時間和位移講義

課時2時間和位移

課前導(dǎo)航

學(xué)習(xí)物理時經(jīng)常會遇到生活用語和專業(yè)術(shù)語的區(qū)別，這一點要引起重視．一位同學(xué)問：什么“時間”下課？另一位同學(xué)說：8時45分下課．又問：一節(jié)課多長“時間”？答：45分鐘．

請你思考：

1．第一問中的“時間”實際是“時刻”還是“時間間隔”？2．第二問中的“時間”是“時刻”還是“時間間隔”？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、時間與時刻

1．時刻對應(yīng)于物體所處的狀態(tài)，只有先與后、早與遲的區(qū)別，而沒有長短之分；在時間軸上，時刻用一個點表示．

舉例：下面幾種說法均屬時刻．第2s初，第3s末，第5s時，火車10：05開車．2．時間間隔對應(yīng)于物體所經(jīng)歷的某段過程，是用長短來表達(dá)的，它本身沒有先后或遲早的涵義；在時間軸上，時間間隔用線段表示．

舉例：下面的幾種說法均屬時間間隔．第5s內(nèi)：時間為1s；前10s內(nèi)：時間為10s；從第3s初至第6s初：時間為3s.

二、位移與路程三、標(biāo)量與矢量1．標(biāo)量：只有大小沒有方向的量．如：長度、質(zhì)量、時間、路程、溫度、能量等．運算遵從算術(shù)法則．2．矢量：有大小也有方向的量．如：位移、力、速度等．運算法則與標(biāo)量不同，我們將在以后學(xué)習(xí)．

方法指導(dǎo)

一、時間與時刻的區(qū)別與聯(lián)系

例1關(guān)于時間和時刻，下列說法正確的是()A．物體在5s時指的是物體在5s末時，指的是時刻B．物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間C．物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間D．第4s末就是第5s初，指的是時刻

解析

解答本題的關(guān)鍵是正確理解“時”、“初”、“末”、“內(nèi)”等字在表示時刻和時間間隔時的不同含義.

答案

ACD

點評

(1)時刻是一狀態(tài)量，時間是一過程量，區(qū)分二者的關(guān)鍵是看它們對應(yīng)的是一個狀態(tài)還是一段過程．

選項內(nèi)容指向，聯(lián)系分析結(jié)論A5s時和5s末是指同一時刻正確B5s內(nèi)是指物體在1s初到5s末這5s的時間錯誤C第5s內(nèi)是指第4s末到第5s末這1s的時間正確D第4s末和第5s初指同一時刻，在時間軸上二者對應(yīng)同一點正確

(2)在時間軸上，要注意同一點的不同說法．如圖所示，A點表示第1s末或第2s初，但不要理解成第1s初．

變式訓(xùn)練1

下列的計時數(shù)據(jù)指時間的是()A．天津開往德州的列車于13時35分從天津發(fā)車B．某人用15s跑完100mC．中央電視臺新聞聯(lián)播節(jié)目19時開播D．1997年7月1日零時中國對香港恢復(fù)行使主權(quán)

答案

B

二、位移和路程的區(qū)別

例2如圖2－1所示，在2008年北京奧運會上，甲、乙兩運動員分別參加了在主體育場舉行的400m和100m田徑?jīng)Q賽，且兩人都是在最內(nèi)側(cè)跑道完成了比賽．則兩人在各自的比賽過程中通過的位移大小x甲、x乙和通過的路程大小l甲、l乙之間的關(guān)系是()A．x甲>x乙，l甲<l乙 B．x甲<x乙，l甲>l乙C．x甲>x乙，l甲>l乙 D．x甲<x乙，l甲<l乙

解析

田徑場上的跑道如圖所示.400m比賽要從起點環(huán)繞跑道一圈，圈子最內(nèi)側(cè)跑道的起點和終點重合．因此，路程l甲＝400m，位移x甲＝0；而100m比賽是直道，路程l乙＝100m，位移x乙＝100m．顯然x甲<x乙，l甲>l乙．

答案

B

點評

田徑比賽的問題，首先要了解田徑場的情況；再次要對運動員參賽項目比賽規(guī)則要有所了解．故體育比賽對物理學(xué)的研究起一定的作用．變式訓(xùn)練練2如圖2－－2所示示，一操操場跑道道全長400m，其其中CD和FA為100m長長的直道道，彎道道ABC和DEF均為半圓圓形，長長度均為為100m．．一運動動員從A點開始起起跑，沿沿彎道ABC和直道CD跑到D點，求該該運動員員在這段段時間內(nèi)內(nèi)的路程程和位移移．圖2－2答案路程為200m，位位移為118.57m，方方向由A指向D三、直線線運動中中的位置置和位移移例3在如圖2－3所所示的坐坐標(biāo)系中中，物體體由A點沿直線線運動到到B點，再由由B點沿直線線返回到到C點，試分分別求出出物體從從A到B、從B到C、從A到C三段的路路程和位位移．圖2－3解析根據(jù)定義義去求路路程和位位移，在在位移軸軸上，位位移等于于坐標(biāo)值值的變化化量.路程就是是軌跡的的長度，，所以質(zhì)質(zhì)點在三三個階段段的路程程分別為為：lAB＝30m，lBC＝40mlAC＝lAB＋lBC＝30m＋40m＝70m三個階段段的位移移分別為為：xAB′＝xB－xA＝30mxBC′＝xC－xB＝10m－50m＝－40mxAC′＝xC－xA＝10m－20m＝－10m負(fù)號表示示位移的的方向與與x軸正方向向相反．．答案路程分別別為30m、、40m、70m位移移分別為為30m、－－40m、－－10m關(guān)于時間間和時刻刻的對話話C：我國國有句俗俗語叫做做“寸金難買買寸光陰陰”．“寸”本是長度度的單位位，“寸金”可以理解解，可是是“寸光陰”就讓人費費解了，，度量長長度的單單位“寸”怎么能夠夠用來度度量時間間呢？A：問得得好．說說來話長長，古代代計時工工具不發(fā)發(fā)達(dá)，人人們就用用漏壺滴滴水來計計時，在在壺的中中央插上上一根箭箭桿，箭箭桿上刻刻上刻度度，隨著著水面下下降，露露出水面面的刻度度越來越越多，這這就是“時刻”這一詞的的起源．．C：老師師，我明明白了．．“寸光陰”就是指漏漏壺中的的水面下下降一寸寸所需要要的時間間．A：對對．有有一出出京劇劇名劇劇叫做做《文文昭關(guān)關(guān)》，，其中中有一一句唱唱詞是是“寅夜漏漏聲催催曉箭箭”，說的的就是是伴隨隨著不不停的的漏聲聲，壺壺中的的箭桿桿越露露越長長，天天就要要亮了了．C：看看來“時刻”是指箭箭桿上上的刻刻度，，而“時間”應(yīng)是指指刻度度與刻刻度間間的距距離．．A：現(xiàn)現(xiàn)在的的計時時工具具已遠(yuǎn)遠(yuǎn)非當(dāng)當(dāng)年的的銅壺壺滴漏漏可比比了．．那么么，第第3s末末、第第4s初初、3s內(nèi)、、第3s內(nèi)分分別表表示什什么？？C：第第3s末末、第第4s初初為時時刻，，且為為同一一時刻刻，與與狀態(tài)態(tài)量對對應(yīng)；；3s內(nèi)內(nèi)(0～第第3s末末)、、第3s內(nèi)(第2s末～～第3s末)均為為時間間，與與過程程量對對應(yīng)．．關(guān)于質(zhì)質(zhì)點的的對話話B：地地球很很大，，是不不能看看做質(zhì)質(zhì)點的的．C：地地球相相對宇宇宙大大不大大？B：不不大．．C：地地球繞繞太陽陽運動動時，，能不不能看看做質(zhì)質(zhì)點呢呢？B：地地球的的大小小跟地地球與與太陽陽間的的距離離相比比很小小，所所以可可將地地球看看做質(zhì)質(zhì)點．．我明明白了了，物物體本本身的的尺寸寸大小小不是是能否否將其其看做做質(zhì)點點的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)．．同步達(dá)標(biāo)一、選擇題題(本題共共6小題，，每小題5分，共30分，每每題至少有有一個選項項是正確的的)1．關(guān)于時時間和時刻刻，下列說說法正確的的是()A．時間很很長，時刻刻很短B．第2s內(nèi)和2s都是是指一段時時間間隔C．時光不不能倒流，，因此時間間是矢量D．“北京京時間12點整”其其實指的是是時刻解析時間指一過過程，時刻刻指某一瞬瞬時，選項項A錯誤；；第2s內(nèi)和2s都指時時間間隔，，選項B正正確；時間間是標(biāo)量，，選項C錯錯誤；“12點整整”指時刻，，選項D正確．．答案BD2．關(guān)于于位移和和路程，，下列說說法正確確的是()A．位移移和路程程是相同同的物理理量B．路程程是標(biāo)量量，即表表示位移移的大小小C．位移移是矢量量，位移移的方向向即質(zhì)點點運動的的方向D．若物物體做單單一方向向的直線線運動,位移的的大小等等于路程程解析位移是由由初始位位置指向向終止位位置的有有向線段段，是矢矢量，位位移的大大小等于于這段直直線段的的長度；；路程是是標(biāo)量，，是物體體運動軌軌跡的總總長度，，只有質(zhì)質(zhì)點一直直向著單單一方向向運動時時，位移移的大小小才等于于路程．．答案D3．下列列說法正正確的是是()A．學(xué)校校作息時時間表上上的“學(xué)學(xué)生上第第一節(jié)課課的時間間為8：：00””是指時時間間隔隔B．火車車站公布布的旅客客列車運運行表是是時刻表表C．體育育老師用用秒表記記錄某同同學(xué)完成成百米短短跑的記記錄值是是時間間間隔D．神舟舟七號繞繞地球飛飛行45周，耗耗時68時27分鐘是是時刻答案BC4．氫氣球升升到離地面80m高空空時從上面掉掉落下一物體體，物體又上上升了10m高后開始始下落，若取取向上為正，，則物體從掉掉落開始至落落地時的位移移和經(jīng)過的路路程分別為()A．80m,100mB．．－80m,100mC．90m,180mD．．90m，，－180m解析位移是矢量，，有大小和方方向，當(dāng)選擇擇向上方向為為正時，向下下即為負(fù)，故故正確表示位位移應(yīng)為－80m.答案B5．一質(zhì)點在在x軸上運動，各各個時刻的位位置坐標(biāo)如下下表所示，則則此質(zhì)點開始始運動后()A．第1s內(nèi)的位移最最大 B．．第4s內(nèi)內(nèi)的位移最大大C．第2s內(nèi)的位移最最大 D．．第3s的的路程最小答案Ct(s)末012345x(m)05－4－1－716．物體沿半半徑分別為r和R的半圓弧由A點經(jīng)B點到達(dá)C點，如圖所示示．則它運動動的位移和路路程分別是()A．2(R+r)；π(R+r)B．2(R＋r)，向東；2πR，向東C．2π(R＋r)，向向東；；2ππ(R＋r)D．2(R＋r)，向向東；；π(R＋r)解析位移是是由初初位置置指向向末位位置的的矢量量，其其大小小等于于A、C間的距距離，，即x＝2r＋2R＝2(R＋r)，方方向由由A指向B，即向向東．．路程程是標(biāo)標(biāo)量，，其大大小等等于兩兩半圓圓弧長長度之之和，，即l＝πr＋πR＝π(R＋r)，沒沒有方方向．．答案D二、計計算題題(本本題共共2小小題，，共20分分，每每小題題10分)8．2007年年4月月18日，，我國國鐵路路第六六次大大面積積提速速，重重點城城市間間大量量開行行時速速200公公里及及以上上動車車組旅旅客列列車--“和諧號號”CRH系列列國產(chǎn)產(chǎn)化動動車組組列車車．下下表是是D665次動動車組組列車車運行行的時時刻表表．試試求D665次次動車車組列列車從從上海海到海海寧、、杭州州、義義烏、、金華華的時時間．．(保留留兩位位有效效數(shù)字字)D665次次列列車時時刻表表?？空镜竭_(dá)時刻開車時刻里程(km)上海南－13：120海寧13：5914：01108杭州14：3514：37173義烏15：2515：27312金華西15：53－360解析從上海海到海海寧的的時間間為：：47分從上海海到杭杭州的的時間間為：：1小小時23分分從上海海到義義烏的的時間間為：：2小小時13分分從上海海到金金華的的時間間為：：2小小時41分分．附加加探探究究題題(10分分)9．．在在運運動動場場的的一一條條直直線線跑跑道道上上，，每每隔隔5m距距離離放放置置一一個個空空瓶瓶子子，，運運動動員員在在進進行行往往返返跑跑訓(xùn)訓(xùn)練練，，從從中中間間某某一一瓶瓶子子出出發(fā)發(fā)，，跑跑向向最最近近的的空空瓶瓶將將其其扳扳倒倒后后再再扳扳倒倒出出發(fā)發(fā)點點處處的的第第一一個個瓶瓶子子，，之之后后再再往往返返到到前前面面的的最最近近處處的的瓶瓶子子，，依依次次下下去去，，當(dāng)當(dāng)他他扳扳倒倒第第6個個空空瓶瓶時時，，他他跑跑過過的的路路程程為為多多大大，，位位移移是是多多大大？？探究究思思路路從O點出出發(fā)發(fā)，，如如圖圖所所示示路程程：：(2×5＋10＋15＋20＋25)m＝80m位移：OE＝10m答案路程為80m位移移大小為為10m9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Saturday,December24,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。21:10:5621:10:5621:1012/24/20229:10:56PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2221:10:5621:10Dec-2224-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。21:10:5621:10:5621:10Saturday,December24,202213、乍見翻翻疑夢，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2221:10:5621:10:56December24,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。24十二二月20229:10:56下下午21:10:5612月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二二月月229:10下下午午12月月-2221:10December24,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2421:10:5621:10:5624December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時時，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點點的的射射線線向向前前。。。。9:10:56下下午午9:10下下午午21:10:5612月月-229、沒有失敗，，只有暫時停停止成功！。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、很多事情努努力了未必有有結(jié)果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。21:10:5621:10:5621:1012/24/20229:10:56PM11、成功就是日日復(fù)一日那一一點點小小努努力的積累。。。12月-2221:10:5621:10Dec-2224-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。21:10:5621:10:5621:10Saturday,December24,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2221:10:5621:10:56December24,202214、意意志志堅堅強強的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。24十十二二月月20229:10:56下下午午21:10:5612月月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。十二二月月229:10下午午12月-2221:10December24,202216、少年十五二二十時，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/2421:10:5621:10:5624December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來來秋秋。。。。9:10:56下下午午9:10下下午午21:10:5612