1.2時(shí)間+位移-2021-2022學(xué)年高一物理同步精典導(dǎo)學(xué)案（人教版2019必修第一冊）

專注教育|2021-2022學(xué)年高一物理同步精典導(dǎo)學(xué)案（人教版2019必修第一冊）第2節(jié)時(shí)間位移第第頁運(yùn)動(dòng)的描述第2節(jié)時(shí)間位移教學(xué)目標(biāo)知道時(shí)刻與時(shí)間間隔的區(qū)別，并能在具體的情境中識別時(shí)刻和時(shí)間間隔.認(rèn)識矢量和標(biāo)量，理解位置、路程及位移，能說出它們的區(qū)別.能在坐標(biāo)系中定量描述物體的位置和位移，知道位移和時(shí)間的測量方法，理解位移-時(shí)間圖像.教學(xué)重點(diǎn)通過時(shí)間軸了解時(shí)間間隔和時(shí)刻的區(qū)別.通過對物體的運(yùn)動(dòng)分析，體會(huì)坐標(biāo)系對描述物體運(yùn)動(dòng)的作用，并能夠建立位移-時(shí)間圖像.教學(xué)難點(diǎn)1.知道利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測時(shí)間和位移的方法.2.通過實(shí)際問題理解路程和位移、標(biāo)量的矢量，并體會(huì)他們的區(qū)別.【知識探究】一、時(shí)刻和時(shí)間間隔1.時(shí)刻：指某一瞬間.在時(shí)間軸上用點(diǎn)表示.2.時(shí)間間隔：指某兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔.在時(shí)間軸上用一段線段表示.二、位置和位移1.坐標(biāo)系：為了定量描述物體的位置，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這樣才能應(yīng)用數(shù)學(xué)工具來研究物體的運(yùn)動(dòng).2.路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度.3.位移：(1)物理意義：表示物體(質(zhì)點(diǎn))位置變化的物理量.(2)定義：從初位置到末位置的一條有向線段.三、矢量和標(biāo)量1.矢量：既有大小又有方向的物理量，例如：位移等.2.標(biāo)量：只有大小沒有方向的物理量，例如：時(shí)間、溫度、質(zhì)量、路程等.3.運(yùn)算法則：兩個(gè)標(biāo)量的加減遵從算術(shù)加減法的法則，矢量相加的法則與此不同(填“相同”或“不同”).四、直線運(yùn)動(dòng)的位移和位移-時(shí)間圖像1.研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸.（1）物體的初、末位置：可用位置坐標(biāo)x1、x2表示.（2）物體的位移等于兩個(gè)位置的坐標(biāo)變化，即：Δx＝x2－x1.2.位移-時(shí)間圖像物體在每一時(shí)刻的位置或每一時(shí)間間隔的位移可以用圖像直觀的表示。五、位移和時(shí)間的測量電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交變電流的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4-6V，能夠按照相同的時(shí)間間隔，在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，每隔0.02s打一次點(diǎn).【知識深化】一、時(shí)刻和時(shí)間間隔時(shí)刻時(shí)間間隔在時(shí)間軸上的表示用點(diǎn)表示用線段表示時(shí)間軸表示方法描述關(guān)鍵詞“初”“末”“時(shí)”，如“第1s末”，“第2s初”，“3s時(shí)”如“第2s內(nèi)”，“前3s內(nèi)”聯(lián)系兩個(gè)時(shí)刻的間隔為一段時(shí)間間隔，時(shí)間間隔能表示運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程，好比一段錄像；時(shí)刻可以顯示運(yùn)動(dòng)的一瞬間，好比一張照片特別提醒：日常生活中的"時(shí)間"，有時(shí)指"時(shí)刻"，有時(shí)指"時(shí)間間隔"，應(yīng)根據(jù)具體情況判定.如"什么時(shí)間出發(fā)"指的是時(shí)刻，"出發(fā)多長時(shí)間了"指的是時(shí)間間隔.例1.杭州地鐵6號線于2020年12月30日開通運(yùn)營，?？寇囌?6個(gè)，線路全長58.8km，每日首班車6點(diǎn)02分發(fā)車，發(fā)車間隔4分30秒，最高時(shí)速可達(dá)100km/h，下列說法正確的是（

）A.

“6點(diǎn)02分”、“4分30秒”均指時(shí)間間隔

B.

100km/h是指平均速度

C.

考察地鐵從起點(diǎn)站到終點(diǎn)站的時(shí)長，可以把列車看成質(zhì)點(diǎn)

D.

地鐵從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過的總位移為58.8km【答案】C【解析】【解答】A．“6點(diǎn)02分”是時(shí)刻，A不符合題意；B．100km/h是瞬時(shí)速度，B不符合題意；C．考察地鐵從起點(diǎn)站到終點(diǎn)站的時(shí)長，地鐵的大小可以忽略不計(jì)，可以把列車看成質(zhì)點(diǎn)，C符合題意；D．地鐵從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過的總路程為58.8km，D不符合題意。故答案為：C。二、位置和位移矢量和標(biāo)量1.坐標(biāo)系的建立與比較種類坐標(biāo)系的建立舉例直線坐標(biāo)系（一維坐標(biāo)系）吐過物體沿直線運(yùn)動(dòng)，即做一維運(yùn)動(dòng)，可以以該直線為x軸，以直線上的某一點(diǎn)為原點(diǎn)，規(guī)定單位長度和正方向.平面直角坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）研究物體在某一平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)需要建立平面直角坐標(biāo)系.2.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(guān)，不管經(jīng)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(yùn)動(dòng)軌跡決定，與路徑有關(guān).(2)路程是標(biāo)量，無方向，其大小計(jì)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則(可以直接相加減)；位移是矢量，有方向，其大小計(jì)算不能直接相加減(其運(yùn)算方法第三章將學(xué)到).(3)位移的大小不一定等于路程.只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小等于路程.3.矢量和標(biāo)量及其區(qū)別(1)矢量既有大小又有方向，標(biāo)量只有大小沒有方向.(2)矢量的表示方法：矢量可以用一根帶箭頭的線段(有向線段)表示，線段的長度表示矢量的大小，箭頭的指向表示矢量的方向.(3)運(yùn)算方法的比較①標(biāo)量運(yùn)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則.②矢量運(yùn)算的方法第三章會(huì)學(xué)到，但同一直線上的矢量，用“＋”、“－”號表示方向后，可簡化為算術(shù)加減法.4.直線運(yùn)動(dòng)的位移（1）一維坐標(biāo)系中物體的位置和位移在一維坐標(biāo)系中，坐標(biāo)對應(yīng)物體的位置，坐標(biāo)的變化量對應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)位移，運(yùn)動(dòng)軌跡的長度則表示路程.（2）直線運(yùn)動(dòng)中物體的位移如圖所示，做直線運(yùn)動(dòng)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(biāo)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(fù)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(fù)表示位移△x的方向與x軸的正方向相反例1.某同學(xué)沿著周長為400m的環(huán)形標(biāo)準(zhǔn)跑道跑了一圈后又回到原出發(fā)點(diǎn)，則他運(yùn)動(dòng)的路程和位移大小分別是（

）A.

路程是400m，位移大小是400m

B.

路程是0，位移大小是400m

C.

路程是400m，位移大小是0

D.

路程是0，位移大小是0【答案】C【解析】【解答】路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長度，位移是從起點(diǎn)指向終點(diǎn)的一條有向線段，線段的長度表示位移的大小。某同學(xué)沿著周長為400m的環(huán)形標(biāo)準(zhǔn)跑道跑了一圈后又回到原出發(fā)點(diǎn)，該同學(xué)實(shí)際走過軌跡的長度為400m，故路程為400m；該同學(xué)從出發(fā)點(diǎn)繞一周后又回到了出發(fā)點(diǎn)，故位移的大小為0。故答案為：C。例2.如圖甲所示，一根細(xì)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(yùn)動(dòng)，圖中B為小球向右到達(dá)的最遠(yuǎn)位置。小球某次經(jīng)過O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，其有關(guān)時(shí)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(nèi)小球的位移大小是7cm，方向向右，經(jīng)過的路程是13cm

B.

0.4-0.8s內(nèi)小球的位移大小是10cm，方向向左，經(jīng)過的路程是10cm

C.

0.2-0.6s內(nèi)小球的位移大小是0cm，經(jīng)過的路程是0cm

D.

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

0.2-1.0s內(nèi)小球的位移大小是14cm，方向向左，經(jīng)過的路程是20cm，D不符合題意。故答案為：B。例3.北京奧運(yùn)會(huì)的召開，極大地調(diào)動(dòng)了市民參加體育鍛煉的熱情。如圖所示為一個(gè)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(gè)直徑為R的半圓，BD、CA分別為西東、南北指向。他從A點(diǎn)出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)，則當(dāng)他（一個(gè)周期未完成）走到D點(diǎn)時(shí)，他走的路程大小為________位移的大小為________位移的方向?yàn)開_______

【答案】2.5πR；R；北偏東45°方向【解析】【解答】路程為路徑的長度，則他走的路程大小為位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段的長度，則位移方向?yàn)楸逼珫|45°方向。

三、位移-時(shí)間圖像1.圖像的建立如圖所示，選時(shí)刻t為橫軸，選位置x為縱軸，在直角坐標(biāo)系中的圖線就是位置一時(shí)間圖像，通過它能直觀地看出物體在任意時(shí)刻的位置.如果將物體運(yùn)動(dòng)的初始位置選作坐標(biāo)原點(diǎn)O，則位置與位移大小相等（x=△x），位置一時(shí)間圖像就成為位移—時(shí)間圖像，又稱x-t圖像.2.圖像的物理意義x-t圖像直觀描述了質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，從x-t圖像中能獲取的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)信息如下.（1）任意時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移.（2）質(zhì)點(diǎn)發(fā)生某段位移所用的時(shí)間.（3）判斷質(zhì)點(diǎn)是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的.若圖線與t軸平行，表示質(zhì)點(diǎn)靜止；若圖線是一條傾斜的直線，表示質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)位移相等，質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（4）判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢.運(yùn)動(dòng)的快慢由圖線的斜率直觀表示，斜率的絕對值越大，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得越快（5）判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中離出發(fā)點(diǎn)越來越遠(yuǎn)，還是越來越近.（6）圖像不過原點(diǎn)，說明開始計(jì)時(shí)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移不為零，或經(jīng)過一段時(shí)間才開始運(yùn)動(dòng).（7）兩圖線相交，表示兩質(zhì)點(diǎn)在這一時(shí)刻位于同一位置（相遇）.3.常見的幾種x-t圖像的比較例1.如圖所示是一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像，關(guān)于線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.OA段汽車運(yùn)動(dòng)最快B.AB段汽車靜止C.CD段表示汽車的運(yùn)動(dòng)方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相同D.0~4h內(nèi)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)得最快，A錯(cuò)誤；B：AB段圖線平行于時(shí)間軸，表示位移不隨時(shí)間變化，汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)，B正確；C：OA段表示汽車沿正方向運(yùn)動(dòng)，CD段表示汽車沿負(fù)方向疼，所以CD段汽車運(yùn)動(dòng)方向與OA段汽車的運(yùn)動(dòng)方向相反，C錯(cuò)誤；D：由圖可知0-4h內(nèi)，汽車的位移大小為0，D錯(cuò)誤.故答案為：B。例2.沿同一直線運(yùn)動(dòng)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(nèi)A、B的位移均為10mB.兩物體由同一位置開始運(yùn)動(dòng)，物體A比B遲3s才開始運(yùn)動(dòng)C.在前5s內(nèi)兩物體的位移相同，5s末A、B相遇D.從3s末開始，