hào)來(lái)表示。如圖甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x軸正方向；如圖乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x軸負(fù)方向。這樣就可以用一個(gè)帶正負(fù)號(hào)的數(shù)值，把直線運(yùn)動(dòng)中位移矢量的大小和方向表示出來(lái)了。
名師點(diǎn)睛：(1)在直線運(yùn)動(dòng)中，坐標(biāo)對(duì)應(yīng)物體的位置，坐標(biāo)的變化量對(duì)應(yīng)物體的位移。
(2)無(wú)論初、末位置的坐標(biāo)大小關(guān)系如何，坐標(biāo)值的正、負(fù)如何，Δx＝x末－x初總是成立的。
【典例4】　一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表：
時(shí)刻/s 0 1 2 3 4 5 …
位置坐標(biāo)/m 2 0 －4 －1 －7 6 …
(1)該質(zhì)點(diǎn)前2 s的位移的大小是______________，方向________。
(2)該質(zhì)點(diǎn)第3 s內(nèi)的位移的大小是____________，方向________。
(3)該質(zhì)點(diǎn)前5 s的總位移的大小是____________，方向________。
[思路點(diǎn)撥]　①位置坐標(biāo)與時(shí)刻對(duì)應(yīng)，而位移與時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)。
②某段時(shí)間內(nèi)的位移等于這段時(shí)間初、末位置間的有向線段。
[解析]　如圖所示：
(1)前2 s的位移Δx1＝x2－x0＝－4 m－2 m＝－6 m，即位移的大小為6 m，方向沿x軸負(fù)方向。
(2)第3 s內(nèi)的位移Δx2＝x3－x2＝－1 m－(－4) m＝3 m，即位移的大小為3 m，方向沿x軸正方向。
(3)前5 s的總位移Δx3＝x5－x0＝6 m－2 m＝4 m，即位移的大小為4 m，方向沿x軸正方向。
[答案]　(1)6 m　沿x軸負(fù)方向　(2)3 m　沿x軸正方向　(3)4 m　沿x軸正方向
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
4．(多選)某一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿一直線做往返運(yùn)動(dòng)，如圖所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1 m，O點(diǎn)為x軸上的原點(diǎn)，且質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)再返回沿x軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是(　　)
A．質(zhì)點(diǎn)在A→B→C的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為2 m，方向沿x軸正方向，路程為4 m
B．質(zhì)點(diǎn)在B→D的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為－4 m，方向沿x軸負(fù)方向，路程為4 m
C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，其位置可用D點(diǎn)的坐標(biāo)－2 m表示
D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，相對(duì)于A點(diǎn)的位移為－3 m
BCD　[位移是矢量，是一段時(shí)間的初時(shí)刻位置指向這段時(shí)間末時(shí)刻位置的有向線段。A項(xiàng)中，在A→B→C時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為－2 m，方向沿x軸負(fù)方向，路程為4 m；B項(xiàng)中，在B→D時(shí)間內(nèi)位移為－4 m，方向沿x軸負(fù)方向，路程為4 m；C項(xiàng)中，D點(diǎn)位置為－2 m，故x＝－2 m；D項(xiàng)中，xAD ＝－3 m。]
1．下列關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻的表述中，表示時(shí)刻的是(　　)
A．一般人的反應(yīng)時(shí)間約為0.7 s
B．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小周期約為85 min
C．校運(yùn)動(dòng)會(huì)100 m賽跑的最好成績(jī)是12.8 s
D．2022年10月16日上午10時(shí)，中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)在北京開幕
D　[一般人的反應(yīng)時(shí)間約為0.7 s，0.7 s是指一段時(shí)間，是時(shí)間間隔；衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小周期約為85 min，85 min是指一段時(shí)間，是時(shí)間間隔；校運(yùn)動(dòng)會(huì)100 m賽跑的最好成績(jī)是12.8 s，12.8 s是指一段時(shí)間，是時(shí)間間隔；2022年10月16日上午10時(shí)，中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)在北京開幕，2022年10月16日上午10時(shí)是指時(shí)間點(diǎn)，是時(shí)刻。選項(xiàng)D正確。]
2．下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說(shuō)法正確的是(　　)
A．選定正方向，做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，則x甲>x乙
B．甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50 m，這兩個(gè)物體的位移必定相同
C．溫度計(jì)讀數(shù)有正有負(fù)，所以溫度是矢量
D．溫度計(jì)讀數(shù)的正負(fù)號(hào)表示溫度高低，不表示方向，溫度是標(biāo)量
D　[直線運(yùn)動(dòng)中位移的正負(fù)號(hào)表示方向，不表示大小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩個(gè)矢量大小相等、方向相同時(shí)，它們才相同，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度是標(biāo)量，溫度的正負(fù)號(hào)表示溫度的高低，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]
3．某同學(xué)在操場(chǎng)上向正北方向運(yùn)動(dòng)了16 m，接著轉(zhuǎn)向正東方向運(yùn)動(dòng)了12 m。兩段路線相互垂直。整個(gè)過程中，該同學(xué)的位移大小和路程分別為(　　)
A．20 m，20 m　　　 B．28 m，28 m
C．20 m，28 m　　　 D．28 m，20 m
C　[位移的大小等于初末位置的距離，大小為x＝ m＝20 m，路程等于運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，s＝12 m＋16 m＝28 m。故C正確。]
4．如圖所示，在距墻1 m的A點(diǎn)，小球以某一速度沖向與墻壁固定的彈簧，將彈簧壓縮到最短時(shí)到達(dá)距墻0.2 m的B點(diǎn)，然后又被彈回至距墻1.5 m的C點(diǎn)靜止，則從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，小球的位移大小和路程分別是(　　)
A．0.5 m、1.3 m　　　 B．0.8 m、1.3 m
C．0.8 m、1.5 m　　　 D．0.5 m、2.1 m
D　[位移的大小等于初末位置的距離，可知位移的大小等于AC的距離，即為1.5 m－1 m＝0.5 m；路程等于運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，可知s＝(1＋1.5－2×0.2) m＝2.1 m，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。]
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．怎樣在具體問題中辨析時(shí)刻與時(shí)間間隔？
提示：(1)根據(jù)上下文判斷：分析所給的說(shuō)法，根據(jù)題意去體會(huì)和判斷。時(shí)刻對(duì)應(yīng)的是某一事件或運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的是事件或運(yùn)動(dòng)的過程。
(2)利用時(shí)間軸判斷：畫出時(shí)間軸，把所給的時(shí)刻和時(shí)間間隔表示出來(lái)，對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)的是時(shí)刻，對(duì)應(yīng)一段線段的是時(shí)間間隔。
2．在實(shí)際問題中位移和路程有何區(qū)別與聯(lián)系？
提示：位移由物體的初、末位置決定，與路徑無(wú)關(guān)，不管經(jīng)歷什么路徑，只要初、末位置相同，位移就相同；而路程由物體的運(yùn)動(dòng)軌跡決定，與路徑有關(guān)。路程是標(biāo)量，無(wú)方向，其大小計(jì)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則(可以直接相加減)；位移是矢量，有方向，其大小計(jì)算不能直接相加減。
3．在一維坐標(biāo)系中，選擇不同的坐標(biāo)原點(diǎn)，各點(diǎn)的位置坐標(biāo)不同， 兩點(diǎn)間位移是否相同？為什么？
提示：相同，因?yàn)槲灰婆c坐標(biāo)系的選取無(wú)關(guān)。
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空面段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。
2018年12月26日，北斗三號(hào)基本系統(tǒng)開始提供全球服務(wù)。2019年9月，北斗系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)，在軌39顆衛(wèi)星中包括21顆北斗三號(hào)衛(wèi)星：有18顆運(yùn)行于中圓軌道、1顆運(yùn)行于地球靜止軌道、2顆運(yùn)行于傾斜地球同步軌道。2019年9月23日5時(shí)10分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射第四十七、四十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。2019年11月5日凌晨1點(diǎn)43分，成功發(fā)射第49顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗三號(hào)系統(tǒng)最后一顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，12月16日15時(shí)22分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第五十二、五十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。至此，所有中圓地球軌道衛(wèi)星全部發(fā)射完畢。
2020年3月9日19時(shí)55分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)提供服務(wù)。
　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將免費(fèi)提供定位、測(cè)量和授時(shí)服務(wù)，定位精度10 m，測(cè)速精度0.2 m/s。
(1)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位提供的是被測(cè)物體的________(選填“位移”或“位置”)。
(2)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時(shí)服務(wù)提供的是________(選填“時(shí)間間隔”或“時(shí)刻”)。
提示：由位置、位移、時(shí)間間隔、時(shí)刻的定義可知，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位提供的是一個(gè)點(diǎn)，是位置，不是位置的變化；北斗衛(wèi)星導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)提供的是時(shí)刻。
[答案]　(1)位置　(2)時(shí)刻第2節(jié)　時(shí)間　位移
第1課時(shí)　時(shí)間　位移
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．知道時(shí)刻和時(shí)間間隔的含義以及它們的區(qū)別。 2．知道坐標(biāo)系的類型，會(huì)建立坐標(biāo)系和定量描述物體位置的變化。 3．掌握位移的概念，知道位移是矢量，掌握位移和路程的區(qū)別。
　時(shí)刻和時(shí)間間隔
1．時(shí)刻：表示____________，在時(shí)間軸上用________表示，如第2 s末、第8 s初等均為時(shí)刻。
2．時(shí)間間隔：表示________________的時(shí)間，在時(shí)間軸上用________表示，如前4 s內(nèi)(0至4 s末)、第4 s內(nèi)(3 s末至4 s末)等均為時(shí)間間隔。
根據(jù)下圖回答問題。
問題1　“五點(diǎn)鐘”“半個(gè)小時(shí)”“10分鐘”“8點(diǎn)”請(qǐng)把它們分類，它們的含義相同嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　如圖所示，在時(shí)間軸上標(biāo)出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s內(nèi)”“前3 s內(nèi)”，然后指出哪些表示時(shí)刻，哪些表示時(shí)間間隔？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　時(shí)間和時(shí)刻有什么區(qū)別？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．時(shí)刻和時(shí)間間隔的比較
項(xiàng)目 時(shí)刻 時(shí)間間隔
區(qū)別 在時(shí)間軸上用點(diǎn)表示，時(shí)刻與物體的位置相對(duì)應(yīng)，表示某一瞬時(shí) 在時(shí)間軸上用線段表示，時(shí)間間隔與物體的位移相對(duì)應(yīng)，表示某一段時(shí)間
聯(lián)系 兩個(gè)時(shí)刻的間隔即為時(shí)間間隔，即Δt＝t2－t1
2．時(shí)刻和時(shí)間間隔在時(shí)間軸上的表示
(1)時(shí)刻(如圖所示)
(2)時(shí)間間隔(如圖所示)
【典例1】　(2022·安徽合肥六校高一上月考)以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是(　　)
A．從北京開往西安的火車預(yù)計(jì)13點(diǎn)到
B．10秒初
C．某場(chǎng)足球賽傷停補(bǔ)時(shí)3分鐘
D．2022年9月27日7時(shí)50分，太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭成功將試驗(yàn)十六號(hào)A 、B星和試驗(yàn)十七號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空
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　時(shí)刻與時(shí)間間隔的兩種判斷方法
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．漢十高速鐵路，簡(jiǎn)稱漢十高鐵，又名漢十客運(yùn)專線，是一條連接湖北省武漢市與十堰市的高速鐵路，是中國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中部地區(qū)與西北地區(qū)間的便捷聯(lián)系通道。下面這張截圖是從中國(guó)鐵路12306官網(wǎng)查詢到的C9201次列車信息，其中07：45和02：21分別對(duì)應(yīng)的是(　　)
A．時(shí)間間隔、時(shí)刻
B．時(shí)刻、時(shí)間間隔
C．時(shí)間間隔、時(shí)間間隔
D．時(shí)刻、時(shí)刻
2．(多選)關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．物體在5 s時(shí)指的是物體在5 s末時(shí)，指的是時(shí)刻
B．物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s 的時(shí)間間隔
C．物體在第5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s 的時(shí)間間隔
D．第4 s末就是第5 s初，指的是時(shí)刻
　位置和位移
1．坐標(biāo)系
(1)建立目的：定量描述物體的位置及____________。
(2)坐標(biāo)系的三要素：________、________和單位長(zhǎng)度。
(3)常見的坐標(biāo)系的種類：____________、________________________和空間坐標(biāo)系。
2．路程：物體________的長(zhǎng)度。
3．位移
(1)物理意義：表示物體(質(zhì)點(diǎn))________變化的物理量。
(2)定義：從________指向________的一條有向線段。
(3)大小：初、末位置間有向線段的________。
(4)方向：由________指向________。
4．矢量和標(biāo)量
(1)矢量：既有________又有________的物理量，如位移、力等。
(2)標(biāo)量：只有________，沒有________的物理量，如質(zhì)量、時(shí)間、路程等。
中考結(jié)束后，小明準(zhǔn)備從天津去上海參觀復(fù)旦、交大等名校。他有三種方式可供選擇：乘輪船、坐高鐵和乘飛機(jī)。
問題1　三種出行方式的路程是否相同？位移是否相同？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　為什么要引入“位移”概念？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
比較項(xiàng)目 位移 路程
物理意義 描述物體的位置變化，是由初位置指向末位置的有向線段 描述物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
標(biāo)矢性 矢量 標(biāo)量
相關(guān)因素 由物體的初、末位置決定，與物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān) 既與物體的初、末位置有關(guān)，也與物體運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)
2．矢量和標(biāo)量
(1)標(biāo)量：標(biāo)量是指只有大小而沒有方向的物理量。如長(zhǎng)度、質(zhì)量、路程等。
(2)矢量：矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等。矢量可以用帶箭頭的有向線段表示，在一維坐標(biāo)系中可以用正負(fù)號(hào)表示它的方向。
角度1　位移和路程的比較
【典例2】　下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移和路程的說(shuō)法中，正確的是(　　)
A．路程是標(biāo)量，數(shù)值上就等于位移的大小
B．位移是矢量，其方向即為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向
C．在同一運(yùn)動(dòng)過程中，位移的值總小于路程的值
D．兩地間的位移是唯一的，路程是不確定的，與運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)
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角度2　位移和路程的計(jì)算
【典例3】　如圖所示，某人沿半徑R＝50 m的圓形跑道跑步，從A點(diǎn)出發(fā)逆時(shí)針跑過圓周到達(dá)B點(diǎn)，試求由A到B的過程中，此人運(yùn)動(dòng)的路程和位移(取π＝3.14，＝1.414)。
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　位移的兩種計(jì)算方法
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
3．如圖所示，一只蝸牛從足夠高的豎直竹竿底部向上爬行到3 m高處后，又慢慢向下爬行了1 m，然后暫時(shí)靜止。則在這段過程中(　　)
A．蝸牛的位移為3 m，方向豎直向上，路程為2 m
B．蝸牛的位移為1 m，方向豎直向下，路程為4 m
C．蝸牛的位移為2 m，方向豎直向上，路程為4 m
D．蝸牛的位移為1 m，方向豎直向下，路程為2 m
　直線運(yùn)動(dòng)的位移
研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸，如圖所示。
1．物體的位置表示：用位置________表示。如圖所示，若物體從A向B運(yùn)動(dòng)，則x1表示初位置A；x2表示末位置B。
2．物體的位移表示：(1)大小：________位置與________位置的坐標(biāo)之差：Δx＝________。
(2)方向：________位置指向________位置。
①Δx＞0，表示位移的方向指向x軸的________方向。
②Δx＜0，表示位移的方向指向x軸的________方向。
如圖所示，一輛轎車從超市出發(fā)，向東行駛了300 m到達(dá)電影院，繼續(xù)行駛了150 m到達(dá)度假村，又向西行駛了950 m到達(dá)博物館，最后回到超市。
問題1　以超市所在的位置為原點(diǎn)，以向東的方向?yàn)檎较颍?個(gè)單位長(zhǎng)度表示100 m，能否用一維坐標(biāo)系表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置？試畫出？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　如何求轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移的大小和方向？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．直線運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算
物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的位移可通過初、末位置的坐標(biāo)值計(jì)算。如圖所示，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，物體從位置xA移動(dòng)到位置xB，發(fā)生的位移Δx＝xB－xA。對(duì)于甲圖，Δx＝3 m；對(duì)于圖乙，Δx＝－5 m。
2．直線運(yùn)動(dòng)位移的方向
在直線運(yùn)動(dòng)中，位移的方向一般用正負(fù)號(hào)來(lái)表示。如圖甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x軸正方向；如圖乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x軸負(fù)方向。這樣就可以用一個(gè)帶正負(fù)號(hào)的數(shù)值，把直線運(yùn)動(dòng)中位移矢量的大小和方向表示出來(lái)了。
名師點(diǎn)睛：(1)在直線運(yùn)動(dòng)中，坐標(biāo)對(duì)應(yīng)物體的位置，坐標(biāo)的變化量對(duì)應(yīng)物體的位移。
(2)無(wú)論初、末位置的坐標(biāo)大小關(guān)系如何，坐標(biāo)值的正、負(fù)如何，Δx＝x末－x初總是成立的。
【典例4】　一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表：
時(shí)刻/s 0 1 2 3 4 5 …
位置坐標(biāo)/m 2 0 －4 －1 －7 6 …
(1)該質(zhì)點(diǎn)前2 s的位移的大小是______________，方向________。
(2)該質(zhì)點(diǎn)第3 s內(nèi)的位移的大小是____________，方向________。
(3)該質(zhì)點(diǎn)前5 s的總位移的大小是____________，方向________。
[思路點(diǎn)撥]　①位置坐標(biāo)與時(shí)刻對(duì)應(yīng)，而位移與時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)。
②某段時(shí)間內(nèi)的位移等于這段時(shí)間初、末位置間的有向線段。
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[跟進(jìn)訓(xùn)練]
4．(多選)某一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿一直線做往返運(yùn)動(dòng)，如圖所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1 m，O點(diǎn)為x軸上的原點(diǎn)，且質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)再返回沿x軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是(　　)
A.質(zhì)點(diǎn)在A→B→C的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為2 m，方向沿x軸正方向，路程為4 m
B．質(zhì)點(diǎn)在B→D的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為－4 m，方向沿x軸負(fù)方向，路程為4 m
C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，其位置可用D點(diǎn)的坐標(biāo)－2 m表示
D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，相對(duì)于A點(diǎn)的位移為－3 m
1．下列關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻的表述中，表示時(shí)刻的是(　　)
A．一般人的反應(yīng)時(shí)間約為0.7 s
B．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小周期約為85 min
C．校運(yùn)動(dòng)會(huì)100 m賽跑的最好成績(jī)是12.8 s
D．2022年10月16日上午10時(shí)，中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)在北京開幕
2．下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說(shuō)法正確的是(　　)
A．選定正方向，做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，則x甲>x乙
B．甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50 m，這兩個(gè)物體的位移必定相同
C．溫度計(jì)讀數(shù)有正有負(fù)，所以溫度是矢量
D．溫度計(jì)讀數(shù)的正負(fù)號(hào)表示溫度高低，不表示方向，溫度是標(biāo)量
3．某同學(xué)在操場(chǎng)上向正北方向運(yùn)動(dòng)了16 m，接著轉(zhuǎn)向正東方向運(yùn)動(dòng)了12 m。兩段路線相互垂直。整個(gè)過程中，該同學(xué)的位移大小和路程分別為(　　)
A．20 m，20 m　　 B．28 m，28 m
C．20 m，28 m　　 D．28 m，20 m
4．如圖所示，在距墻1 m的A點(diǎn)，小球以某一速度沖向與墻壁固定的彈簧，將彈簧壓縮到最短時(shí)到達(dá)距墻0.2 m的B點(diǎn)，然后又被彈回至距墻1.5 m的C點(diǎn)靜止，則從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，小球的位移大小和路程分別是(　　)
A．0.5 m、1.3 m B．0.8 m、1.3 m
C．0.8 m、1.5 m D．0.5 m、2.1 m
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．怎樣在具體問題中辨析時(shí)刻與時(shí)間間隔？
2．在實(shí)際問題中位移和路程有何區(qū)別與聯(lián)系？
3．在一維坐標(biāo)系中，選擇不同的坐標(biāo)原點(diǎn)，各點(diǎn)的位置坐標(biāo)不同， 兩點(diǎn)間位移是否相同？為什么？
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)和美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空面段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。
2018年12月26日，北斗三號(hào)基本系統(tǒng)開始提供全球服務(wù)。2019年9月，北斗系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)，在軌39顆衛(wèi)星中包括21顆北斗三號(hào)衛(wèi)星：有18顆運(yùn)行于中圓軌道、1顆運(yùn)行于地球靜止軌道、2顆運(yùn)行于傾斜地球同步軌道。2019年9月23日5時(shí)10分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射第四十七、四十八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。2019年11月5日凌晨1點(diǎn)43分，成功發(fā)射第49顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗三號(hào)系統(tǒng)最后一顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，12月16日15時(shí)22分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第五十二、五十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。至此，所有中圓地球軌道衛(wèi)星全部發(fā)射完畢。
2020年3月9日19時(shí)55分，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)提供服務(wù)。
　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將免費(fèi)提供定位、測(cè)量和授時(shí)服務(wù)，定位精度10 m，測(cè)速精度0.2 m/s。
(1)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位提供的是被測(cè)物體的________(選填“位移”或“位置”)。
(2)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時(shí)服務(wù)提供的是________(選填“時(shí)間間隔”或“時(shí)刻”)。第2課時(shí)　位移—時(shí)間圖像　位移和時(shí)間的測(cè)量
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．了解位移—時(shí)間圖像的物理意義，并能利用圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)。 2．知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間。
　位移—時(shí)間圖像
1．x-t圖像：x-t圖像實(shí)質(zhì)是位置—時(shí)間圖像，選取物體運(yùn)動(dòng)的初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則位置坐標(biāo)與位移大小相等，位置—時(shí)間圖像就成為位移—時(shí)間圖像。
2．物理意義：描述了物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移。
如圖所示，一位同學(xué)為了描述一列火車沿直線軌道的運(yùn)動(dòng)情況，畫出了它的位移—時(shí)間圖像。
問題1　火車離開出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是多大？
提示：90 m。
問題2　火車在2.5～3 min時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況如何？
提示：靜止。
問題3　火車的位移—時(shí)間圖像是火車的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？
提示：不是，位移—時(shí)間圖像表示位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。
1．從x-t圖像中獲得的信息
(1)任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移。
(2)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生某段位移所用的時(shí)間。
(3)判斷質(zhì)點(diǎn)是靜止還是運(yùn)動(dòng)；若圖線與t軸平行，表示質(zhì)點(diǎn)靜止，如圖中0～t1時(shí)間內(nèi)；若圖線是一條傾斜的直線，表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖中t1～t2時(shí)間內(nèi)。
(4)判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，運(yùn)動(dòng)的快慢由圖線的斜率直觀表示，斜率越大，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得越快，如圖中乙比甲運(yùn)動(dòng)快。
(5)交點(diǎn)：兩圖線的交點(diǎn)表示兩質(zhì)點(diǎn)在這一時(shí)刻相遇，如圖中P點(diǎn)所示。
(6)截距：圖像不過原點(diǎn)時(shí)，若從縱軸開始，則表示開始計(jì)時(shí)時(shí)，位移不為零(如圖中甲所示)。若從橫軸開始，則表示計(jì)時(shí)一段時(shí)間后，質(zhì)點(diǎn)才開始運(yùn)動(dòng)(如圖中乙所示)。
2．常見的幾種x-t圖像的比較
圖像 物理意義
①②都表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，但靜止的位置不同
③表示物體從x1處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ④表示物體從x＝0處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ⑤表示物體從x2處沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ⑥表示物體從－x3處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
⑦表示物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，且速度逐漸減小
【典例1】　如圖所示為某客車的x-t圖像。
(1)根據(jù)圖像說(shuō)明客車在各時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)客車最遠(yuǎn)位置距離出發(fā)點(diǎn)多少千米？
[思路點(diǎn)撥]　在x-t圖像中，圖線反映了物體的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。在t軸上方的位移為正，表示位移方向與規(guī)定的正方向相同；t軸下方位移為負(fù)，表示位移方向與規(guī)定的正方向相反。
[解析]　(1)0～1 h，客車向正方向前進(jìn)40 km。1～1.5 h，客車靜止在40 km處。1.5～3 h，客車沿負(fù)方向返回。
(2)由圖像可知，1 h末客車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離為40 km。
[答案]　(1)見解析　(2)40 km
　在分析處理位移—圖像問題時(shí)的3點(diǎn)注意：
(1)無(wú)論物體的位移—時(shí)間圖像是直線還是曲線，物體均做直線運(yùn)動(dòng)。
(2)物體開始運(yùn)動(dòng)的初始位置由t＝0時(shí)的位移即縱軸的截距決定。
(3)物體的位移越來(lái)越大，表示物體沿著正方向運(yùn)動(dòng)，反之物體沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．一物體做直線運(yùn)動(dòng)，其位移－時(shí)間圖像如圖所示，設(shè)向右為正方向，則在前6 s內(nèi)(　　)
A．物體先向左運(yùn)動(dòng)，2 s后開始向右運(yùn)動(dòng)
B．在t＝2 s時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
C．前2 s內(nèi)物體位于出發(fā)點(diǎn)的左方，后4 s內(nèi)位于出發(fā)點(diǎn)的右方
D．在t＝4 s時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
D　[由題意知向右為正方向。由題圖圖像可知，物體從－5 m處向右運(yùn)動(dòng)至5 m處，然后返回至4 m處，始終位于出發(fā)點(diǎn)右方，物體在前4 s內(nèi)一直向右運(yùn)動(dòng)，后2 s內(nèi)向左運(yùn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤；在t＝4 s時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，B錯(cuò)誤，D正確。]
　位移和時(shí)間的測(cè)量
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如圖所示)
(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器；工作電壓約為8 V，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)。
(2)電火花計(jì)時(shí)器
使用220 V交變電源，打點(diǎn)周期0.02 s。
2．時(shí)間的測(cè)量
從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)(起始點(diǎn))開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，例如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，則紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝0.02n s。
3．位移的測(cè)量
用刻度尺測(cè)量紙帶上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，即為相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移大小。
如圖所示的紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)得到的，紙帶的左端先通過電火花計(jì)時(shí)器，
問題1　從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定紙帶運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？
提示：紙帶運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快。
問題2　若所用電源的頻率為50 Hz，從打下A點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡，歷時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間？
提示：0.26 s。
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較
比較項(xiàng)目 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花計(jì)時(shí)器
結(jié)構(gòu)示意圖
打點(diǎn)原理 電磁作用下振針上下周期性振動(dòng)打點(diǎn) 脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸放電打點(diǎn)
工作電源 約為8 V的交變電源 220 V的交變電源
打點(diǎn)周期 0.02 s 0.02 s
阻力來(lái)源 紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，紙帶與振針的摩擦 紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，比前者小
功能 功能相同，都是計(jì)時(shí)儀器
2．測(cè)量位移和時(shí)間的方法
(1)測(cè)位移：照相法或頻閃照相法、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法。
(2)測(cè)時(shí)間：可用鐘表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
3．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量位移和時(shí)間的步驟
(1)安裝、固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔。
(2)接通電源待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)。隨后關(guān)閉電源。
(3)取下紙帶從便于測(cè)量的位置開始(起始點(diǎn))，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，算出紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
(4)用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移x。
【典例2】　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓約為________，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過____________，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的________面。
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率是50 Hz，如圖所示，紙帶上的A點(diǎn)先通過計(jì)時(shí)器，A、B間歷時(shí)________ s，位移大小為________m。
[解析]　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是低壓交變電源，工作電壓約為8 V，當(dāng)交流電頻率為50 Hz時(shí)，計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)，為了防止紙帶不穩(wěn)定，紙帶應(yīng)穿過限位孔放在復(fù)寫紙下面。
(2)由電源的頻率是50 Hz，知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.02 s，則A、B間歷時(shí)tAB＝2T＝0.04 s，位移大小為xAB＝(1.20＋1.60)×10-2m＝0.028 0 m。
[答案]　(1)交變　8 V　0.02　限位孔　上　(2)0.04　0.028 0
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2．某一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡來(lái)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)常見的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有兩種：______________和______________，它們使用的都是________電源(填“直流”或“交變”)，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，每隔________ s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________。
A．釋放紙帶的同時(shí)，接通電源
B．先接通電源打點(diǎn)，后釋放紙帶運(yùn)動(dòng)
C．先釋放紙帶運(yùn)動(dòng)，后接通電源打點(diǎn)
D．紙帶上的點(diǎn)跡越密集，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的速度越大
(3)要測(cè)量小車的速度。除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含所用電源、紙帶、墨粉紙盤)外還必須使用的測(cè)量工具是________。
[解析]　(1)常見的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有兩種：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器，它們使用的都是交變電源。當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)由于小車速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，打出的紙帶長(zhǎng)度也有限，為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故A、C錯(cuò)誤，B正確；紙帶上的點(diǎn)跡越密集，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的速度越小，故D錯(cuò)誤。
(3)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含所用電源、紙帶、墨粉紙盤)外還必須使用的測(cè)量工具是刻度尺，用于測(cè)量紙帶上的點(diǎn)間距離。
[答案]　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　電火花計(jì)時(shí)器　交變　0.02　(2)B　(3)刻度尺
1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到無(wú)需測(cè)量的物理量是(　　)
A．時(shí)間間隔　　B．位移　　C．平均速度　　D．瞬時(shí)速度
A　[時(shí)間間隔可以通過數(shù)紙帶上所打點(diǎn)的個(gè)數(shù)得出，故A正確；位移需通過測(cè)量紙帶上所打點(diǎn)間的距離得出，故B錯(cuò)誤；而平均速度和瞬時(shí)速度都是依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)通過計(jì)算得出的，C、D錯(cuò)誤。]
2．如圖為一物體運(yùn)動(dòng)的s-t圖像，在0到4 s的時(shí)間內(nèi)，該物體的位移為(　　)
A．1 m　　　B．2 m　　　C．5 m　　　D．6 m
A　[在0到4 s的時(shí)間內(nèi)，該物體的位移為：Δs＝s2－s1＝2 m－1 m＝1 m，故選項(xiàng)A正確。]
3．(多選)某一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則(　　)
A．10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所處的位置坐標(biāo)為5 m
B．在10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移為5 m
C．在20 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移為9 m
D．第5 s末和第15 s末，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相反
AD　[圖像反映質(zhì)點(diǎn)位置隨時(shí)間的變化關(guān)系，10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)處在5 m的位置，A項(xiàng)正確；在10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的初位置坐標(biāo)為1 m，末位置坐標(biāo)為5 m，位移大小為4 m，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在20 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移為Δx＝x2－x1＝0－1 m＝－1 m，C項(xiàng)錯(cuò)誤；5 s末質(zhì)點(diǎn)沿正方向運(yùn)動(dòng)，15 s末質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確。]
4．使用電火花計(jì)時(shí)器分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中：
(1)在如下基本步驟中，正確的排列順序?yàn)開_______。
A．把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上
B．安放紙帶
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)
D．接通220 V交流電源
E．按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(diǎn)
(2)在安放紙帶時(shí)，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在________上，還要檢查________是否夾在兩紙帶之間。
[解析]　根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的觀察，掌握新儀器的使用方法是一種重要的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Αｋ娀鸹ㄓ?jì)時(shí)器的特點(diǎn)是打點(diǎn)靠放電針和墨粉紙盤之間的火花放電來(lái)實(shí)現(xiàn)，故其操作步驟和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是類似的。墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤軸上，目的是使它可以轉(zhuǎn)動(dòng)，均勻地被利用。墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[答案]　(1)ABDEC　(2)紙盤軸　墨粉紙盤
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．如何繪制x-t圖像？x-t圖像的物理意義是什么？
提示：在平面直角坐標(biāo)系中，用縱坐標(biāo)表示物體的位置，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，根據(jù)給出的(或測(cè)量的)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，用平滑的曲線連接各點(diǎn)，圖像表示物體在每一時(shí)刻的位置或每一段時(shí)間間隔的位移。
2．生活中我們通常用來(lái)測(cè)位移和時(shí)間的方法有哪些？
提示：頻閃照相法、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法。
3．由于我國(guó)交流電的頻率為50 Hz，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是多少？打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為多少？
提示： 0.02 s　 0.02 s。第2課時(shí)　位移—時(shí)間圖像　位移和時(shí)間的測(cè)量
學(xué)習(xí)任務(wù) 1．了解位移—時(shí)間圖像的物理意義，并能利用圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)。 2．知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄物體運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間。
　位移—時(shí)間圖像
1．x t圖像：x t圖像實(shí)質(zhì)是位置—時(shí)間圖像，選取物體運(yùn)動(dòng)的____________為坐標(biāo)原點(diǎn)，則位置坐標(biāo)與位移大小________，位置—時(shí)間圖像就成為位移—時(shí)間圖像。
2．物理意義：描述了物體在不同時(shí)間內(nèi)的________。
如圖所示，一位同學(xué)為了描述一列火車沿直線軌道的運(yùn)動(dòng)情況，畫出了它的位移—時(shí)間圖像。
問題1　火車離開出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是多大？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　火車在2.5～3 min時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況如何？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　火車的位移—時(shí)間圖像是火車的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．從x t圖像中獲得的信息
(1)任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移。
(2)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生某段位移所用的時(shí)間。
(3)判斷質(zhì)點(diǎn)是靜止還是運(yùn)動(dòng)；若圖線與t軸平行，表示質(zhì)點(diǎn)靜止，如圖中0～t1時(shí)間內(nèi)；若圖線是一條傾斜的直線，表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖中t1～t2時(shí)間內(nèi)。
(4)判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，運(yùn)動(dòng)的快慢由圖線的斜率直觀表示，斜率越大，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得越快，如圖中乙比甲運(yùn)動(dòng)快。
(5)交點(diǎn)：兩圖線的交點(diǎn)表示兩質(zhì)點(diǎn)在這一時(shí)刻相遇，如圖中P點(diǎn)所示。
(6)截距：圖像不過原點(diǎn)時(shí)，若從縱軸開始，則表示開始計(jì)時(shí)時(shí)，位移不為零(如圖中甲所示)。若從橫軸開始，則表示計(jì)時(shí)一段時(shí)間后，質(zhì)點(diǎn)才開始運(yùn)動(dòng)(如圖中乙所示)。
2．常見的幾種x t圖像的比較
圖像 物理意義
①②都表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，但靜止的位置不同
③表示物體從x1處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ④表示物體從x＝0處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ⑤表示物體從x2處沿負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) ⑥表示物體從－x3處沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
⑦表示物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，且速度逐漸減小
【典例1】　如圖所示為某客車的x t圖像。
(1)根據(jù)圖像說(shuō)明客車在各時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)客車最遠(yuǎn)位置距離出發(fā)點(diǎn)多少千米？
[思路點(diǎn)撥]　在x t圖像中，圖線反映了物體的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律。在t軸上方的位移為正，表示位移方向與規(guī)定的正方向相同；t軸下方位移為負(fù)，表示位移方向與規(guī)定的正方向相反。
[聽課記錄]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　在分析處理位移—圖像問題時(shí)的3點(diǎn)注意：
(1)無(wú)論物體的位移—時(shí)間圖像是直線還是曲線，物體均做直線運(yùn)動(dòng)。
(2)物體開始運(yùn)動(dòng)的初始位置由t＝0時(shí)的位移即縱軸的截距決定。
(3)物體的位移越來(lái)越大，表示物體沿著正方向運(yùn)動(dòng)，反之物體沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
1．一物體做直線運(yùn)動(dòng)，其位移－時(shí)間圖像如圖所示，設(shè)向右為正方向，則在前6 s內(nèi)(　　)
A．物體先向左運(yùn)動(dòng)，2 s后開始向右運(yùn)動(dòng)
B．在t＝2 s時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
C．前2 s內(nèi)物體位于出發(fā)點(diǎn)的左方，后4 s內(nèi)位于出發(fā)點(diǎn)的右方
D．在t＝4 s時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
　位移和時(shí)間的測(cè)量
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(如圖所示)
(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
使用________電源的________儀器；工作電壓約為________ V，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，每隔________打一次點(diǎn)。
(2)電火花計(jì)時(shí)器
使用220 V交變電源，打點(diǎn)周期________。
2．時(shí)間的測(cè)量
從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)(起始點(diǎn))開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，例如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，則紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝________ s。
3．位移的測(cè)量
用________測(cè)量紙帶上兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，即為相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)物體的位移大小。
如圖所示的紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)得到的，紙帶的左端先通過電火花計(jì)時(shí)器，
問題1　從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定紙帶運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　若所用電源的頻率為50 Hz，從打下A點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡，歷時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較
比較項(xiàng)目 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花計(jì)時(shí)器
結(jié)構(gòu)示意圖
打點(diǎn)原理 電磁作用下振針上下周期性振動(dòng)打點(diǎn) 脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸放電打點(diǎn)
工作電源 約為8 V的交變電源 220 V的交變電源
打點(diǎn)周期 0.02 s 0.02 s
阻力來(lái)源 紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，紙帶與振針的摩擦 紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，比前者小
功能 功能相同，都是計(jì)時(shí)儀器
2．測(cè)量位移和時(shí)間的方法
(1)測(cè)位移：照相法或頻閃照相法、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法。
(2)測(cè)時(shí)間：可用鐘表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。
3．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量位移和時(shí)間的步驟
(1)安裝、固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔。
(2)接通電源待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)。隨后關(guān)閉電源。
(3)取下紙帶從便于測(cè)量的位置開始(起始點(diǎn))，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，算出紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
(4)用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移x。
【典例2】　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓約為________，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過____________，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的________面。
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率是50 Hz，如圖所示，紙帶上的A點(diǎn)先通過計(jì)時(shí)器，A、B間歷時(shí)________ s，位移大小為________m。
[聽課記錄]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[跟進(jìn)訓(xùn)練]
2．某一學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡來(lái)探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)常見的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有兩種：______________和______________，它們使用的都是________電源(填“直流”或“交變”)，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，每隔________ s打一個(gè)點(diǎn)。
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________。
A.釋放紙帶的同時(shí)，接通電源
B．先接通電源打點(diǎn)，后釋放紙帶運(yùn)動(dòng)
C．先釋放紙帶運(yùn)動(dòng)，后接通電源打點(diǎn)
D．紙帶上的點(diǎn)跡越密集，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)的速度越大
(3)要測(cè)量小車的速度。除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含所用電源、紙帶、墨粉紙盤)外還必須使用的測(cè)量工具是________。
1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交變電源的計(jì)時(shí)儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到無(wú)需測(cè)量的物理量是(　　)
A．時(shí)間間隔 B．位移
C．平均速度 D．瞬時(shí)速度
2．如圖為一物體運(yùn)動(dòng)的s t圖像，在0到4 s的時(shí)間內(nèi)，該物體的位移為(　　)
A．1 m B．2 m
C．5 m D．6 m
3．(多選)某一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則(　　)
A．10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所處的位置坐標(biāo)為5 m
B．在10 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移為5 m
C．在20 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移為9 m
D．第5 s末和第15 s末，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相反
4．使用電火花計(jì)時(shí)器分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中：
(1)在如下基本步驟中，正確的排列順序?yàn)開_______。
A．把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上
B．安放紙帶
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)
D．接通220 V交流電源
E．按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(diǎn)
(2)在安放紙帶時(shí)，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在________上，還要檢查________是否夾在兩紙帶之間。
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問題：
1．如何繪制x t圖像？x t圖像的物理意義是什么？
2．生活中我們通常用來(lái)測(cè)位移和時(shí)間的方法有哪些？
3．由于我國(guó)交流電的頻率為50 Hz，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是多少？打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為多少？

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