銜接點03 位移－時間圖像　位移和時間的測量（原卷版）

銜接點03位移－時間圖像位移和時間的測量課程標準初中會用x-t圖像描述勻速直線運動，會計算物體運動的速度高中了解x-t圖像斜率的含義了解兩種打點計時器的結構和工作原理，并學會安裝和使用.3.會用打點計時器打出的紙帶測量位移和時間。4.會利用x-t圖像處理簡單的勻速直線運動的追及和相遇問題。初中物理知識儲備1．直線坐標系：會確定物體在直線運動中的位置。會用直線坐標系描述物體的位置。2．路程：會計算簡單的勻速直線運動的路程問題。3.掌握刻度尺測量物體長度的方法。掌握毫米刻度尺的估讀方法。4.x-t圖像（1）會用x-t圖像描述勻速直線運動和靜止狀態(tài)。（2）會根據圖像計算勻速直線運動的速度大小。（3）知道不同x-t圖像的交點的含義：物體在某處相遇。高中物理新知識、新模型一、直線運動的位移研究直線運動時，在物體運動的直線上建立x軸，如圖所示。1．物體的位置表示：用位置坐標表示。如圖所示，若物體從A向B運動，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?。耗┪恢门c初位置的坐標之差，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軸的負方向。二、位移－時間圖像1．位置－時間圖像：反映物體在任意時刻的位置的圖像．在直角坐標系中選時刻t為橫軸，選位置x為縱軸，其上的圖線就是位置－時間圖像．2．位移－時間圖像(x－t圖像)：反映物體在不同時間內的位移的圖像．將物體運動的初始位置選作位置坐標原點O，則位置與位移大小相等(x＝Δx)，位置－時間圖像就成為位移－時間圖像．三、位移和時間的測量1．兩種打點計時器(如圖所示)(1)電磁打點計時器使用交變電源的計時儀器；工作電壓約為8V，當電源頻率是50Hz時，每隔0.02s打一次點．(2)電火花計時器使用220V交變電源，當電源頻率是50Hz時打點周期是0.02s.2．時間的測量從能夠看清的某個點開始(起始點)，往后數(shù)出若干個點，數(shù)出時間間隔個數(shù)n，則這段時間t＝0.02ns．(打點頻率為50Hz)3．位移的測量用刻度尺測量紙帶上兩個點之間的距離，即為相應時間間隔內物體的位移大小．初、高中物理銜接點1.用圖像描述和表達物理規(guī)律是物理研究中常用的方法。位移一時間圖像是高中研究的第一個物理圖像，它將位移與時間結合起來，形象地表示了它們的關系，即物體在不同時刻的位置和通過不同時間間隔的位移。位移一時間圖像可以直觀、形象地描述物體的運動。在研究物體的運動時，只要物體在任意時刻的位置確定了，那么物體的運動情況也就清楚了，因此記錄物體在任意時刻的位置是重要的。2.同學們在學習時需要注意，位置與位移雖然并不是一個概念，但如果以物體的出發(fā)點作為坐標原點且物體做直線運動，則位移與位置相等(x=x)，位置與時刻的變化關系，就是位移與時間的變化關系，此時位置一時刻圖像，也稱為位移一時間圖像，即x-t圖像。為使學生進一步理解二者的聯(lián)系與區(qū)別，也可以讓學生描繪一個計時起點物體不在坐標原點的直線運動的位置一時刻圖像教學的重點是如何繪制x-t圖像以及對x-t圖像的物理含義的理解。通過學習x-t圖像，學生也會初步體會到一般物理圖像的作圖方法和圖像對分析物理問題的意義。3.同學們在初中數(shù)學課中學過繪制函數(shù)圖像，因此學習中可借助數(shù)學知識，將時間視為函數(shù)自變量，位移視為函數(shù)因變量，借助函數(shù)圖像的描繪方法，描述x-t圖像，并分析其物理意義。以電梯底端為坐標原點，沿電梯向上為正方向建立直線坐標系，電梯內正在上行的乘客的位移是正值還是負值？下行的乘客呢？乘客運動的路程可以是負值嗎？例題1.(多選)如圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考系的x－t圖像．下列說法正確的是()A．甲、乙兩物體的出發(fā)點相距x0B．甲物體比乙物體早出發(fā)的時間為t1C．甲、乙兩物體同向運動D．甲、乙兩物體在t2時刻相遇例題2.(1)打點計時器是記錄做直線運動物體的和的儀器．電火花計時器是其中的一種，其工作電壓是，電火花計時器靠電火花和墨粉打點，當交變電源的頻率為50Hz時，它每隔s打一次點．(2)以下是練習使用電火花計時器的部分實驗步驟，其中錯誤的操作是．A．把打點計時器固定在桌子上，把墨粉紙盤套在紙盤軸上，讓紙帶穿過限位孔B．把打點計時器與8V低壓交變電源相連C．用手水平拉動紙帶，然后啟動電源D．關閉電源，取下紙帶，用刻度尺測量某計數(shù)點與計時起點的距離x0，并算出時間t一、單選題1．甲、乙兩車從相距20m的A、B兩點同時在同一直線上做勻速直線運動，兩車的圖像分別如圖（a）、（b）所示，速度分別為、，經過時間t后，兩車相距10m。則以下錯誤的是（）A．t可能為20秒 B．t可能為150秒C．t可能為30秒 D．t可能為50秒2．為了防止高速公路汽車超速，高速交警使用超聲波測速儀進行測速，如圖1所示超聲波測速儀可以定向發(fā)出脈沖超聲波，也可以接收從汽車反射回來的超聲波信號。某次測速得到發(fā)出兩個脈沖超聲波和接收到兩個脈沖超聲波的時刻圖（p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，p3、p4分別是p1、p2由汽車反射回來的信號）如圖2所示，假設超聲波測速儀正對車輛行駛方向，超聲波在空氣中傳播的速度為350m/s。下列關于被測汽車運動說法正確的是（

）A．正在駛離測速儀，速度大小約為32m/s B．正在駛離測速儀，速度大小約為35m/sC．正在駛向測速儀，速度大小約為32m/s D．正在駛向測速儀，速度大小約為35m/s3．如圖所示，重慶鵝公巖大橋是連接南岸區(qū)和九龍坡區(qū)的橋梁，旁邊還有一座軌道大橋，是地鐵環(huán)線穿越長江的通道。大橋西側是謝家灣站，東側是海峽路站。一位同學在鵝公巖大橋上散步（沿同一方向做勻速直線運動）。恰逢列車在進行運行測試：大橋西側的列車從謝家灣站出發(fā)向橋向東行駛，東側的列車從海峽路站出發(fā)向橋向西行駛。它們的發(fā)車間隔都是相等的，列車在橋上的運動可視作勻速直線運動。該同學發(fā)現(xiàn)每隔時間就會有一輛列車的車頭從對面經過自己，每隔時間就有一輛列車的車頭從身后超過自己。則列車在測試過程中的發(fā)車時間間隔是（

）A． B． C． D．4．心電圖（或者）是利用心電圖儀從體表記錄心臟每一心動周期所產生的電活動變化圖形的技術。圖示是某人參加體檢時做的心電圖檢查報告的一部分截圖。已知心電圖儀卷動紙帶的速度為，檢查報告中方格紙每小格的長度為，則可知此人的心率（每分鐘心跳次數(shù)）約為（）A．50次/分鐘 B．55次/分鐘 C．60次/分鐘 D．65次/分鐘5．a、b兩質點在同一直線上運動，它們運動的位移s隨時間t變化的關系如圖所示，其中a質點的s-t圖線為拋物線的一部分，第7s末圖線處于最高點；b質點的s-t圖線為直線。下列說法正確的是（）A．a質點先加速運動后減速運動B．b質點做勻速直線運動C．a質點的速度一直大于b質點的速度D．兩質點相遇時，b質點的速度大小大于a質點的速度大小6．兩同學用手機上安裝的聲音秒表軟件測量聲速，聲音秒表檢測到第一次聲音時開始計時，第二次聲音時停止計時，如圖所示，A、B、C、D在一條直線上，將兩個手機放置在相距為的B、C兩點，一同學在A處拍手一次、D處的同學聽到聲音后過了一段時間后也拍手一次，B、C兩處的手機秒表計時值分別為和，則聲速為（）A． B． C． D．7．如圖所示，下列圖像中，物體不做勻速直線運動的是（）A． B．C． D．8．如圖甲所示是一種速度傳感器的工作原理圖，在這個系統(tǒng)中B為一個能發(fā)射超聲波的固定小盒子，工作時小盒子B向勻速直線運動的被測物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖，超聲波速度為，脈沖被運動的物體反射后又被小盒子B接收，從小盒子B發(fā)射超聲波開始計時，經時間再次發(fā)射超聲波脈沖，圖乙是連續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的位移—時間圖像。則下列說法正確的是（）A．脈沖第一次被運動的物體反射時，物體距離的距離B．脈沖第二次被運動的物體反射時，物體距離的距離C．若，可以分析出物體在靠近超聲波發(fā)射器D．物體的平均速度為二、多選題9．甲、乙兩物體在同一直線上運動的x－t圖像如圖所示，以甲的出發(fā)點為原點，出發(fā)時刻為計時起點．則從圖像可以看出（）

A．t2到t3這段時間內甲的速度大于乙的速度B．乙比甲先出發(fā)C．甲開始運動時，乙在甲前面x0處D．甲在中途停了一會兒，最終也沒追上乙10．某高速公路自動測速儀裝置如圖1所示，雷達向汽車駛來方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時間約為百萬分之一秒，兩次發(fā)射時間間隔為t。當雷達向汽車發(fā)射無線電波時，在指示器熒光屏上呈現(xiàn)出一個尖波形；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現(xiàn)第二個尖形波。根據兩個波的距離，可以計算出汽車距雷達距離，根據自動打下的紙帶如圖2所示，可求出該汽車的車速，請根據給出的、、t、c求出汽車車速表達式。則下面關于測速原理及結果表達正確的是（）

A．第一次反射電波時汽車離雷達的距離為B．第二次反射電波時汽車離雷達的距離為C．汽車速度可近似表示為D．汽車速度可精確表示為11．某質點沿一直線運動的圖像如圖所示，關于該質點的運動情況，下列說法中不正確的是（）A．質點先上坡，后走平路，再下坡B．質點先做勻速直線運動，接著停了一會兒，后來做反向勻速直線運動C．2s末質點的位移為零，前2s內位移為負值，2~8s內位移為正值，所以2s末質點改變了運動方向D．0~2s內質點的位移為零，0~4s內質點的位移為0.2m12．一輛汽車在教練場上沿平直道路行駛，以x表示它相對于出發(fā)點的位移。如圖所示，近似描寫了汽