第2節(jié)　時間　位移 課件

物理第一章運動的描述第2節(jié)時間位移[學習目標]1．知道時刻和時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系，能夠識別具體情境下的時刻和時間間隔．2．理解位移的概念和矢量性，知道位移和路程的不同．(重點)3．知道矢量和標量的運算差異，能進行一維情況下矢量的運算．(難點)01必備知識素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達標知識點1時刻和時間間隔1．時刻：表示____________，在時間軸上用______表示，如第2s末、第8s初等均為時刻．2．時間間隔：表示__________________的時間，在時間軸上用______表示，如前4s內(nèi)(0至4s末)、第4s內(nèi)(3s末至4s末)等均為時間間隔．某一瞬間點兩個時刻之間線段[判一判]1．(1)時刻就是時間間隔，兩者都是時間，沒有本質(zhì)區(qū)別．(

)(2)在時間軸上，時刻用線段表示，時間間隔用點表示．(

)(3)時間間隔是較長的一段時間，時刻是較短的一段時間．(

)(4)第2s內(nèi)和前2s內(nèi)指的是不相等的兩段時間間隔．(

)(5)“北京時間12點整”指的是時刻．(

)×××√√知識點2位置和位移1．坐標系(1)建立目的：定量描述物體的位置及____________．(2)坐標系的三要素：原點、____________和單位長度．(3)常見的坐標系的種類：直線坐標系、____________和空間坐標系．2．路程：物體____________的長度．位置的變化正方向平面坐標系運動軌跡3．位移(1)物理意義：表示物體(質(zhì)點)______變化的物理量．(2)定義：從____________到____________的一條有向線段．(3)大?。撼?、末位置間有向線段的______．(4)方向：由____________指向____________．位置初位置末位置長度初位置末位置4．矢量和標量(1)矢量：既有______又有______的物理量，如位移等．(2)標量：只有______、沒有______的物理量，如質(zhì)量、時間、路程等．大小方向大小方向[判一判]2．(1)路程是標量，位移是矢量，兩者都描述物體的運動．(

)(2)物體在運動過程中的路程相等，位移一定也相等．(

)(3)物體運動前半階段的路程是2m，后半階段的路程是3m，則總路程一定是5m．(

)(4)時光不能倒流，因此時間有方向，是矢量．(

)×√√×[想一想]如圖所示，如何辨別位移和路程的關(guān)系？提示：①位移相同，路程不一定相同，如圖中由A到B的兩條路徑；②路程相同，位移也不一定相同，如圖中A到B與A到B′.③位移為零，路程不一定為零；路程為零，位移一定為零．知識點3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．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＝_______．若Δx為正，表示位移方向與x軸正方向相同；若Δx為負，表示位移方向與x軸正方向相反．x2－x1知識點4位移－時間圖像1．物理意義：直觀地表示物體在每一時刻的位置或每一時間間隔的_______．2．圖像的建立：在直角坐標系中選_______為橫軸，選_______為縱軸，其上的圖線就是位置－時間圖像；如果將物體運動的初始位置選作坐標原點O，則圖像就成為位移－時間圖像．位移時間t位置x知識點5位移和時間的測量1．生活中：可以用照相的方法記錄物體的位置，用鐘表記錄物體運動的時刻，也可以用頻閃照相的方法同時記錄物體運動的時刻和位置．2．實驗：練習使用打點計時器(1)打點計時器的原理及使用(2)操作流程①連接裝置；②接通電源；③拉動紙帶；④關(guān)閉電源；⑤處理數(shù)據(jù)；⑥誤差分析．[判一判]3．(1)兩種打點計時器都是每隔0.02s打一次點．(

)(2)打點計時器也可以使用直流電源．(

)×√1．(對時間間隔與時刻的理解)(2022·山東五蓮縣期中)下列計時的數(shù)據(jù)中，表示時間間隔的是(

)A．首屆夏季奧林匹克運動會在希臘雅典舉辦，1896年4月6日下午3時宣布開幕B．2021年5月15日7時18分，“天問一號”探測器成功著陸于火星烏托邦平原C．東京奧運會男子100m半決賽中，蘇炳添跑出了9.83s的成績，刷新了該項目的亞洲記錄D．1949年10月1日下午3時，毛主席向全世界莊嚴宣告中華人民共和國成立√解析：首屆夏季奧林匹克運動會在希臘雅典舉辦，1986年4月6日下午3時宣布開幕，下午3時是一個時間點，是時刻，A錯誤；2021年5月15日7時18分，7時18分是一個時間點，是時刻，B錯誤；東京奧運會男子100m半決賽中，蘇炳添跑出了9.83s的成績，9.83s是一段時間，是時間間隔，C正確；1949年10月1日下午3時，下午3時是一個時間點，是時刻，D錯誤．2．(位移)小明同學在操場先向東走5m，再向南走5m，關(guān)于他的位移和路程說法正確的是(

)A．兩次位移相同B．兩次位移大小相同C．全過程路程是5mD．全過程路程和位移一樣√3．(對矢量和標量的理解)(多選)關(guān)于矢量和標量，下列說法中正確的是(

)A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．標量是既有大小又有方向的物理量C．位移－10m比5m小D．－10℃比5℃的溫度低√√解析：由矢量、標量的定義可知，A正確，B錯誤；位移的正、負號只表示方向，不表示大小，其大小由數(shù)值和單位決定，所以－10m的位移比5m的位移大，C錯誤；溫度的正、負是相對溫度為0℃時高出和低于的溫度，所以－10℃比5℃的溫度低，D正確．4．(練習使用打點計時器)(多選)使用打點計時器時應注意(

)A．無論使用電磁打點計時器還是電火花計時器，都應該把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復寫紙壓在紙帶上面B．使用打點計時器時應先接通電源，再拉動紙帶C．使用打點計時器時，拉動紙帶的方向應與限位孔平行D．打點計時器只能連續(xù)工作很短的時間，打點完成后要立即關(guān)閉電源√√√解析：電磁打點計時器需要復寫紙，電火花計時器不需要復寫紙，A錯誤；實驗時應先接通電源，再拉動紙帶，可在紙帶上打出更多的點，紙帶的利用率更高，B正確；拉動紙帶的方向與限位孔平行可減小摩擦，C正確；打點計時器不能長時間連續(xù)工作，D正確．5．(對x－t圖像的理解)(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

√√√探究一時刻與時間間隔【情景導入】時刻和時間間隔應如何有效區(qū)分呢？提示：以上說法涉及的兩個數(shù)據(jù)的含義是不同的．在時間軸上，“10分鐘”對應的是一段線段，為時間間隔；“8點”對應的是一個點，是時刻．時間間隔與時刻的關(guān)系

時間間隔時刻區(qū)別意義兩時刻之間的間隔，有長短之分，無先后之別一段時間的始、末，一瞬間，有先后之分，無長短之別時間軸表示一段線段軸上一點時間間隔與時刻的關(guān)系

時間間隔時刻區(qū)別對應物理量過程量，如路程狀態(tài)量，如位置表述方法“3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”“后3s內(nèi)”“第3s內(nèi)”“第1s到第3s”等均指時間間隔“3s末”“第3s末”“第4s初”“八點半”等均指時刻

時間間隔時刻聯(lián)系兩者單位相同：秒(s)兩個時刻的間隔即為一段時間間隔，時間間隔是一系列連續(xù)時刻的積累過程，時間間隔能展示運動的一個過程，好比是一段錄像；時刻可以顯示運動的一瞬間，好比是一張照片

時間間隔時刻圖例[特別提醒]

(1)我們?nèi)粘Ｉ钪姓f的“時間”有時指的是時刻，有時指的是時間間隔，需要根據(jù)實際問題來判斷是時間間隔還是時刻．(2)當時間軸上的兩個點無限靠近時，它們之間的時間間隔就會趨于零，時間間隔就趨于時刻了．【例1】(多選)關(guān)于時刻和時間間隔，下列說法正確的是(

)A．物體在5s時指的是物體在第5s末時，是指時刻B．物體在5s內(nèi)指的是在第4s末到第5s末這1s的時間C．物體在第5s內(nèi)指的是在第4s末到第5s末這1s的時間D．第4s末就是第5s初，指的是時刻√√√[解析]物體在5s時指的是物體在第5s末這個瞬時，對應于時刻，A正確．物體在5s內(nèi)指的是在開始計時到第5s末這5s的時間，B錯誤．第5s內(nèi)指從開始計時的第五個1s內(nèi)，是從第5s初即第4s末這個時刻到第5s末這個時刻的這段時間，C、D正確．[針對訓練1]關(guān)于時刻和時間間隔，下列說法正確的是(

)A．老師說：“明天早上8點鐘上課，上課45min.”其中“8點鐘上課”指的是時間間隔，“上課45min”指的是時刻B．小王遲到了，老師對他說：“為什么你現(xiàn)在才來？你早該到校了．”其中“你早該到校了”指的是到校的時間間隔C．小王說：“我早已從家里出來了，因為今天公共汽車晚點了．”其中“早已從家里出來了”指的是時間間隔D．老師說：“希望你下次一定要在7點50分之前半小時內(nèi)到校．”其中“7點50分之前半小時內(nèi)”指的是時間間隔√解析：關(guān)于時刻和時間間隔，一定要抓住最主要的問題．時刻對應時間軸上的一個點，而時間間隔則對應時間軸上的一條線段，即一段時間．在A選項中“8點鐘上課”對應時間軸上的一個點，即上課開始的時刻，而“上課45min”指的是上課所經(jīng)歷的時間，它對應時間軸上的一條線段，即時間間隔，因此A錯誤；在B選項中“你早該到校了”指的是小王應該到校的時刻，對應時間軸上的一個點，因此B錯誤；在C選項中“早已從家里出來了”指的是從家里出來的時刻，對應時間軸上的一個點，因此C錯誤；在D選項中“7點50分之前半小時內(nèi)”對應時間軸上的一條線段，即時間間隔，因此D正確．探究二坐標系的理解和應用【情景導入】田徑場上，要描述百米賽跑運動員在運動中的位置，需要建立什么樣的坐標系？要描述800米賽跑運動員在運動中的位置，需要建立什么樣的坐標系？在足球場上，要描述足球的位置，需要建立什么樣的坐標系？提示：田徑場上，在描述百米賽跑運動員的位置時，因運動員在一條直線上運動，故建立直線坐標系即可；在描述800米賽跑運動員的位置時，因800米跑道是彎曲的，運動員在平面內(nèi)運動，此時應建立平面直角坐標系；足球場上，足球并非在同一平面內(nèi)運動，故應建立空間坐標系才能描述足球的位置．三種坐標系的比較

直線坐標系平面坐標系空間坐標系適用運動物體沿直線運動物體在某平面內(nèi)做曲線運動物體在空間內(nèi)做曲線運動

直線坐標系平面坐標系空間坐標系建立方法在直線上規(guī)定原點、正方向和標度，就建立了直線坐標系在平面內(nèi)畫相互垂直的x軸與y軸，即可組成平面直角坐標系．物體的位置由一對坐標值來確定在空間內(nèi)畫三個相互垂直的x軸、y軸和z軸，即可組成空間坐標系．物體的位置由三個坐標值來確定【例2】一物體沿x軸運動，各個時刻的位置坐標如表所示：t/s012345x/m05－4－1－71位置點ABCDEF(1)請在圖中的x軸上標出物體在各時刻的位置．(2)哪個時刻物體離坐標原點最遠？有多遠？[解析]

(1)根據(jù)各個時刻的位置坐標對應情況，標出物體在各時刻位置如圖所示．

(2)物體在1s末、2s末、3s末、4s末、5s末離坐標原點的距離分別為5m、4m、1m、7m、1m，所以4s末物體離坐標原點最遠，為7m.[答案]

(1)見解析圖(2)4s末7m探究三位移和路程矢量和標量【情景導入】高考結(jié)束后，小明準備從天津去上海參觀復旦、交大等名校．他有三種方式可供選擇：乘輪船、坐高鐵和乘飛機．(1)三種出行方式的路程是否相同？位移是否相同？(2)位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？提示：(1)路程不相同位移相同(2)不相等在單向的直線運動中位移的大小等于路程1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系

位移路程區(qū)別物理意義描述質(zhì)點的位置變化，是從初位置指向末位置的有向線段描述質(zhì)點實際運動軌跡的長度矢標性是矢量，有大小和方向是標量，只有大小，沒有方向制約因素由質(zhì)點的初、末位置決定，與質(zhì)點的運動軌跡無關(guān)與運動路徑有關(guān)

位移路程聯(lián)系(1)都是描述質(zhì)點運動的空間特征(2)都是過程量(3)位移的大小不大于相應的路程，只有質(zhì)點做單向直線運動時，位移的大小才等于路程2.對矢量和標量的理解正、負號的區(qū)別矢量的方向一般用正、負號來表示．但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如電流，有大小和方向，但它是標量；大多數(shù)標量都有正負號，它們的正負值表示不同的含義大小比較矢量的大小只比較絕對值，而標量的大小根據(jù)正、負號的物理意義比較．如兩位移x1＝5m和x2＝－7m，則x1<x2；而兩溫度t1＝2℃和t2＝－5℃，則t1高于t23.路程和位移的關(guān)系(1)位移與路程永遠不可能相同：因為位移是矢量，而路程是標量．(2)位移的大小與路程的關(guān)系：只有在單向直線運動中，位移的大小才等于路程．在曲線運動或往復直線運動中，位移大小一定小于路程．【例3】李華駕車到車站接人后又返回原處，往返過程中一共行駛了12.4km，則李華在此過程中的路程和位移大小分別是(

)A．12.4km、0 B．12.4km、6.2kmC．0、6.2km D．6.2km、12.4km[解析]李華返回原處，所以位移的大小為零，路程為路徑長度，為12.4km，故A正確，B、C、D錯誤．√【例4】(2022·浙江嘉興五中期中)如圖，從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個小球，它上升5m后回落，最后到達地面．下列敘述正確的是(

)A．整個過程中，小球的位移為13mB．整個過程中，小球的路程為16mC．整個過程中，小球的位移方向豎直向下D．整個過程中，小球的位移大小和路程相等√[解析]

整個過程中，小球的位移為3m，方向豎直向下，故A錯誤；整個過程中，小球的路程為13m，故B錯誤；位移為初位置指向末位置的有向線段，整個過程中，小球的位移方向豎直向下，故C正確；由A、B選項可知，整個過程中，小球的位移大小和路程不相等，故D錯誤．[針對訓練2]關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是(

)A．出租車按路程收費B．出租車按位移的大小收費C．在曲線運動中，同一運動過程的路程不一定大于位移的大小D．直線運動中位移的大小一定等于路程√解析：出租車按照實際行駛的路程收費，而不是按照位移收費，A正確，B錯誤；在曲線運動中，同一運動過程的路程一定大于位移的大小，C錯誤；只有單向直線運動時位移的大小才等于路程，若不是單向直線運動，則位移大小要小于路程，D錯誤．探究四實驗：練習使用打點計時器

1．實驗步驟(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下．(2)把電磁打點計時器的兩個接線柱用導線分別與電源的正負接線柱相連接．(3)打開電源開關(guān)，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打下了許多小點．(4)取下紙帶，關(guān)閉電源，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點，如果有n個點，那么點的間隔數(shù)為(n－1)，紙帶的運動時間t＝0.02×(n－1)s.(5)用刻度尺測量從開始計數(shù)的一點到最后一點間的距離x.(6)在紙帶上找出連續(xù)的6個點，分別標上A、B、C、D、E、F，用刻度尺量出相鄰兩個點之間的距離x1、x2、x3、x4、x5，把數(shù)據(jù)填入下表．附表格：A和B的距離x1/mB和C的距離x2/mC和D的距離x3/mD和E的距離x4/mE和F的距離x5/m

2.注意事項(1)實驗前，應將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并先輕輕試拉紙帶，應無明顯的阻滯現(xiàn)象．(2)使用打點計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶．(3)使用電火花計時器時，應注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面．(4)打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打完點后應立即關(guān)閉電源．【例5】(多選)關(guān)于打點計時器的原理和使用方法，下列說法中正確的是(

)A．打點計時器應接交流電源，交流頻率通常為50HzB．如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，那么相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08sC．如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，那么說明紙帶的速度由小變大D．電磁打點計時器接在220V電源上，電火花計時器接在約為8V的電源上√√[解析]打點計時器使用交流電，頻率為50Hz，故A正確；如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間有四個點，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔是0.1s，故B錯誤；打點時間是一樣的，要是點距較密則速度小，點距較稀則速度大，故C正確；電磁打點計時器使用約為8V的低壓交流電源，電火花計時器使用220V交流電源，故D錯誤．[針對訓練3]

(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?zhí)自诙ㄎ惠S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.解析：(1)電磁打點計時器使用的是約為8V的低壓交流電源，當交流電頻率為50Hz時，計時器一秒鐘打50個點，因此每兩個點之間的時間間隔是0.02s，為了防止紙帶不穩(wěn)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