《2025年优化探究同步导学案高中物理必修第一册人教版》

[例 1] 一质点沿直线运动，其运动的 $x - t$ 图像如图所示，则：
(1) 质点在 AC 时间内离出发点越来越远；质点在 DB 时间内离出发点越来越近；质点在 B 时间内没有运动。(选填下面字母代号)
A. $0 \sim 20 s$
B. $20 \sim 30 s$
C. $30 \sim 40 s$
D. $40 \sim 50 s$
(2) 质点与出发点的最远距离是 50 $ m$。
(3) 质点在 $10 s$ 时距离出发点 10 $ m$，质点在 50 $ s$ 时回到出发点。

答案： [答案]
(1)AC DB
(2)50
(3)10 50 [解析]
(1)质点在0～20 s时间内和30～40 s时间内离出发点的位移越来越大，离出发点越来越远；质点在20～30 s时间内位移没有变化，故处于静止状态；质点在40～50 s时间内离出发点的位移越来越小，离出发点越来越近。
(2)由题图知t=40 s时，质点与出发点的距离最远，最远距离为 50 m。
(3)从题图上读出质点在10 s时距离出发点10 m；质点在50 s时位移为0，即回到出发点。

[例 2] (多选) 如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的 $x - t$ 图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是(ACD)


A.甲、乙同时出发
B.$0 \sim t_3$ 这段时间内，甲、乙位移相同
C.甲开始运动时，乙在甲的前面 $x_0$ 处
D.甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止

答案： [答案] ACD [解析] 由图像知，甲、乙出发时刻都是t=0时刻，即甲、乙同时出发，故A正确；0～t3这段时间内，甲、乙位移不相等，因为它们的初始位置不同，而末位置相同，故B错误；由初始位置坐标可知x甲= 0，x乙=x0，故C正确；在t1～t2时间内甲位置坐标没发生变化，故甲停止，乙途中没有停止，D正确。

[针对训练]
1. 一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示。设向右为正方向，则在前 $6 s$ 内(D)


A.物体先向左运动，$2 s$ 后开始向右运动
B.在 $t = 2 s$ 末时物体距出发点最远
C.前 $2 s$ 内物体位于出发点的左方，后 $4 s$ 内位于出发点的右方
D.在 $t = 4 s$ 末时物体距出发点最远

答案： 1.D 由图像可知，前4 s物体均向右运动，A错误；在t=4 s末时物体距出发点最远，B错误，D正确；物体一直处在出发点右方，C错误。

要点 2 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 交流 电源的 计时 仪器；工作电压约为 8 $ V$，当电源频率是 $50 Hz$ 时，每隔 0.02 s 打一次点。
(2) 电火花计时器
使用 $220 V$ 交流电源，当电源频率是 $50 Hz$ 时打点周期是 0.02 s。
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 $t =$ 0.02n $ s$。
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。
4. 实验操作
(1) 把打点计时器固定在桌子上并安装纸带。
(2) 把打点计时器接到交流电源上 (电源频率为 $50 Hz$，电磁打点计时器接 $8 V$ 低压交流电源，电火花计时器接 $220 V$ 交流电源)。
(3) 启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。
(4) 取下纸带，从能够看清的某个点开始 (起始点)，往后数出若干个点。例如数出 $n$ 个点，算出纸带从起始点到第 $n$ 个点的运动时间 $t$。
(5) 用刻度尺测量出从起始点到第 $n$ 个点的位移 $x$。
5. 注意事项
(1) 打点前，应使物体停在 靠近 打点计时器的位置。
(2) 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) 打点计时器不能连续工作太长时间，打完点之后应立即 关闭 电源。
(4) 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，即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离。
(5) 为减小实验误差，选取纸带上一点为起始点 $0$，后面每 $5$ 个点 (中间隔 $4$ 个点) 取一个计数点，分别用数字 $1,2,3,·s$ 标出这些计数点，此时两数点间的时间间隔 $T = 0.1 s$。

答案： 1.
(1)交流 计时 8 0.02 s
(2)0.02 s 2.0.02n 3.刻度尺 5.
(1)靠近
(2)接通电源
(3)关闭