《時間 位移》課件

2.時間位移必備知識?自主學習關鍵能力?合作探究新課程標準1．理解位移的概念，掌握位移和路程的區別和聯系．2．認識矢量和標量，知道二者在計算時方法的不同．3．認識位移—時間圖像．核心素養目標物理觀念知道時刻與時間間隔的區別和聯系，能在具體情況下識別時刻和時間間隔；理解位置、位移和路程的概念．科學思維(1)能用位移—時間圖像描述物體在不同時間內的位移．(2)知道位移和時間的測量方法．科學探究認識并會使用打點計時器測物體的運動時間和位移．課前篇自主預習[必備知識]一、時刻和時間間隔1.時刻:表示某一瞬間,在表示時間的數軸上用點表示,如第2s末、第8s初等均為時刻。2.時間間隔:表示兩個時刻之間的時間,在表示時間的數軸上用線段表示,如前4s內(0至4s末)、第4s內(3s末至4s末)等均為時間間隔。二、位置和位移1.坐標系:為了定量地描述物體的位置,需要在參考系上建立適當的坐標系。(1)一維坐標系:物體做直線運動時,通常選取這條直線為x軸,在x軸上任選一點作為原點,規定好坐標軸的正方向和單位長度,物體的位置就可以用它的位置坐標來描述。(2)平面直角坐標系(二維坐標系):描述平面上物體的位置時,通常建立平面直角坐標系,物體的位置用兩個坐標來描述。2.路程和位移(1)路程是物體運動軌跡的長度。(2)位移是描述物體位置變化的物理量,用從初位置指向末位置的有向線段表示。3.矢量與標量:既有大小又有方向的物理量叫矢量。只有大小而沒有方向的物理量叫標量。三、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,物體由A點沿直線運動到B點,則:1.物體的初、末位置可用位置坐標x1、x2表示。2.物體的位移Δx=x2-x1若Δx>0,則位移的方向指向x軸的正方向;若Δx<0,則位移的方向指向x軸的負方向。四、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。五、位移和時間的測量1.學校實驗室中常用打點計時器來記錄時間和位移。2.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。

3.電火花計時器,計時原理與電磁打點計時器相同。[自我檢測]1.正誤辨析(1)時刻就是時間間隔,兩者沒有本質區別。(

)解析

時刻與時間間隔既有聯系,又有區別,兩個時刻之間的間隔為時間間隔。答案

×(2)在時間軸上,時刻用線段表示,時間間隔用點表示。(

)解析

在時間軸上,時刻用點表示,時間間隔用線段表示。答案

×(3)路程是標量,位移是矢量,兩者都是描述物體運動的物理量。(

)解析

路程只有大小,沒有方向,是標量;位移既有大小,又有方向,是矢量。兩者都是為了描述物體的運動而引入的物理量。答案

√(4)物體在運動過程中的路程相等,位移一定也相等。(

)解析

物體在運動過程中的路程相等,位移不一定相等,位移相等,路程也不一定相等。答案

×(5)建立一維坐標系時,需要選原點、規定坐標軸的正方向和單位長度。(

)答案

√(6)打點計時器能同時記錄時間和位移。(

)答案

√2.(四川綿陽江油中學高一月考)以下的計時數據指時間間隔的是(

)A.中央電視臺新聞聯播節目每日19時開播B.某人用15s跑完100mC.李明同學每天早上6:00起床D.由北京開往上海的某次列車于19點28分從北京站開出解析

每日19時指的是時刻,A錯誤;15

s指的是時間間隔,B正確;每天早上6:00指的是時刻,C錯誤;19點28分指的是時刻,D錯誤。答案

B3.(四川巴中高一期末)運動員在相距50m的A、B兩點間進行“折返跑”訓練。從A點沿直線跑到B點,又從B點沿原路返回A點,此過程中運動員通過的路程和位移的大小分別是(

)A.100m,40m B.100m,0C.0,100m D.100m,50m解析

路程為軌跡的長度,所以是100

m,位移為初位置到末位置的有向線段,所以為0。故選B。答案

B關鍵能力?合作探究探究點一時刻和時間間隔導學探究讀圖區分時刻和時間間隔．

“五點鐘”“半個小時”“10分鐘”“8點”請把它們分類，它們的含義相同嗎？

提示：“五點鐘”“8點”指時刻；“10分鐘”“半個小時”指時間間隔．不同．歸納總結1.對時刻和時間間隔的理解(1)時刻的理解：時刻是一個瞬時值，對應物體運動的一個確定的狀態和位置．拍攝的照片就是對應某個時刻(對應于錄像中的定格時).(2)時間間隔的理解：時間間隔是一個過程量，對應時間始、末兩個狀態之間的變化過程，好比是一段錄像．2．時刻和時間間隔的表示方法

(1)時刻的表示方法：在時間軸上用一個點來表示．(2)時間間隔的表示方法：在時間軸上用一段線段來表示．典例示范例1[東莞高一檢測](多選)2020年1月18日傍晚5點多鐘，84歲高齡的鐘南山買了一張無座車票乘G1022從1000多千米外的廣州用時5個小時來到武漢，指導武漢人民抗戰疫情，19日晚10點多鐘又趕到國家衛健委開會．對以上情景下列說法中正確的是(

)A．2020年1月18日傍晚5點多鐘是指時刻B．5個小時是指時刻C．19日晚10點多鐘是指時間間隔D．5個小時是指時間間隔【答案】

AD【解析】

“2020年1月18日傍晚5點多鐘”是時間軸上的點，是時刻，故A正確；“5個小時”是鐘南山院士從廣州到武漢所用的時間，是時間間隔，故B錯誤，D正確；“19日晚10點多鐘”是時間軸上的點，是時刻，故C錯誤．時刻與時間間隔的兩種判定方法(1)根據上下文判斷：時刻對應事件狀態，時間間隔對應事件過程．(2)利用時間軸判定：畫出時間軸，軸上的點表示時刻，兩個時刻間一段線段表示時間間隔．針對訓練1

下列關于甲、乙兩圖中計時數據的說法，正確的是(

)

A．甲圖中博爾特百米奪冠成績“9.58”是指時刻B．乙圖中的列車到點“16：30”是指時間間隔C．乙圖中的列車“晚點1小時8分”是指時間間隔D．甲、乙兩圖中所列計時數據均指時間間隔答案：C解析：甲圖中博爾特百米奪冠成績“9.58”是指時間間隔，選項A錯誤；乙圖中的列車到點“16：30”是指時刻，選項B錯誤；乙圖中的列車“晚點1小時8分”是指時間間隔，即時間，選項C正確，D錯誤．針對訓練2

(多選)根據如圖所示的時間坐標軸，下列有關時刻與時間間隔的敘述正確的是(

)

A．t2表示時刻，稱為第2s末或第3s內，也可以稱為2s時B．0～t2表示時間間隔，稱為最初2s內或第2s內C．t2～t3表示時間間隔，稱為第3s內D．tn－1～tn表示時間間隔，稱為第ns內答案：CD解析：t2表示時刻，稱為第2s末或第3s初，故A錯誤；0～t2表示時間間隔，稱為前2s內或最初2s內，第2s內表示1s末到2s末這1s的時間間隔，故B錯誤；t2～t3表示時間間隔，稱為第3s內，故C正確；tn－1～tn表示時間間隔，稱為第ns內，故D正確．探究點二路程和位移導學探究讀圖區分路程和位移，甲同學的路程和位移大小分別為多少？

提示：路程為1200m，位移為0.歸納總結

位移路程

區別

物理意義描述物體的位置變化描述物體實際運動軌跡的長度定義從初位置指向末位置的有向線段物體運動軌跡的長度標矢性是矢量，有大小和方向是標量，只有大小，沒有方向大小初、末位置之間的距離，由初、末位置決定，與路徑無關運動軌跡的長度，與路徑有關聯系(1)都是描述物體運動的物理量(2)都是過程量(3)位移的大小一般小于路程，只有在物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程(4)單位相同，在國際單位制中，都是“米”典例示范

例2一個人晨練，按如圖所示走半徑為R的太極圖，中央的S部分是兩個直徑為R的半圓，BD、CA分別為西東、南北指向．他從A點出發沿曲線ABCOADC行進，求：(1)他從A點第一次走到O點時的位移大小和方向；(2)他從A點第一次走到D點時的位移和路程．

確定物體位移和路程的方法(1)確定研究對象和研究過程．(2)找出該過程中物體的初位置和末位置，則由初位置指向末位置的有向線段就是位移．線段的長度表示位移的大小，方向表示位移的方向．(3)建立位置坐標系，畫出物體的實際運動軌跡示意圖，軌跡的長度就是路程．針對訓練3

如圖所示，一只蝸牛從足夠高的豎直竹竿底部向上爬行到3m高處后，又慢慢向下爬行了1m，然后暫時靜止．則在這段過程中(

)A．蝸牛的位移為3m，方向豎直向上，路程為2mB．蝸牛的位移為1m，方向豎直向下，路程為4mC．蝸牛的位移為2m，方向豎直向上，路程為4mD．蝸牛的位移為1m，方向豎直向下，路程為2m答案：C解析：取向上為正方向，第一階段的位移為3m，第二階段的位移為－1m，全過程的位移為2m，總路程為4m．

探究點三位移—時間圖像歸納總結1.位置一時間圖像坐標軸的物理意義(1)橫軸表示時間，縱坐標與位置相對應，因此，縱坐標的變化表示位移．(2)縱軸的正方向表示位移的正方向．因為xAB＝xB－xA，若xB－xA>0，則位移為正，說明位移方向與正方向一致．2．位移一時間圖像中點、線及截距的意義(1)點：表示運動物體在某時刻所處的位置．若在同一坐標系中兩條運動圖線相交，交點表示兩物體同時到達同一位置，兩物體相遇．(2)線：圖線反映了運動物體的位移隨時間的變化規律．運動圖線不是運動軌跡．(3)截距：圖線與橫軸的截距表示物體處在規定的零位置的時刻；圖線與縱軸的截距表示零時刻物體所處的位置．典例示范例3(多選)如圖所示為甲、乙在同一直線上運動時的x-t圖像，以甲的出發點為原點，出發時間為計時的起點，則下列說法中正確的是(

)A．甲、乙同時出發B．0～t3這段時間內，甲、乙位移相同C．甲開始運動時，乙在甲的前面x0處D．甲在途中停止了一段時間，而乙沒有停止【答案】

ACD【解析】由題圖知甲、乙的計時起點都是零，是同時出發的．乙開始運動時離坐標原點的距離為x0，t1到t2時間內甲的位移沒有變化，表示甲在途中停止了一段時間，故A、C、D項正確；圖上縱坐標表示的位移是以坐標原點為起點的，而某段時間內的位移是以這段時間的起始時刻所在位置為起點的，0～t3這段時間內甲、乙末位置相同，但起始位置不同，所以位移不同，故B項錯誤．針對訓練5

(多選)如圖所示為A、B兩個物體從O點開始運動的位移—時間圖像的一部分．從A、B兩物體的位移—時間圖像可知，下列說法中正確的是(

)A.A、B兩物體的運動方向相同B．A物體4s內發生的位移是10mC．B物體發生10m位移的時間是4sD．A、B兩物體同時開始運動答案：ACD解析：A、B兩物體的運動圖線相對時間軸的傾斜方向相同，即A、B兩物體的運動方向相同，選項A正確；由題圖可知，B物體在4s內的位移是10m，A物體在4s內的位移為20m，選項B錯誤，C正確；A、B兩物體都是從0時刻開始運動，選項D正確．針對訓練6

(多選)如圖所示是一輛汽車做直線運動的x-t圖像，關于線段OA、AB、BC、CD所表示的運動，下列說法正確的是(

)A．這輛汽車最遠距離出發點30kmB．AB段汽車靜止C．CD段表示汽車的運動方向與初始運動方向相同D．0～4h內，汽車的位移大小為30km答案：AB解析：A對：由題圖可知，這輛汽車從O位置開始出發，最遠距離出發點30km；B對：AB段圖線平行于時間軸，表示位移不隨時間變化，汽車處于靜止狀態；C錯：OA段表示汽車沿正方向運動，CD段表示汽車沿負方向運動，所以CD段汽車的運動方向與OA段汽車的運動方向相反；D錯：由題圖可知

0～4h內，汽車的位移大小為0.探究點四位移和時間的測量歸納總結1.測量位移和時間的方法(1)測位移：照相法或頻閃照相法、打點計時器法等．(2)測時間：可用鐘表、打點計時器．2．兩種打點計時器的比較比較項目電磁打點計時器電火花計時器不同點電源性質8V左右交變電源220V交變電源打點方式振針通過復寫紙在紙帶上打點火花放電使墨粉在紙帶上打點阻力來源紙帶與限位孔、復寫紙的摩擦，振針打點與紙帶接觸時的摩擦紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，摩擦阻力比電磁打點計時器小相同點(1)所用電源頻率均為50Hz，每秒打點50次，每隔0.02s打一次點．(2)打出的紙帶的點記錄紙帶運動的時間和位移典例示范例4打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，關于下圖中甲、乙兩種打點計時器，請回答下面的問題．(1)甲圖是_____打點計時器，電源采用的是________________．(2)乙圖是_______計時器，電源采用的是________________．(3)甲、乙兩種打點計時器所用電源頻率都為50Hz，則打點周期分別為______s和______s.電磁8V左右交變電源電火花220V交變電源0.020.02

針對訓練7

(1)電磁打點計時器是一種使用______電源的計時儀器，它的工作電壓約為______，當電源頻率為50Hz時，它每隔________s打一次點．使用電磁打點計時器時，應將紙帶穿過________，復寫紙套在定位軸上，并要放在紙帶的____面．(2)打點計時器所用電源頻率是50Hz，如圖所示，紙帶上的A點先通過計時器，A、B間歷時_____s，位移為________m.交流

8V

0.02限位孔上0.040.0280解析：(1)電磁打點計時器使用的是電壓約為8V的交流電源，當交流電頻率為50Hz時，每兩個點之間的時間間隔是0.02s，為了防止紙帶不穩定，紙帶應穿過限位孔放在復寫紙下面．(2)由電源的頻率是50Hz，知打點計時器打點的時間間隔是0.02s，則A、B間用時tAB＝2T＝0.04s，位移xAB＝(1.20＋1.60)×10－2m＝0.0280m.

隨堂檢測1.(多選)關于時間間隔和時刻,下列說法正確的是(

)A.時間間隔是較長的一段時間,時刻是較短的一段時間B.“第2s內”和“前2s內”指的是不相等的兩段時間間隔C.“北京時間12點整”指的是時刻D.“1min”只能分成60個時刻解析

時刻不是較短的一段時間,而是一個時間點,A錯誤。“第2

s內”指從1

s末到2

s末的一段時間,“前2

s內”指從開始到2

s末的一段