位移计算(作业1)
【高考物理一轮】4第四讲：运动图象
第四讲：运动图象图象在中学物理中应用十分广泛，它能形象地表达物理规律，直观地叙述物理过程，并鲜明地表示物理量间的各种关系。
利用图象解决物理问题，是学习物理的一种重要方法，同时也是高考每年必考的一个高频考点。
一、位移—时间图象(x-t图象)(1)x-t图象的物理意义：反映做直线运动的物体的随时间变化的关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体.②图线上某点切线的斜率正负表示物体.(3)两种特殊的x-t图象①若x-t图象是一条倾斜的直线，说明物体做运动.②若x-t图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于状态.二、速度—时间图象(v-t图象)(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的的变化关系.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的.②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的.(3)两种特殊的v-t图象①匀速直线运动的v-t图象是与横轴的直线.②匀变速直线运动的v-t图象是一条的直线.(4)图象与时间轴围成的“面积”的意义①图象与时间轴围成的“面积”表示相应时间内的.②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为.【规律方法点拨】1.比较x-t图象与v-t图象x—t图象v—t图象①表示物体做______直线运动；①表示物体做___方向的____________运动；②表示物体______；②表示物体做___方向的______直线运动；③表示物体做___方向的____直线运动；③表示物体做___方向的______直线运动；④交点纵坐标表示质点_____时的位移；④交点的纵坐标表示质点的共同_____；⑤t1时刻物体的位移为___. ⑤t1时刻物体的速度为___.思考：x－t图线是物体的运动轨迹吗？能否画曲线运动的x－t、v－t图象？2.运动图象的识别和信息利用①首先明确所给的图象是什么图象，即认清图象中横、纵轴所代表的物理量及它们的函数关系.特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分.②要清楚地理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义：(1)点：图线上的每一个点对应研究对象的一个状态，特别要注意“起点”、“终点”、“拐点”，它们往往对应一个特殊状态.(2)线：表示研究对象的变化过程和规律，如v-t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动.(3)斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应，用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题.如x-t图象的斜率表示速度的大小，v-t图象的斜率表示加速度的大小.(4)面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应.如v-t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小.(5)截距：表示横、纵坐标两物理量在“边界”条件下的大小.完成下表.x-t图象v-t图象看“坐标轴”横轴表示______，纵轴表示______；横轴表______、纵轴表______；看“点”某一时刻质点的___________；某一时刻质点的______；看“图线”直线倾斜表示______直线运动；直线倾斜表示________直线运动；看“斜率”斜率表示质点运动的______；斜率表示质点运动的________；看“纵截距”纵轴截距表________；纵轴截距表________；看“面积”图线与时间轴包围的面积___意义. 图线与时间轴包围的面积表______.1.运动图象的比较【例1】做直线运动的物体的v-t图象如图所示.由图象可知()A.前10 s物体的加速度为0.5 m/s2，后5 s物体的加速度为－1 m/s2B.15 s末物体回到出发点C.10 s末物体的运动方向发生变化D.10 s末物体的加速度方向发生变化【拓展1】若将上题中的图象的纵轴(v轴)换成x轴，其他条件不变，试回答下列问题：(1)物体在0～10 s和10 s～15 s两个阶段分别做什么运动？(2)物体何时距出发点最远，何时回到出发点？【思维提升】应用v-t图象分析物体的运动时，要抓住图线的特征与运动性质的关系，要抓住图线的“点”、“线”、“面积”和“斜率”的意义.2.运动图象的识别和应用【例2】一宇宙空间探测器从某一星球表面垂直升空，假设探测器的质量恒为1 500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机突然关闭，如图所示为其速度随时间变化的规律.(1)升高后9 s、25 s、45 s，即在图线上A、B、C三点探测器的运动情况如何？(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度(3)计算该行星表面的重力加速度及发动机的推动力(假设行星表面没有空气).【思维提升】分析速度—时间图象，把握运动状态的变化是解此题的关键.3.应用图象分析问题【例3】摩托车在平直公路上从静止开始启动，a1＝1.6 m/s2，稍后匀速运动，然后减速，a2＝6.4 m/s2，直到停止，共历时130 s，行程1 600 m，试求：(1)摩托车行驶的最大速度；(2)若摩托车从静止启动，a1、a2不变，直至停止，行程不变，所需最短时间为多少.【思维提升】利用公式和图象，都可以求出最大速度、最短时间等极值问题，但用图象法显然更直观、简洁.【拓展2】如图所示，两个光滑的斜面高度相同，右边由两部分组成且AB ＋BC ＝AD ，两小球a 、b 分别从A 点沿两侧斜面由静止滑下，不计转折处的能量损失，哪一边的小球先滑到斜面底端.4.位移图象与运动轨迹的区别【例4】如图所示，为A 、B 、C 三物体从同一地点、同时出发沿同一方向做直线运动的x-t 图象，在0～t 0时间内( )A.平均速度C B A v v v ==B.平均速率B C A v v v ＞＞C.A 一直在B 、C 的后面D.A 的速度一直比B 、C 的速度大【思维提升】对于图象问题，首先要弄清坐标轴表示的意义，然后再弄清图线所描述的规律.本题的图线描述的是位移随时间变化的规律，而不是物体的运动轨迹。
匀变速直线运动的位移与时间的关系 同步课件-高一物理人教版(2019)必修第一册
B．质点做匀变速直线运动
C．质点在第2s内的平均速度的大小为3m/s
D．质点在前2s内的位移为零
v-t图像（0-v-0模
型）： 1 V t
2
m
x=v̅t=
Vm=a1t1
Vm=a2t2
Vm
a1t1
a2 t 2
V
2
2
2
X5
X4
X2
X3
X1
S1
S2
S3
S4
S5
1 2
平方向的匀变速直线运动，若不计水球外面薄膜的影响，子
弹恰好能穿出第四个水球，则（
）
A．子弹在每个水球中速度变化相同
B．子弹在每个水球中运动的时间相同
C．子弹穿过每个水球的平均速度相同
D．子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
1.根据 计算，做匀变速直线运动的物
体1T内的位移x1=__________，2T内
-1s
1s
第3个1m所用时间为__________，第n个1m所用时间为
- s
- （ − ）s
____________。
1、在时间轴上，表示1T内、 2T内、 3T内、
第1个 T内、第2个 T内、第3个 T内
0
T
2T
3T
2、在坐标轴上，表示前x、前2x 、前x3 、
第1个 x、第2个 x 、第3个 x
1m
3m
②第1s内位移为_____，第2s内位移为_____，第3s内位移为
− （ − ）
_____，第ns内位移为____________。
5m
1s
③前1m内时间为_____前2m内时间为_____前3m内____。
结构力学作业1
结构力学课程——作业一1. 荷载类型有哪些？答：荷载按作用时间的久暂可分为恒载和活载；按荷载的作用位置是否变化分为固定荷载和移动荷载；根据荷载对结构所产生的动力效应大小分为静力荷载和动力荷载。
2. 简述支座和结点类型，并画出相应的计算简图。
答：支座分为：活动铰支座、固定铰支座、固定支座、滑动支座。
计算简图如下：结点主要分为：铰结点、刚结点、组合结点。
计算简图如下：3. 名词解释：1）自由度；2）计算自由度；3）联系；4）瞬变体系；5）常变体系；6）刚片；7）几何不变体系；8）几何可变体系；9）拱轴线；10）高跨比自由度：是指体系远动时所具有的独立运动方式数目，也就是体系运动时可以独立变化的几何参数数目，或者说确定体系位置所需的独立坐标数目。
计算自由度：在分析体系是否几何不变时，可以根据体系的自由度W首先判断联系的数目是否足够。
为此，把W称为体系的计算自由度。
联系：限制运动的装置称为联系（或约束），体系的自由度可因加入联系而减少，能减少一个自由度的装置称为一个联系。
原为几何可变，经微小位移后即转化为几何不变的体系，称为瞬变体系。
经微小位移后仍能继续发生刚体运动的几何可变体系称为常变体系。
在机动分析中，由于不考虑材料的变形，因此可以把一根杆件或已知是几何不变的部分看作是一个刚体，在平面体系中又将刚体称为刚片。
由两根杆件与地基组成的胶结三角形，受到任意荷载作用时，若不考虑材料的变形，则其几何形状与位置均能保持不变，这样的体系称为几何不变体系。
胶结四边形，即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，也会发生机械运动而不能保持原有的几何形状和位置，这样的体系称为几何可变体系。
拱身各横截面形心的连线称为拱轴线。
拱高与跨度之比f/l称为高跨比。
4. 试述几何不变体系的三个基本组成规则，为什么说它们是同一规则。
答：几何不变体系的三个基本组成规则为：1、三刚片规则：三个刚片用不在同一直线上的三个单铰两两铰联，组成的体系是几何不变的，而且没有多余的联系。
大学物理规范作业(本一)15解答
A2 = A A1
利用旋转矢量法,如图示, 可得第二个谐振动得振幅为10cm, 与第一个谐振动的位相差为
10
A2
A1
3
A 合 20
π 10 3
6
π
2
3.质量为m 劲度系数为k的弹簧振子在t=0时位于最大 3.质量为m,劲度系数为k的弹簧振子在t=0时位于最大 质量为 t=0 k 位移x=A x=A处 该弹簧振子的振动方程为x=_________ t ) x=_________; 位移x=A处,该弹簧振子的振动方程为x=_________; A cos( m π m 时振子第一次达到x=A/2处;t = ____________时振子第一次达到x=A/2处 在t1=____________时振子第一次达到x=A/2 2 π π m 3 k ____________时振子的振动动能和弹性势能正好相等 时振子的振动动能和弹性势能正好相等; (____________时振子的振动动能和弹性势能正好相等; n + ) 2 4 k 3π m ______________时振子第一次以振动的最大速度 t3=______________时振子第一次以振动的最大速度 k k 2 沿轴正方向运动. vm=___________沿轴正方向运动. ___________沿轴正方向运动 A m k 解:依题意 ω = ,0 = 0 m k 弹簧振子的振动方程: = A cos(ωt + 0 ) = A cos( x t) 振子第一次到达x=A/2处时位相变化=π/3,有:
π
则O点振动方程为 y 0 = A cos(ω t + ) 2 入射波波动方程为:
2
π
x π 2πx π y1 = A cos[ω (t ) + ] = A cos(ωt + ) u 2 λ 2
等位移折返模型及等时间折返模型--2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过(学生版)
模块一：匀变速直线运动与非常规运动模块大招等位移折返模型及等时间折返模型目录【内容一】 等位移折返模型【内容二】等时间折返模型技巧总结一.等位移折返模型1.描述：沿粗糙斜面上滑的小球，到最高点后仍能下滑，上下过程加速度大小不同但位移大小相同，求解时可拆解为两个初速度为0的匀加速直线运动进行简化。
模型总结：①特点：初(或末)速度为零，两段运动位移大小相等为x。
②位移三个公式：位移公式x=12a1t21=12a2t22；速度位移公式x=v212a1=v222a2；平均速度位移公式x=v12t1=v22t2③三个比例式：①a1a2=t22t21；②a1a2=v21v22=E k1E k2；③v1v2=t2t1=I2I1=ΔP1ΔP2④v−t图像二.等时间折返模型技巧总结描述：物体由静止出发，先经过一段时间匀加速直线运动，速度达到v1，然后立即做匀减速直线运动，如果经过相等的时间物体回到了原出发点。
模型总结：如图所示，设物体由A点出发做匀加速直线运动，加速度大小为a 1，运动到B点时速度大小为v1，这时立即以大小为a 2的加速度做匀减速直线运动，由题意可知，物体速度应先减速到0再返回出发点A ，速度为v 2从A 点运动到B 点的时间等于由B 回到A 点的时间，设为t ，运动学推导：取向右为正方向：物体从A 到B ，由运动学公式得：x =12a 1t 22-------------------①v 1=a 1t -------------------②从B 返回A 的整个过程：-x =v 1t −12a 2t 2--------------------③−v 2=v 1−a 2t -------------------------④由①②③④解得： a 2=3a 1v 2=2v 1由以上结论可进一步得出该定理的推论：推论：设从A 到B (匀加速过程)受到的合外力大小为F 1，合力做的功为W 1，物体受到的冲量为I 1；从B 返回A (匀减速过程)受到的合力为F 2，合力做的功为W 2，物体受到的冲量为I 2，则：∵a 2=3a 1∴由F =ma 得F 2=3F 1∵W 1=F 1x W 2=F 2x ∴W 2=3W 1∵I 1=F 1t I 2=F 2t ∴I 2=3I 1图象推导：根据结论：t 1t 2=x 1x 2=a 2a 1⇒t 2=a 1t 1a 2根据面积相等及时间相等有t 1−a 1t 1a 2 ⋅t 1−a 1t 1a 2 ⋅a 2×12=t 1+a 1t 1a 2 ⋅a 1t 1×12⇒a 2=3a 1总结口诀：换力等时回原位，合力一定变三倍一、对应题型精炼一.单选题1如图甲所示，物块在t =0时刻从斜面底端滑上固定斜面，选取沿斜面向上为正方向，其前3s 运动的v -t 图像如图乙所示，重力加速度取g =10m/s 2，则物块从出发到返回斜面底端的时间为()A.3sB.(1+5)sC.1.5sD.5s2小物块从一固定斜面底端以初速度v 0冲上斜面，如图所示，已知小物块与斜面间动摩擦因数为0.5，斜面足够长，倾角为37°，重力加速度为g 。
20春地大《计算结构力学》在线作业一_466答案
(单选题)1: 弹性力学问题的未知量个数有（）个。
A: 6
B: 9
C: 15
D: 以上都不是
正确答案: C
(单选题)2: 对称荷载在对称面上引起的（）分量为零。
A: 对称应力
B: 反对称应力
C: 对称位移
D: 反对称位移
正确答案: D
(单选题)3: 几何方程研究的是（）之间关系的方程式。
A: 应变和位移
B: 应力和体力
C: 应力和位移
D: 应力和应变
正确答案: A
(单选题)4: 在加权余量法中，若简单地利用近似解的试探函数序列作为权函数，这类方法称为（）。
A: 配点法
B: 子域法
C: 伽辽金法
D: 以上都不是
正确答案: C
(单选题)5: 有限元位移模式中，广义坐标的个数应与（）相等。
A: 单元结点个数
B: 单元结点自由度数
C: 场变量个数
D: 以上都不正确
正确答案: B
(单选题)6: 以节点位移为基本未知量的求解方法称为（）
A: 位移法
B: 力法
C: 混合法
D: 以上都不是
正确答案: A
(单选题)7: 与高斯消去法相比，高斯约当消去法将系数矩阵化成了（）形式，因此，不用。
《数学物理方程-福州大学-江飞》作业chapter1
2vxx 2 2 A
0, v(l,t)
cos 0
2t
x
/
l
,
v(x, 0) vt (x, 0) 0
利用齐次化原理可得 v t w x,t; d , 其中w x,t; 0
满足
wwt(t 0, ta)
2wxx , 0,
w(l,
t
)
0,
w(x, )， wt (x, ) 22 Acos 2 x / l.
cos
2t
cos
k
al
1t
cos 2t cos k al1t
2l
2(2 k a，l1)
2(2 k al1)
if k .
a
u(x,t) U (x,t) v(x,t), U (x,t) A sin2 t x / l, v t w x,t; d , 0
v
42 Al 1k1
Eux x0 k[u(0,t) v(t)]
支承固定时
其中k为支承的刚度系数。由此得边界条件 f (t) 0.
ux u) x0 f (t), 其中 k / E, f (t) kv(t) / E.
初始状态：
运动 t 时刻：
0
l 支承
x
T (l,t) E(l)ux (l,t)
质点 x l T (l,t)
ux
u) x0
f (t),
其中
k
/
E,
f (t) kv(t) /
E.
4. 绝对柔软而均匀的弦线有一端固定，在它本身重力 作用下，此线处于铅垂平衡位置，试导出此线的微小横 振动方程。
解 设弦长为 l ，弦的线密度为，则x点处的张力T (x) 为
T (x) g(l x) T (x) ,
土木工程力学形考题(1)
土木工程力学形考题(1)结点通常简化为以下三种类型：组合结点、单铰结点、刚结点。
从几何角度，结构通常可以分为三类：杆件结构、板壳结构（薄壁结构）、实体结构。
其中，杆件结构由若干根杆件相互联结组成，杆件的几何特征是其长度远大于横截面上两个方向的尺度。
一根链杆相当于1个约束；一个单铰相当于2个约束；一个刚结点相当于3个约束。
在任意荷载作用下，若不考虑材料的变形，其几何形状与位置均保持不变，这样的体系称为几何不变体系。
即使不考虑材料的变形，在很小的荷载作用下，也会引起其几何形状的改变，这样的体系称为几何可变体系。
固定支座不允许结构在支承处发生任何方向的移动和转动；定向支座不允许结构在支承处发生转动，也不能沿垂直于支承的方向移动，但可以沿平行于支承的方向滑动；固定铰支座只允许结构在支承处绕铰A转动，而不能发生任何移动；活动铰支座只约束了支承链杆方向的位移，允许结构绕铰转动，也可以沿着垂直于链杆的方向移动。
根据荷载的不同特征，荷载可以进行如下分类：根据作用时间可以分为恒载和活载；根据作用的性质可以分为静力荷载和动力荷载；根据作用的方式可以分为分布荷载和集中荷载。
其中，分布荷载是指满布在结构或构件某部分面积上的荷载，而集中荷载则是作用在结构上的荷载一般总是分布在一定的面积上，当荷载作用面积远小于结构或构件的尺寸时，可以认为此荷载是作用在结构或构件的一个点上。
单项选择题：1.对图示平面体系进行几何组成分析，该体系是（C）。
A.瞬变体系B.可变体系C.无多余约束的几何不变体系D.有一个多余约束的几何不变体系2.对图示平面体系进行几何组成分析，该体系是（A）。
A.几何可变体系B.瞬变体系C.有一个多余约束的几何不变体系D.无多余约束的几何不变体系3.对图示平面体系进行几何组成分析，该体系是（B）。
A.瞬变体系B.有一个多余约束的几何不变体系C.无多余约束的几何不变体系D.几何可变体系1.本文主要是关于平面体系的几何组成分析和计算自由度的分类。
材料力学作业参考题解(1)
2F
q=F/a
F + FN ：
2F
2-2 图示杆件由两根木杆粘接而成。欲使其在受拉时，粘接面上的正应力为其切应力的 倍， 图示杆件由两根木杆粘接而成。欲使其在受拉时，粘接面上的正应力为其切应力的2倍 试问粘接面的位置应如何确定？ 试问粘接面的位置应如何确定？
解：本题实质上是要考察斜截面上的应力。由斜截面应力公式，有： 本题实质上是要考察斜截面上的应力。由斜截面应力公式，
2-4图示实心圆钢杆 和AC在A点作用有铅垂向下的力 图示实心圆钢杆AB和 在 点作用有铅垂向下的力 点作用有铅垂向下的力F=35kN。已知杆 和AC的直径分别 图示实心圆钢杆 。 已知杆AB和 的直径分别 点在铅垂方向的位移。 为d1=12mm和d2=15mm，钢的弹性模量 和 ，钢的弹性模量E=210GPa。试求 点在铅垂方向的位移。 。试求A点在铅垂方向的位移 解：求各杆内力，如图取A点为对象，由平衡条件，有： 求各杆内力，如图取 点为对象，由平衡条件， 点为对象
AAB =
F [σ ] sin θ
ABC =
F cosθ [σ ] sin θ
要求结构的总重量为最小即结构总体积最小，其体积为： 要求结构的总重量为最小即结构总体积最小，其体积为：
V = AAB ⋅ l AB + ABC ⋅ l BC =
令：
F l F cosθ Fl 1 cosθ ⋅ + ⋅l = + [σ ] sin θ cosθ [σ ] sin θ [σ ] sin θ cosθ sin θ
取A1=0.664m2 柱底固定，则柱顶位移值等于柱的伸缩量， 柱底固定，则柱顶位移值等于柱的伸缩量，可用叠加原理计算
2 FNi dx Fl1 ρgl12 ( F + ρgA1l1 )l2 ρgl2 ∆ A = ∆l = ∑ ∆li = ∑ ∫ = + + + li EA EA1 2 E EA2 2E i 1000 × 103 ×12 2.25 × 103 × 9.8 × 12 × 12 = + 9 20 × 10 × 0.576 2 × 20 ×109 (1000 + 2.25 × 9.8 × 0.576 × 12) ×103 × 12 2.25 ×103 × 9.8 × 12 ×12 + + = 2.242mm 20 ×109 × 0.664 2 × 20 × 109
【最新推荐】2020版物理新素养导学同步(新教材)人教必修第一册讲义：第1章 2 时间 位移 Word版含答案
2时间位移[学习目标] 1.能在具体情境下识别时刻和时间间隔，会在时间轴上标出时刻和时间间隔． 2.识记位移的定义，会画位移矢量图．(重点) 3.初步认识矢量和标量的区别，明白位移中正负号的物理含义．(难点) 4.知道位置、位移、路程的区别和联系．(难点)一、时刻和时间间隔1．时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上用点来表示．2．时间间隔：表示某一过程，在表示时间的数轴上用线段来表示．3．二者的联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔．二、位置和位移1．坐标系(1)建立坐标系的物理意义①利用坐标可以定量描述物体的位置．②利用坐标差可以定量描述物体的位置变化．(2)三种坐标系的比较(1)路程：物体运动轨迹的长度．(2)位移①物理意义：表示物体(质点)位置变化的物理量．②定义：从初位置指向末位置的一条有向线段．③大小：初、末位置间有向线段的长度．④方向：由初位置指向末位置．3．矢量和标量(1)矢量：既有大小又有方向的物理量．如位移、力等．(2)标量：只有大小、没有方向的物理量．如质量、时间、路程等．(3)运算法则：两个标量的加减遵从算术加减法，而矢量则不同，后面将学习到．三、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．物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．2．物体的位移：Δx＝x2－x1.四、位移—时间图像物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地表示．如图所示：从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移．五、位移和时间的测量1．记录物体的位置和时间的方法可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置．学校实验中常用打点计时器来记录时间和位移．2．电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为4～6_V，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02_s打一次点．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物体在一条直线上运动时，路程和位移的大小相等，且位移是矢量，路程是标量. (×)(2)位移取决于运动的始、末位置，路程取决于实际运动的路径．(√)(3)时刻就是一瞬间，即一段很短的时间间隔. (×)(4)一分钟可分成60个时刻. (×)2．(多选)下列说法正确的是()A．“北京时间8点整”指的是时间间隔B．第n s内就是(n－1) s末到n s末这1 s时间间隔(n为任意正整数)C．列车在南京站停15分钟，指的是时间间隔D．不管是前5 s还是第5 s，都是指时间间隔BCD[8点整指的是某一瞬间，是时刻，A错误；第n s内指的是(n－1) s 末到n s末这段时间间隔，B正确；停站15分钟，指一段时间，是时间间隔，C 正确；前5 s指0到5 s末的时间间隔，第5 s指的是第5 s初至第5 s末这1 s的时间间隔，都是指时间间隔，D正确．故选B、C、D.]3．氢气球升到离地面80 m的高空时从上面掉下一物体，物体又上升了10 m 后开始下落，若取向上为正方向，则物体从掉下开始至落至地面时的位移和经过的路程分别为()A．80 m,100 m B．90 m,100 mC．－80 m,100 m D．－90 m,180 mC[物体从离开气球开始到下落到地面时，初末位置的距离为80 m，取向上为正方向，所以位移x＝－80 m．路程等于运动轨迹的长度，所以s＝10×2 m ＋80 m＝100 m．]1.各时间间隔与时刻如图所示．1．2018年12月12日16时45分，嫦娥四号探测器经过约110小时的奔月飞行后到达月球附近，于2019年1月3日上午10点26分，降落在了月球表面．其中12月12日16时45分，110小时和1月3日上午10点26分，分别指的是() A．时间间隔时间间隔时刻B．时刻时刻时间间隔C．时间间隔时刻时间间隔D．时刻时间间隔时刻D[时刻表示一个时间点，时间间隔表示一段时间，12月12日16时45分和1月3日上午10点26分表示时刻，110小时表示时间间隔．] 2．在如图所示的时间轴上标出的是()A．第4 s初B．第6 s末C．第3 s内D．前3 sD[时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点．从时间轴中来看表示的是从0到3 s末的一段时间，表示的是时间间隔，即前3 s的时间，所以D正确，选项A、B、C错误．]区别时刻和时间间隔的关键要点(1)在时间轴上，时刻对应一点，时间间隔对应一段线段．(2)在描述物体运动时，时刻对应物体的某一位置，时间间隔对应一段运动过程(如位移、路程)．【例1】一个人晨练，按如图所示做半径为R的中国古代的八卦图运动，中央的“S”部分是两个直径为R的半圆．他从A点出发沿曲线ABCOADC行进．求：(1)他从A点第一次走到O点时的位移的大小和方向；(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程．思路点拨：①路程是运动轨迹的长度，而位移为始末位置间的有向线段．②求位移时要求出位移的大小和方向．[解析](1)从A点第一次走到O点时的位移的大小等于线段AO的长度，即x1＝R.位移的方向为由北指向南．(2)从A点第一次走到D点时的位移的大小等于线段AD的长度，即x2＝2R.位移的方向为东偏南45°.从A点第一次走到D点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s＝34×2πR＋2π×R2＝2.5πR.[答案](1)R由北指向南(2)2R，方向为东偏南45° 2.5πR位移的两种计算方法(1)几何法：根据位移的定义先画出有向线段，再根据几何知识计算．(2)坐标法：写出初末位置坐标，位移即为末位置坐标减初位置坐标，结果中的正负号表示位移方向．3．(多选)同学们都喜欢上体育课，一年一度的学校运动会同学们更是期待很大．如图所示为某学校田径运动场跑道的示意图，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400 m、800 m赛跑的起跑点，B点是100 m赛跑的起跑点．在一次校运动会中，甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m赛跑，则从开始比赛到比赛结束时()A．甲的位移最大B．丙的位移最大C．乙、丙的路程相等D．丙的路程最大AD[甲同学的初、末位置直线距离为100 m，位移大小为100 m，路程也是100 m；乙同学路程为400 m，但初、末位置重合，位移大小为零；丙同学路程为800 m，初、末位置重合，位移大小也为零，所以甲的位移最大，丙的路程最大，A、D正确．]1.(1)图示表示：用带箭头的线段表示，线段的长度表示矢量的大小，箭头的方向表示矢量的方向．(2)数字表示：先建立坐标系并规定正方向，然后用正、负数来表示矢量．“＋”号表示与坐标系规定的正方向一致，“－”号表示与坐标系规定的正方向相反；数字的大小表示矢量的大小．2．矢量和标量的区别(1)矢量是有方向的，标量没有方向．(2)标量的运算法则为算术运算法则，即初中所学的加、减、乘、除等运算方法；矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则．(3)矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大的矢量大，而“＋”“－”号只代表方向．4．下列物理量中，哪个是矢量()A．质量B．时间C．路程D．位移D[质量、时间和路程都只有大小，没有方向，是标量．位移既有大小又有方向，是矢量．选项D正确．]5．下列关于矢量和标量的说法中正确的是()A．选定正方向，做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x甲>x乙B．甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同C．温度计读数有正有负，所以温度是矢量D．温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量D[直线运动中位移的正负号表示方向，不表示大小，故选项A错误；两个矢量大小相等、方向相同时，它们才相同，故选项B错误；温度是标量，温度的正负号表示温度的高低，故选项C错误，D正确．]矢量、标量的大小比较(1)矢量的正、负只表示方向，不代表大小，比较矢量大小时只看其绝对值．(2)比较两个标量大小时，有的比较绝对值，如电荷量，有的比较代数值，如温度．1.直线运动位移的计算物体做直线运动时，它的位移可通过初、末位置的坐标值计算．如图所示，在t1～t2时间内，物体从位置x A移动到位置x B，发生的位移Δx＝x B－x A.对于甲图，Δx＝3 m；对于乙图，Δx＝－5 m.甲乙2．直线运动位移的方向在直线运动中，位移的方向一般用正负号来表示．如图甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x轴正方向；如图乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x轴负方向．这样就可以用一个带正负号的数值，把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了．【例2】一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：(1)该质点前．(2)该质点第3 s内的位移的大小是__________，方向________．(3)该质点前5 s的总位移的大小是__________，方向________．思路点拨：①位置坐标与时刻对应，而位移与时间间隔对应．②某段时间内的位移等于这段时间初、末位置间的有向线段．[解析](1)前2 s的位移Δx1＝x2－x0＝－4 m－2 m＝－6 m，即位移的大小为6 m，方向沿x轴负方向．(2)第3 s内的位移Δx2＝x3－x2＝－1 m－(－4) m＝3 m，即位移的大小为3 m，方向沿x轴正方向．(3)前5 s的总位移Δx3＝x5－x0＝6 m－2 m＝4 m，即位移的大小为4 m，方向沿x轴正方向．[答案](1)6 m沿x轴负方向(2)3 m沿x轴正方向(3)4 m沿x轴正方向直线运动中物体位移的计算技巧(1)在直线运动中，坐标对应物体的位置，坐标的变化量对应物体的位移．(2)无论初、末位置的坐标大小关系如何，坐标值正负如何，Δx＝x末－x初总是成立的．6．(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，x OA＝x AB＝x CO＝x DC＝1 m，O点为x轴上的原点，且质点由A点出发，向x轴的正方向运动至B 点再返回沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是()A．质点在A→B→C的时间内发生的位移为2 m，方向沿x轴正方向，路程为4 mB．质点在B→D的时间内发生的位移为－4 m，方向沿x轴负方向，路程为4 mC．当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标－2 m表示D．当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3 mBCD[由于x AC＝－2 m，因此质点在A→B→C的时间内，位移大小为2 m，位移方向为A到C，沿x轴负方向，所以位移为－2 m，路程为4 m，A错误；在B→D的时间内，质点经过的路程为4 m，位移方向由B指向D，与正方向相反，沿x轴负方向，所以位移为－4 m，路程为4 m，B正确；当质点到达D点时，位置在原点的左侧，坐标为－2 m，C正确；当质点到达D点时，在A点左侧3 m处，规定向右为正方向，所以相对于A点的位移为－3 m，D正确．]1.x-t上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于坐标原点的位移．2．x-t图像的应用(1)位移—时间图像不是物体的运动轨迹．(2)位移—时间图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动．【例3】某一做直线运动的物体的图像如图所示，根据图像求：(1)物体距出发点的最远距离；(2)前4 s内物体的位移；(3)前4 s内物体通过的路程．[解析](1)物体距出发点最远的距离x m＝4 m.(2)前4 s内物体的位移x＝x2－x1＝(－2－0) m＝－2 m.(3)前4 s内物体通过的路程s＝s1＋s2＋s3＝4 m＋4 m＋2 m＝10 m.[答案](1)4 m(2)－2 m(3)10 m7.一质点的x t图像如图所示，求它在前2 s内和前4 s内的位移．[解析]前2 s内的位移x＝x2－x1＝0－5 m＝－5 m前4 s内的位移x＝x3－x1＝－5 m－5 m＝－10 m.[答案]－5 m－10 m课堂小结知识脉络1．为庆祝元旦，某校高一和高二学生组织了一场足球比赛，下列关于比赛的表述中涉及的计时数据，指时间间隔的是()A．比赛于2019年1月1日下午2点30分开始B．开场20秒时，红队率先进球C．比赛第30分钟，蓝队换人D．整场比赛共踢了90分钟D[2019年1月1日下午2点30分是比赛开始的时刻，开场20秒时是红队进球的时刻，比赛第30分钟是蓝队换人的时刻，因此选项A、B、C中的计时数据都是指时刻；90分钟是整场比赛所用的时间，是时间间隔，因此选项D 正确．]2．(多选)关于矢量和标量，下列说法中正确的是()A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．标量只有大小没有方向C．－10 m的位移比5 m的位移小D．－10 ℃的温度比5 ℃的温度低ABD[由矢量和标量的概念可知A、B均正确；－10 m的位移大小为10 m，比5 m的位移大，C错误；温度是标量，－10 ℃的温度比5 ℃的温度低，所以D正确．]3．(多选)下列关于位移与路程的说法中正确的是()A．出租车收费标准为2.00元/km，“km”指的是位移B．一个标准操场是400 m，“400 m”指的是路程C．从学校到家约2 km的行程，“2 km”指的是路程D．田径比赛中的200 m比赛，“200 m”指的是位移BC[出租车收费标准是按路程制定的，A错误；一个标准操场是400 m，“400 m”指最内侧跑道的周长，指路程，田径比赛中的200 m比赛跑道是弯曲的，“200 m”指的是路程，B正确，D错误；从学校到家的行程指的是路径的长度，“2 km”指的是路程，C正确．]4．(多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量Δx表示物体的位移．如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m，从C运动到B，它的位移为Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法中正确的是()A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D．物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2AD[位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，不要带正负号，选项B、C错误，A正确；因Δx1＝x C－x A，Δx2＝x B－x C，所以物体由A到B的合位移Δx＝x B－x A＝Δx1＋Δx2，选项D正确．]。