《【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册》1.2时间 位移第2课时 讲义

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第一章运动的描述
第2节时间 位移第 2课时
【素养目标】
1．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．
2．理解位移—时间图象的意义
【必备知识】
知识点一、位移、时间图像
1. 定义
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。如果将物体运动
的初始位置选作坐标原点 O，则位置与位移大小相等（x=
∆ t
），位置——时间图像就成为位移——时间
图像，又称 x-t 图像。
2. 对x-t 图像的理解
①x-t 图像不是物体的运动轨迹
②x-t 图像反映了作直线运动的物体的位移随时间变化规律。
③x-t 图像只能描述物体作直线运动的情况，这是因为 x-t 图像只能表示位移的两个方向，即 t轴上方的图
线表示位移沿正方向，t轴下方的图线表示位移沿负方向。
④x-t 图像中的交点表示物体相遇
⑤x-t 图像的斜率表示速度，斜率的大小表示速度大小，斜率的正负表示速度方向。
知识点二、位移和时间的测量
1. 两种打点计时器
①电磁打点计时器：当给线圈通约 8v 交流电后，线圈产生磁场，振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作
用下向上或向下运动，这样振针便在纸带上打下一系列的点。
1
②电火花打点计时器：接 220V 的交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，经接正极的放
电针和墨粉纸盘接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点。
【点睛】两种打点计时器的比较
电火花计时器 电磁打点计时器
结构
图示
工作电压 220 V 交流电源 6 V 以下交流电源
打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动
打点周期 0.02 s 0.02 s
记录信息 位置、时刻或位移、时间
2. 使用打点计时器的注意事项
（1）如果在纸带上数出了 n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s.
（2）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．
（3）手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．
（4）使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，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．
（5）为了减小实验误差，计数点要每隔 T＝0.1 s 选一个，即每隔四个点取一个计数点，而计算计数点的
瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间，即 v＝.
（6）打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．
（7）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(可先统一测量出各个测
量点到起始点 O之间的距离)，读数时应估读到毫米的下一位。
【课堂检测】
1.如图所示为某物体做直线运动的 x–t 图像，下列说法正确的是（ ）
A.0-1s 内物体做匀加速运动 B.4s 内物体通过的位移大小为 4m
C.4s 内物体的平均速度大小为 0.5m/sD.4s 内物体的运动方向不变
2
【答案】 C
【解析】A．位移时间图像的斜率表示物体的运动速度，速度不变，0-1s 内物体做匀速运动，A不符合题
意；
B．4s 内物体通过的位移
x=0−2m=−2 m
， 大小为 2m，B不符合题意；
C．4s 内物体的平均速度大小
v=x
t=2
4
m/s=0.5 m/s
， C符合题意；
D．0-1s 内物体沿正方向运动，3s-4s 内物体沿负方向运动，运动方向改变，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】图像斜率代表速度，则在第 1s 内物体做匀速直线运动；利用初末位置坐标可以求出位移的大小；
利用位移和时间可以求出平均速度的大小；利用斜率的符号可以判别物体的运动方向。
2.如图所示，物体沿两个半径为
R
的圆弧由
A
到
，则它的位移和路程分别为（ ）
A.
5 π
2
R
，
A
指向
C
；
Δv /Δt
B.
5 π
2
R
，
A
指向
C
；
5 π
2
R
C.
Δv /Δt
，
A
指向
C
；
5 π
2
R
D.
Δv /Δt
，
C
指向
A
；
5π
2
R
【答案】 C
【解析】路程等于路径的长度，则从A到C的路程为πR+
3
2
πR=
5
2
πR；物体的位移大小为 AC 的长度，
根据几何关系可知：
xAC=
√
R2+(3R)2=
√
10 R
，ABD 不符合题意，C符合题意．
故答案为：C
【分析】利用初末位置可以求出位移的大小及方向；利用轨迹的长度可以求出路程的大小。
3
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