衔接点03 位移－时间图像　位移和时间的测量（原卷版）

衔接点03位移－时间图像位移和时间的测量课程标准初中会用x-t图像描述匀速直线运动，会计算物体运动的速度高中了解x-t图像斜率的含义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.会用打点计时器打出的纸带测量位移和时间。4.会利用x-t图像处理简单的匀速直线运动的追及和相遇问题。初中物理知识储备1．直线坐标系：会确定物体在直线运动中的位置。会用直线坐标系描述物体的位置。2．路程：会计算简单的匀速直线运动的路程问题。3.掌握刻度尺测量物体长度的方法。掌握毫米刻度尺的估读方法。4.x-t图像（1）会用x-t图像描述匀速直线运动和静止状态。（2）会根据图像计算匀速直线运动的速度大小。（3）知道不同x-t图像的交点的含义：物体在某处相遇。高中物理新知识、新模型一、直线运动的位移研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。1．物体的位置表示：用位置坐标表示。如图所示，若物体从A向B运动，则x1表示初位置A，x2表示末位置B。2．物体的位移表示(1)大小：末位置与初位置的坐标之差，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轴的正方向；②Δx＜0，表示位移的方向指向x轴的负方向。二、位移－时间图像1．位置－时间图像：反映物体在任意时刻的位置的图像．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．三、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8V，当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点．(2)电火花计时器使用220V交变电源，当电源频率是50Hz时打点周期是0.02s.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＝0.02ns．(打点频率为50Hz)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．初、高中物理衔接点1.用图像描述和表达物理规律是物理研究中常用的方法。位移一时间图像是高中研究的第一个物理图像，它将位移与时间结合起来，形象地表示了它们的关系，即物体在不同时刻的位置和通过不同时间间隔的位移。位移一时间图像可以直观、形象地描述物体的运动。在研究物体的运动时，只要物体在任意时刻的位置确定了，那么物体的运动情况也就清楚了，因此记录物体在任意时刻的位置是重要的。2.同学们在学习时需要注意，位置与位移虽然并不是一个概念，但如果以物体的出发点作为坐标原点且物体做直线运动，则位移与位置相等(x=x)，位置与时刻的变化关系，就是位移与时间的变化关系，此时位置一时刻图像，也称为位移一时间图像，即x-t图像。为使学生进一步理解二者的联系与区别，也可以让学生描绘一个计时起点物体不在坐标原点的直线运动的位置一时刻图像教学的重点是如何绘制x-t图像以及对x-t图像的物理含义的理解。通过学习x-t图像，学生也会初步体会到一般物理图像的作图方法和图像对分析物理问题的意义。3.同学们在初中数学课中学过绘制函数图像，因此学习中可借助数学知识，将时间视为函数自变量，位移视为函数因变量，借助函数图像的描绘方法，描述x-t图像，并分析其物理意义。以电梯底端为坐标原点，沿电梯向上为正方向建立直线坐标系，电梯内正在上行的乘客的位移是正值还是负值？下行的乘客呢？乘客运动的路程可以是负值吗？例题1.(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x0B．甲物体比乙物体早出发的时间为t1C．甲、乙两物体同向运动D．甲、乙两物体在t2时刻相遇例题2.(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50Hz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8V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一、单选题1．甲、乙两车从相距20m的A、B两点同时在同一直线上做匀速直线运动，两车的图像分别如图（a）、（b）所示，速度分别为、，经过时间t后，两车相距10m。则以下错误的是（）A．t可能为20秒 B．t可能为150秒C．t可能为30秒 D．t可能为50秒2．为了防止高速公路汽车超速，高速交警使用超声波测速仪进行测速，如图1所示超声波测速仪可以定向发出脉冲超声波，也可以接收从汽车反射回来的超声波信号。某次测速得到发出两个脉冲超声波和接收到两个脉冲超声波的时刻图（p1、p2是测速仪发出的超声波信号，p3、p4分别是p1、p2由汽车反射回来的信号）如图2所示，假设超声波测速仪正对车辆行驶方向，超声波在空气中传播的速度为350m/s。下列关于被测汽车运动说法正确的是（

）A．正在驶离测速仪，速度大小约为32m/s B．正在驶离测速仪，速度大小约为35m/sC．正在驶向测速仪，速度大小约为32m/s D．正在驶向测速仪，速度大小约为35m/s3．如图所示，重庆鹅公岩大桥是连接南岸区和九龙坡区的桥梁，旁边还有一座轨道大桥，是地铁环线穿越长江的通道。大桥西侧是谢家湾站，东侧是海峡路站。一位同学在鹅公岩大桥上散步（沿同一方向做匀速直线运动）。恰逢列车在进行运行测试：大桥西侧的列车从谢家湾站出发向桥向东行驶，东侧的列车从海峡路站出发向桥向西行驶。它们的发车间隔都是相等的，列车在桥上的运动可视作匀速直线运动。该同学发现每隔时间就会有一辆列车的车头从对面经过自己，每隔时间就有一辆列车的车头从身后超过自己。则列车在测试过程中的发车时间间隔是（

）A． B． C． D．4．心电图（或者）是利用心电图仪从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。图示是某人参加体检时做的心电图检查报告的一部分截图。已知心电图仪卷动纸带的速度为，检查报告中方格纸每小格的长度为，则可知此人的心率（每分钟心跳次数）约为（）A．50次/分钟 B．55次/分钟 C．60次/分钟 D．65次/分钟5．a、b两质点在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t变化的关系如图所示，其中a质点的s-t图线为抛物线的一部分，第7s末图线处于最高点；b质点的s-t图线为直线。下列说法正确的是（）A．a质点先加速运动后减速运动B．b质点做匀速直线运动C．a质点的速度一直大于b质点的速度D．两质点相遇时，b质点的速度大小大于a质点的速度大小6．两同学用手机上安装的声音秒表软件测量声速，声音秒表检测到第一次声音时开始计时，第二次声音时停止计时，如图所示，A、B、C、D在一条直线上，将两个手机放置在相距为的B、C两点，一同学在A处拍手一次、D处的同学听到声音后过了一段时间后也拍手一次，B、C两处的手机秒表计时值分别为和，则声速为（）A． B． C． D．7．如图所示，下列图像中，物体不做匀速直线运动的是（）A． B．C． D．8．如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向匀速直线运动的被测物体发出短暂的超声波脉冲，超声波速度为，脉冲被运动的物体反射后又被小盒子B接收，从小盒子B发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像。则下列说法正确的是（）A．脉冲第一次被运动的物体反射时，物体距离的距离B．脉冲第二次被运动的物体反射时，物体距离的距离C．若，可以分析出物体在靠近超声波发射器D．物体的平均速度为二、多选题9．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．则从图像可以看出（）

A．t2到t3这段时间内甲的速度大于乙的速度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，最终也没追上乙10．某高速公路自动测速仪装置如图1所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射无线电波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达距离，根据自动打下的纸带如图2所示，可求出该汽车的车速，请根据给出的、、t、c求出汽车车速表达式。则下面关于测速原理及结果表达正确的是（）

A．第一次反射电波时汽车离雷达的距离为B．第二次反射电波时汽车离雷达的距离为C．汽车速度可近似表示为D．汽车速度可精确表示为11．某质点沿一直线运动的图像如图所示，关于该质点的运动情况，下列说法中不正确的是（）A．质点先上坡，后走平路，再下坡B．质点先做匀速直线运动，接着停了一会儿，后来做反向匀速直线运动C．2s末质点的位移为零，前2s内位移为负值，2~8s内位移为正值，所以2s末质点改变了运动方向D．0~2s内质点的位移为零，0~4s内质点的位移为0.2m12．一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。如图所示，近似描写了汽