物理人教版高中必修一（2019年新編）1-2 時間和位移（教案）

第2節(jié)時間位移目標導航目標導航課程標準課標解讀知道時刻與時間間隔的區(qū)別，并能在具體的情境中識別時刻和時間間隔.認識矢量和標量，理解位置、路程及位移，能說出它們的區(qū)別.3.能在坐標系中定量描述物體的位置和位移，知道位移和時間的測量方法，理解位移-時間圖像.通過時間軸了解時間間隔和時刻的區(qū)別.通過對物體的運動分析，體會坐標系對描述物體運動的作用，并能夠建立位移-時間圖像.知道利用打點計時器測時間和位移的方法.通過實際問題理解路程和位移、標量的矢量，并體會他們的區(qū)別.知識精講知識精講知識點01時刻和時間間隔1.時刻：指某一.在時間軸上用表示.2.時間間隔：指某兩個時刻之間的.在時間軸上用一段表示.時刻時間間隔在時間軸上的表示用點表示用線段表示時間軸表示方法描述關鍵詞“初”“末”“時”，如“第1s末”，“第2s初”，“3s時”如“第2s內”，“前3s內”聯(lián)系兩個時刻的間隔為一段時間間隔，時間間隔能表示運動的一個過程，好比一段錄像；時刻可以顯示運動的一瞬間，好比一張照片特別提醒：日常生活中的"時間"，有時指"時刻"，有時指"時間間隔"，應根據具體情況判定.如"什么時間出發(fā)"指的是時刻，"出發(fā)多長時間了"指的是時間間隔.【即學即練1】下列關于時間間隔和時刻的表述中，表示時刻的是()A．一般人的反應時間約為0.7sB．衛(wèi)星繞地球運行的最小周期約為85minC．校運動會100m賽跑的最好成績是12.8sD．省運動會開幕式于2019年10月25日17時開始【答案】D【解析】一般人的反應時間約為0.7s,0.7s是指一段時間，是時間間隔；衛(wèi)星繞地球運行的最小周期約為85min,85min是指一段時間，是時間間隔；校運動會100m賽跑的最好成績是12.8s,12.8s是指一段時間，是時間間隔；省運動會開幕式于2019年10月25日17時開始，2019年10月25日17時是指時間點，是時刻．選項D正確．知識點02位置和位移1.坐標系：為了定量描述物體的位置，需要在參考系上建立適當的坐標系，這樣才能應用數學工具來研究物體的運動.2.路程：物體.3.位移：(1)物理意義：表示物體(質點)的物理量.(2)定義：從初位置到末位置的一條.（3）坐標系的建立與比較種類坐標系的建立舉例直線坐標系（一維坐標系）吐過物體沿直線運動，即做一維運動，可以以該直線為x軸，以直線上的某一點為原點，規(guī)定單位長度和正方向.平面直角坐標系（二維坐標系）研究物體在某一平面內的運動時需要建立平面直角坐標系.（4）位移和路程的區(qū)別(1)位移由物體的初、末位置決定，與路徑無關，不管經歷什么路徑，只要初、末位置相同，位移就相同；而路程由物體的運動軌跡決定，與路徑有關.(2)路程是標量，無方向，其大小計算遵循算術運算法則(可以直接相加減)；位移是矢量，有方向，其大小計算不能直接相加減(其運算方法第三章將學到).(3)位移的大小不一定等于路程.只有在單向直線運動中，位移的大小等于路程.（5）直線運動的位移（1）一維坐標系中物體的位置和位移在一維坐標系中，坐標對應物體的位置，坐標的對應物體運動位移，運動軌跡的長度則表示路程.（2）直線運動中物體的位移如圖所示，做直線運動的物體，它的初位置為x，末位置為x2，則物體的位移是由x1指向x2的有向線段，其大小等于末位置與初位置的坐標之差x2-x1，記為△x=x2-x1.△x既表示位移的大小，又表示位移的方向.（1）△x的絕對值表示位移的大小.（2）x的正、負表示位移的方向——正表示位移△x的方向與x軸的正方向相同，負表示位移△x的方向與x軸的正方向相反【即學即練2】某同學在操場上向正北方向運動了16m，接著轉向正東方向運動了12m．兩段路線相互垂直．整個過程中，該同學的位移大小和路程分別為()A．20m,20mB．28m,28mC．20m,28mD．28m,20m【答案】C【解析】位移的大小等于初末位置的距離，大小為x＝eq\r(162＋122)m＝20m，路程等于運動軌跡的長度，s＝12m＋16m＝28m．故C正確．知識點03矢量和標量1.矢量：既有又有的物理量，例如：位移等.2.標量：只有沒有的物理量，例如：時間、溫度、質量、路程等.3.運算法則：兩個標量的加減遵從算術加減法的法則，矢量相加的法則與此不同(填“相同”或“不同”).【即學即練3】下列關于矢量和標量的說法正確的是()A．選定正方向，做直線運動的甲、乙兩物體的位移x甲＝3m，x乙＝－5m，則x甲>x乙B．甲、乙兩運動物體的位移大小均為50m，這兩個物體的位移必定相同C．溫度計讀數有正有負，所以溫度是矢量D．溫度計讀數的正負號表示溫度高低，不表示方向，溫度是標量【答案】D【解析】直線運動中位移的正負號表示方向，不表示大小，故選項A錯誤；兩個矢量大小相等、方向相同時，它們才相同，故選項B錯誤；溫度是標量，溫度的正負號表示溫度的高低，故選項C錯誤，D正確．知識點04直線運動的位移和位移-時間圖像1.研究直線運動時，在物體運動的直線上建立x軸.（1）物體的初、末位置：可用位置坐標x1、x2表示.（2）物體的位移等于兩個位置的坐標變化，即：Δx＝x2－x1.2.位移-時間圖像物體在每一時刻的位置或每一時間間隔的位移可以用圖像直觀的表示。【即學即練4】(多選)甲、乙兩物體在同一直線上運動的x－t圖像如圖所示，以甲的出發(fā)點為原點，出發(fā)時刻為計時起點，則從圖像中可以看出()A．甲、乙同時出發(fā)B．乙比甲先出發(fā)C．甲開始運動時，乙在甲前面x0處D．甲在中途停了一會兒，但最后還是追上了乙【答案】ACD【解析】直線與縱軸的交點表示出發(fā)時物體離原點的距離．當直線與t軸平行時，表示物體位置不變，處于靜止狀態(tài)．兩直線的交點表示兩物體處在同一位置，離原點的距離相等．故A、C、D正確。知識點05位移和時間的測量電磁打點計時器是一種使用交變電流的計時儀器，工作電壓為V，能夠按照相同的時間間隔，在紙帶上連續(xù)打點。當電源頻率是50Hz時，每隔打一次點.【即學即練5】如圖所示，是電源頻率為50Hz的電磁打點計時器在紙帶上連續(xù)打下的六個點．則a至f之間的時間為()A．0.02sB．0.10sC．0.12sD．0.60s【答案】B【解析】因為打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz，所以紙帶上打下相鄰兩個點的時間間隔是0.02s，a至f之間共有5個時間間隔，故時間為0.10s，選項B正確．能力拓展能力拓展考法01時間和時刻【典例1】杭州地鐵6號線于2020年12月30日開通運營，?？寇囌?6個，線路全長58.8km，每日首班車6點02分發(fā)車，發(fā)車間隔4分30秒，最高時速可達100km/h，下列說法正確的是（

）A.

“6點02分”、“4分30秒”均指時間間隔

B.

100km/h是指平均速度

C.

考察地鐵從起點站到終點站的時長，可以把列車看成質點

D.

地鐵從起點到終點經過的總位移為58.8km【答案】C【解析】【解答】A．“6點02分”是時刻，A不符合題意；B．100km/h是瞬時速度，B不符合題意；C．考察地鐵從起點站到終點站的時長，地鐵的大小可以忽略不計，可以把列車看成質點，C符合題意；D．地鐵從起點到終點經過的總路程為58.8km，D不符合題意。故答案為：C?？挤?2位移和路程【典例2】如圖甲所示，一根細長的彈簧系著一小球，放在光滑桌面上，左端固定在墻壁上，手握小球把彈簧拉長，放手后小球便來回運動，圖中B為小球向右到達的最遠位置。小球某次經過O點開始計時，其有關時刻的位置如圖乙所示，若測得OA=OC=7cm，AB=3cm，下列說法正確的是（

）A.

0.2-0.8s內小球的位移大小是7cm，方向向右，經過的路程是13cm

B.

0.4-0.8s內小球的位移大小是10cm，方向向左，經過的路程是10cm

C.

0.2-0.6s內小球的位移大小是0cm，經過的路程是0cm

D.

0.2-1.0s內小球的位移大小是20cm，方向向左，經過的路程是20cm【答案】B【解析】【解答】A．0.2-0.8s內小球的位移大小是7cn，方向向左，經過的路程是13cm，A不符合題意；B．0.4-0.8s內小球．的位移大小是10cm，方向向左，經過的路程是10cm，B符合題意；C．0.2-0.6s內小球的位移大小是0cm，經過的路程是6cm，C不符合題意；D．

0.2-1.0s內小球的位移大小是14cm，方向向左，經過的路程是20cm，D不符合題意。故答案為：B。考法03位移時間圖像【典例3】沿同一直線運動的A、B兩物體，相對同一參考系的x-t圖像如圖所示，下列說法正確的是()A.前5s內A、B的位移均為10mB.兩物體由同一位置開始運動，物體A比B遲3s才開始運動C.在前5s內兩物體的位移相同，5s末A、B相遇D.從3s末開始，兩物體運動方向相同，且A比B運動得快【答案】D【解析】【解答】5s末A\B到達同一位置，兩者相遇，在前5s內，A通過的位移為10m，B通過的位移為5m，所以A、C錯誤；A從原點出發(fā)，而B從正方向上距原點5m處出發(fā)，A在B運動3s后開始運動，所以B錯誤；在x-t圖像中圖線的斜率表示運動的快慢和方向，從t=3s起，兩圖線的斜率均為正值，說明均沿正方向運動，A的x-t圖線的斜率比B的x-t圖線的斜率大，說明A運動得比B快，D正確.故答案為：D。分層提分分層提分題組A基礎過關練1．下列各組物理量中，都是矢量的是()A．位移、時間、速度B．速度、速率、加速度C．加速度、速度的變化、速度D．路程、時間、位移【答案】C【解析】位移、速度是矢量，但時間是標量，故A錯誤；速度、加速度是矢量，但速率是標量，故B錯誤；加速度、速度的變化、速度都是矢量，故C正確；路程、時間是標量，位移是矢量，故D錯誤．2.(多選)一物體做直線運動，在如圖所示的位移坐標軸上，O、S1、S2、…、Sn－1、Sn分別為物體在開始和第1s末、第2s末…第(n－1)s末、第ns末的位置，則下述說法中正確的是()A．OS1為第2s內的位移，方向由O指向S1B．OSn－1為(n－1)s內的位移，方向由O指向Sn－1C．S2Sn為前2ns內的位移，方向由S2指向SnD．Sn－1Sn為第ns內的位移，方向由Sn－1指向Sn【答案】BD【解析】題中O、S1、S2、…、Sn－1、Sn分別為不同位置，分別與各個時刻對應，而題中選項所列位移與時間對應，故要深刻理解和區(qū)別時間與時刻、位移與位置．針對位移這一概念，要對應這一段時間找好它的初位置、末位置，并畫出這一過程的有向線段．OS1為第1s內的位移，選項A錯誤；OSn－1為(n－1)s內的位移，方向由O指向Sn－1，選項B正確；S2Sn為第2s末到第ns末的位移，選項C錯誤；Sn－1Sn為第ns內的位移，方向由Sn－1指向Sn，選項D正確．3.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.OA段汽車運動最快B.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】B【解析】【解答】A：x-t圖像的斜率的絕對值表示物體運動的快慢，由題圖可知，CD段圖線的斜率的絕對值最大，因此CD段汽車運動得最快，A錯誤；B：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(tài)，B正確；C：OA段表示汽車沿正方向運動，CD段表示汽車沿負方向疼，所以CD段汽車運動方向與OA段汽車的運動方向相反，C錯誤；D：由圖可知0-4h內，汽車的位移大小為0，D錯誤.故答案為：B。4.電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到無需測量的物理量是()A．時間間隔B．位移C．平均速度D．瞬時速度【答案】A【解析】時間間隔可以通過數紙帶上所打點的個數得出，故A正確；位移需通過測量紙帶上所打點間的距離得出，故B錯誤；而平均速度和瞬時速度都是依據實驗測量數據通過計算得出的，C、D錯誤．題組B能力提升練1．下列關于時間間隔和時刻的表述中，表示時刻的是()A．一般人的反應時間約為0.7sB．衛(wèi)星繞地球運行的最小周期約為85minC．校運動會100m賽跑的最好成績是12.8sD．省運動會開幕式于2019年10月25日17時開始【答案】D【解析】一般人的反應時間約為0.7s,0.7s是指一段時間，是時間間隔；衛(wèi)星繞地球運行的最小周期約為85min,85min是指一段時間，是時間間隔；校運動會100m賽跑的最好成績是12.8s,12.8s是指一段時間，是時間間隔；省運動會開幕式于2019年10月25日17時開始，2019年10月25日17時是指時間點，是時刻．選項D正確．2.下列生活中涉及位移和路程的知識，說法正確的是()A．運動會上參加400米比賽的同一組的8位同學，他們通過的路程和位移都是相同的B．乘坐出租車時按位移的大小收費C．在操場上跑步時，位移的大小一定不為0D．從家到學校有很多條路可以選擇，選擇不同的路徑，路程不同，但位移是相同的【答案】D【解析】運動會上參加400米比賽的同一組的8位同學，他們通過的路程是相同的，由于各同學的起點和終點不同，則位移不同，選項A錯誤；出租車按路程收費，選項B錯誤；在操場上跑步時，跑完整的圈數時，位移的大小為0，選項C錯誤；從不同的路徑到學校，路程不同，由于初、末位置相同，故位移一定是相同的，選項D正確．3.下列關于同一質點的位移和路程的說法中正確的是()A．位移是矢量，位移的方向即質點運動的方向B．路程是標量，即位移的大小C．位移的大小，不會比路程大D．質點做直線運動時，路程等于位移的大小【答案】C【解析】本題疑難點在于對位移的方向不是質點運動的方向的理解．位移是描述質點位置改變的物理量，它是矢量，即有大小和方向，大小表示質點位置改變大小，方向表示位置改變的方向，質點的運動方向由速度來描述，選項A錯誤；路程是標量，它描述的是質點運動軌跡的長度，一般情況下路程大于位移的大小，只有當質點做單方向直線運動時，質點的路程才等于位移的大小，選項B、D錯誤，C正確．4.使用電火花打點計時器分析物體運動情況的實驗中：(1)在如下基本步驟中，正確的排列順序為____________．A．把電火花打點計時器固定在桌子上B．安放紙帶C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D．接通220V交流電源E．按下脈沖輸出開關，進行打點(2)在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在__________上，還要檢查____________是否夾在兩紙帶之間．【答案】(1)ABDEC(2)紙盤軸墨粉紙盤【解析】根據實驗原理，通過對實驗儀器的觀察，掌握新儀器的使用方法是一種重要的實驗能力．電火花打點計時器的特點是打點靠放電針和墨粉紙盤之間的火花放電來實現(xiàn)，故其操作步驟和電磁打點計時器是類似的．墨粉紙盤應套在紙盤軸上，目的是使它可以轉動，均勻地被利用．墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動．題組C培優(yōu)拔尖練1.從第2s初到第4s末所對應的時間是()A．1sB．2sC．3sD．4s【答案】c【解析】從第2s初到第4s末所對應的時間是第2s、第3s和第4s，共2s，c正確2.北京奧運會的召開，極大地調動了市民參加體育鍛煉的熱情。如圖所示為一個人晨練走的半徑為R的中國古代的八卦圖，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(fā)沿曲線ABCOADC行進，則當他（一個周期未完成）