第一章-第2節(jié)-第1課時-時間-位移-2024-2025學年高一物理必修第一冊(人教版)配套課件

第1課時時間位移第一章運動的描述第2節(jié)時間位移1．知道時刻和時間間隔的含義以及它們的區(qū)別。2．知道坐標系的類型，會建立坐標系和定量描述物體位置的變化。3．掌握位移的概念，知道位移是矢量，掌握位移和路程的區(qū)別。學習任務(wù)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。探究重構(gòu)·關(guān)鍵能力達成知識點一時刻和時間間隔某一瞬間點兩個時刻之間線段根據(jù)下圖回答問題。問題1

“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：不同，“五點鐘”“8點”指時刻；“半個小時”“10分鐘”指時間間隔。問題2

如圖所示，在時間軸上標出“第3s初”“第3s末”“第3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”，然后指出哪些表示時刻，哪些表示時間間隔？提示：“第3s初”“第3s末”表示時刻，“第3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”表示時間間隔。問題3

時間和時刻有什么區(qū)別？提示：時刻在時間軸上對應(yīng)一個點，時間指兩時刻間隔，在時間軸上對應(yīng)一段線段。1．時刻和時間間隔的比較項目時刻時間間隔區(qū)別在時間軸上用點表示，時刻與物體的位置相對應(yīng)，表示某一瞬時在時間軸上用線段表示，時間間隔與物體的位移相對應(yīng)，表示某一段時間聯(lián)系兩個時刻的間隔即為時間間隔，即Δt＝t2－t12．時刻和時間間隔在時間軸上的表示(1)時刻(如圖所示)(2)時間間隔(如圖所示)【典例1】以下的計時數(shù)據(jù)指時間間隔的是(

)A．從北京開往西安的火車預(yù)計13點到B．10秒初C．某場足球賽傷停補時3分鐘D．2022年9月27日7時50分，太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號運載火箭成功將試驗十六號A、B星和試驗十七號衛(wèi)星發(fā)射升空√C

[“13點”指的是一個時刻，故A錯誤；“10秒初”指的是10秒剛開始的一個時刻，故B錯誤；“3分鐘”指的是一段時間間隔，故C正確；“2022年9月27日7時50分”指的是一個時刻，故D錯誤。]

[跟進訓練]1．關(guān)于時間間隔和時刻，下列說法中正確的是(

)A．時刻表示時間短，時間間隔表示時間長B．1min只能分成60個時刻C．學校作息時間表上的數(shù)字表示時刻D．物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s初這1s的時間√C

[時間間隔是指時間的長度，在時間軸上對應(yīng)一段距離，時刻是指時間點，在時間軸上對應(yīng)的是一個點，故A錯誤；1分鐘可以分成無數(shù)個時刻，故B錯誤；學校作息時間表上的數(shù)字表示時刻，故C正確；在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間間隔，故D錯誤。]2．(多選)關(guān)于時間間隔和時刻，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的時間間隔C．物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間間隔D．第4s末就是第5s初，指的是時刻

ACD

[畫出時間軸，從坐標軸上分析，選項A、C、D正確?！獭獭蘛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：______、________和單位長度。(3)常見的坐標系的種類：____________、________________和空間坐標系。2．路程：物體__________的長度。知識點二位置和位移位置的變化原點正方向一維坐標系平面直角坐標系運動軌跡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________指向________的一條有向線段。(3)大?。撼酢⒛┪恢瞄g有向線段的______。(4)方向：由________指向________。4．矢量和標量(1)矢量：既有______又有______的物理量，如位移、力等。(2)標量：只有______，沒有______的物理量，如質(zhì)量、時間、路程等。位置初位置末位置長度初位置末位置大小方向大小方向中考結(jié)束后，小明準備從天津去上海參觀復(fù)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。問題1

三種出行方式的路程是否相同？位移是否相同？提示：路程不相同，位移相同。問題2

位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？提示：不相等

在單向直線運動中位移的大小等于路程。問題3

為什么要引入“位移”概念？提示：為了描述物體位置的變化，需要引入“位移”概念。1．位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系比較項目位移路程物理意義描述物體的位置變化，是由初位置指向末位置的有向線段描述物體運動軌跡的長度標矢性矢量標量相關(guān)因素由物體的初、末位置決定，與物體運動路徑無關(guān)既與物體的初、末位置有關(guān)，也與物體運動路徑有關(guān)2．矢量和標量(1)標量：標量是指只有大小而沒有方向的物理量。如長度、質(zhì)量、路程等。(2)矢量：矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等。矢量可以用帶箭頭的有向線段表示，在一維坐標系中可以用正負號表示它的方向。角度1位移和路程的比較【典例2】下列關(guān)于質(zhì)點運動的位移和路程的說法中，正確的是(

)A．路程是標量，數(shù)值上就等于位移的大小B．位移是矢量，其方向即為質(zhì)點的運動方向C．在同一運動過程中，位移的值總小于路程的值D．兩地間的位移是唯一的，路程是不確定的，與運動的路徑有關(guān)√D

[路程是標量，大小等于物體運動軌跡的長度，不一定等于位移的大小，故A錯誤；位移是矢量，位移的方向是初位置指向末位置，不一定是質(zhì)點運動的方向，故B錯誤；對于同一運動過程而言，位移的大小不會比路程大，其中在單向直線運動中，位移的值等于路程的值，故C錯誤；位移的方向是初位置指向末位置，兩地間的位移是唯一的，路程是不確定的，與運動的路徑有關(guān)，故D正確。]

[答案]

235.5m

70.7m，方向由A指向B

[跟進訓練]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√C

[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，方向豎直向上，總路程為4m。]研究直線運動時，在物體運動的直線上建立x軸，如圖所示。知識點三直線運動的位移1．物體的位置表示：用位置______表示。如圖所示，若物體從A向B運動，則x1表示初位置A；x2表示末位置B。坐標2．物體的位移表示：(1)大?。篲___位置與____位置的坐標之差：Δx＝________。(2)方向：____位置指向____位置。①Δx＞0，表示位移的方向指向x軸的____方向。②Δx＜0，表示位移的方向指向x軸的____方向。末初x2－x1初末正負如圖所示，一輛轎車從超市出發(fā)，向東行駛了300m到達電影院，繼續(xù)行駛了150m到達度假村，又向西行駛了950m到達博物館，最后回到超市。問題1

以超市所在的位置為原點，以向東的方向為正方向，用1個單位長度表示100m，能否用一維坐標系表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置？試畫出？

提示：能，以超市所在的位置為原點，以向東的方向為正方向，則電影院的坐標為300m，度假村的坐標為450m，博物館的坐標為450－950＝－500m，位置如圖所示：問題2

如何求轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移的大小和方向？提示：轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的過程中位移x′＝－500－300＝－800m，即大小為800m，方向向西。1．直線運動位移的計算物體做直線運動時，它的位移可通過初、末位置的坐標值計算。如圖所示，在t1～t2時間內(nèi)，物體從位置xA移動到位置xB，發(fā)生的位移Δx＝xB－xA。對于甲圖，Δx＝3m；對于圖乙，Δx＝－5m。2．直線運動位移的方向在直線運動中，位移的方向一般用正負號來表示。如圖甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x軸正方向；如圖乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x軸負方向。這樣就可以用一個帶正負號的數(shù)值，把直線運動中位移矢量的大小和方向表示出來了。

名師點睛：(1)在直線運動中，坐標對應(yīng)物體的位置，坐標的變化量對應(yīng)物體的位移。(2)無論初、末位置的坐標大小關(guān)系如何，坐標值的正、負如何，Δx＝x末－x初總是成立的?！镜淅?】某汽車在北京長安街上行駛，如圖所示，它在10：00經(jīng)過西單路口，10：06經(jīng)過天安門，10：10到達王府井路口。已知西單路口距天安門1.8km，王府井路口距天安門1.2km，求該汽車從西單路口到王府井路口以及它再從王府井路口返回西單路口這兩個過程的位移。

[解析]

以天安門為位置坐標的原點O，向東為正方向建立直線坐標系，如圖所示。各點的位置坐標為：西單路口xA＝－1.8km，王府井路口xB＝1.2km從西單路口到王府井路口的位移Δx＝xB－xA＝1.2km－(－1.8)km＝3.0km方向向東從王府井路口返回到西單路口的位移Δx′＝xA－xB＝－1.8km－1.2km＝－3.0km負號表示方向向西。

[答案]

Δx＝3.0km，方向向東Δx′＝－3.0km，負號表示方向向西[跟進訓練]4．(多選)某一運動質(zhì)點沿一直線做往返運動，如圖所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1m，O點為x軸上的原點，且質(zhì)點由A點出發(fā)向x軸的正方向運動至B點再返回沿x軸的負方向運動，以下說法正確的是(

)√√A．質(zhì)點在A→B→C的時間內(nèi)發(fā)生的位移為2m，方向沿x軸正方向，路程為4mB．質(zhì)點在B→D的時間內(nèi)發(fā)生的位移為－4m，方向沿x軸負方向，路程為4mC．當質(zhì)點到達D點時，其位置可用D點的坐標－2m表示D．當質(zhì)點到達D點時，相對于A點的位移為－3m√BCD

[位移是矢量，是一段時間的初時刻位置指向這段時間末時刻位置的有向線段。A項中，在A→B→C時間內(nèi)發(fā)生的位移為－2m，方向沿x軸負方向，路程為4m；B項中，在B→D時間內(nèi)位移為－4m，方向沿x軸負方向，路程為4m；C項中，D點位置為－2m，故x＝－2m；D項中，xAD

＝－3m。]1．下列計時數(shù)據(jù)指時間間隔的是(

)A．2023年10月24日04時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將遙感三十九號衛(wèi)星發(fā)射升空B．某同學在校運動會上110m跨欄成績是14.10sC．一輛汽車在第10s末開始加速行駛D．我們12時15分開始吃午飯應(yīng)用遷移·隨堂評估自測243題號1√B

[2023年10月24日04時03分是時刻，故A錯誤；某同學在校運動會上110m跨欄成績是14.10s，14.10s是時間間隔，故B正確；一輛汽車在第10s末開始加速行駛，10s末是時刻，故C錯誤；我們12時15分開始吃午飯，12時15分是時刻，故D錯誤。]243題號12．雜技運動員從高處將一小球豎直向上拋出，小球豎直向上運動6m到達最高點后又下落了9m。若以豎直向上為正方向，小球的位移為(

)A．3m

B．－15m

C．－3m

D．15m23題號14√C

[小球的位移為x＝x2－x1＝(6m－9m)－0＝－3m，故選C。]3．某同學在操場上向正北方向運動了16m，接著轉(zhuǎn)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，20m

B．28m，28m

C．20m，28m

D．28m，20m23題號41√

4．如圖所示，在距墻1m的A點，小球以某一速度沖向與墻壁固定的彈簧，將彈簧壓縮到最短時到達距墻0.2m的B點，然后又被彈回至距墻1.5m的C點靜止，則從A點到C點的過程中，小球的位移大小和路程分別是(

)243題號1√A．0.5m、1.3m

B．0.8m、1.3m

C．0.8m、1.5m

D．0.5m、2.1mD

[位移的大小等于初末位置的距離，可知位移的大小等于AC的距離，即為1.5m－1m＝0.5m；路程等于運動軌跡的長度，可知s＝(1＋1.5－2×0.2)m＝2.1m，故D正確，A、B、C錯誤。]243題號1回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．怎樣在具體問題中辨析時刻與時間間隔？提示：(1)根據(jù)上下文判斷：分析所給的說法，根據(jù)題意去體會和判斷。時刻對應(yīng)的是某一事件或運動的狀態(tài)，時間間隔對應(yīng)的是事件或運動的過程。(2)利用時間軸判斷：畫出時間軸，把所給的時刻和時間間隔表示出來，對應(yīng)一個點的是時刻，對應(yīng)一段線段的是時間間隔。2．在實際問題中位移和路程有何區(qū)別與聯(lián)系？提示：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；而路程由物體的運動軌跡決定，與路徑有關(guān)。路程是標量，無方向，其大小計算遵循算術(shù)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。3．在一維坐標系中，選擇不同的坐標原點，各點的位置坐標不同，兩點間位移是否相同？為什么？提示：相同，因為位移與坐標系的選取無關(guān)。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)閱讀材料·拓寬物理視野中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO，是聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會已認定的供應(yīng)商。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空面段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。2018年12月26日，北斗三號基本系統(tǒng)開始提供全球服務(wù)。2019年9月，北斗系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)，在軌39顆衛(wèi)星中包括21顆北斗三號衛(wèi)星：有18顆運行于中圓軌道、1顆運行于地球靜止軌道、2顆運行于傾斜地球同步軌道。2019年9月23日5時10分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射第四十七、四十八顆北斗導航衛(wèi)星。2019年11月5日凌晨1點43分，成功發(fā)射第49顆北斗導航衛(wèi)星，北斗三號系統(tǒng)最后一顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星全部發(fā)射完畢，12月16日15時22分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第五十二、五十三顆北斗導航衛(wèi)星。至此，所有中圓地球軌道衛(wèi)星全部發(fā)射完畢。2020年3月9日19時55分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導航衛(wèi)星，該系統(tǒng)已實現(xiàn)在全球范圍內(nèi)提供服務(wù)。問題北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將免費提供定位、測量和授時服務(wù)，定位精度10m，測速精度0.2m/s。(1)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位提供的是被測物體的________(選填“位移”或“位置”)。(2)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)授時服務(wù)提供的是________(選填“時間間隔”或“時刻”)。提示：由位置、位移、時間間隔、時刻的定義可知，北斗衛(wèi)星導航定位提供的是一個點，是位置，不是位置的變化；北斗衛(wèi)星導航授時服務(wù)提供的是時刻。位置時刻

題組一時刻和時間間隔1．(多選)關(guān)于時刻和時間間隔，下列說法正確的是(

)A．時刻表示時間極短，時間間隔表示時間較長B．時刻對應(yīng)位置，時間對應(yīng)位移C．作息時間表上的數(shù)字均表示時刻D．1min只能分成60個時刻題號課時分層作業(yè)(二)時間位移35246879101112√11314√BC

[時刻對應(yīng)時間軸上的一點，時間間隔對應(yīng)時間軸上的一段線段，故A錯誤；時刻指的是某一瞬間，與物體所處的狀態(tài)(或位置)對應(yīng)，時間間隔指的是兩時刻的間隔，與物體經(jīng)歷的過程(或位移)對應(yīng)，故B正確；作息時間表上的數(shù)字對應(yīng)于時間軸上的點，都是時刻，故C正確；時間間隔是由無數(shù)個時刻組成的，故D錯誤。]題號35246879101111213142．下列說法中表示時刻的是(

)A．近地衛(wèi)星運行周期約為84分鐘B．同步衛(wèi)星運行周期約為24小時C．“高分十三號衛(wèi)星”于2020年10月12日00時57分發(fā)射D．“天問一號”飛行約7個月才能到達火星題號234568791011√1121314C

[近地衛(wèi)星運行周期約為84分鐘，在時間軸上是一段距離，表示時間間隔，故A錯誤；同步衛(wèi)星運行周期約為24小時，在時間軸上是一段距離，表示的是時間間隔，故B錯誤；“高分十三號衛(wèi)星”于10月12日00時57分發(fā)射，10月12日00時57分在時間軸上是一點，表示的是時刻，故C正確；“天問一號”飛行約7個月才能到達火星，在時間軸上是一段距離，故為時間間隔，故D錯誤。]題號23456879101111213143．從第2s初到第4s末所對應(yīng)的時間是(

)A．1s

B．2s

C．3s

D．4s題號324568791011√1121314C

[從第2s初到第4s末所對應(yīng)的時間是第2s、第3s和第4s，共3s，C正確。]

題組二位移和路程4．(多選)關(guān)于位移和路程，下列說法中正確的是(

)A．沿直線運動的物體，位移和路程是相等的B．質(zhì)點沿不同的路徑由A到B，其位移是相同的C．質(zhì)點通過一段路程，其位移可能是零D．質(zhì)點運動的位移大小可能大于路程題號423568791011√1121314BC

[在往復(fù)直線運動和曲線運動中，位移的大小是小于路程的，位移只取決于始、末位置，與路徑無關(guān)，而路程是與路徑有關(guān)的，故選項B、C正確，A、D錯誤。]√5．如圖所示為某學校田徑運動場跑道的示意圖，其中A點是所有跑步項目的終點，也是400m、800m賽跑的起跑點，B點是100m賽跑的起跑點。在一次校運動會中，甲、乙、丙三位同學分別參加了100m、400m和800m賽跑，則從開始比賽到比賽結(jié)束(

)A．甲的位移最大

B．乙的位移最大C．丙的位移最大

D．乙、丙的路程相等題號245368791011√1121314A

[由題意可知，400m、800m賽跑的比賽中，起點和終點相同，所以在400m、800m賽跑的比賽中位移的大小是零，而在100m賽跑的比賽中，位移的大小是100m，所以甲的位移最大，乙和丙的位移是零，所以選項A正確，選項B、C錯誤；路程是指物體運動軌跡的長度，所以路程最大的是丙，所以選項D錯誤。]題號24536879101111213146．文學作品中往往蘊含著一些物理知識，下列詩句中加下劃線的部分表示位移的是(

)A．飛流直下三千尺

，疑是銀河落九天B．一身轉(zhuǎn)戰(zhàn)三千里

，一劍曾當百萬師C．坐地日行八萬里

，巡天遙看一千河D．三十功名塵與土，八千里路

云和月題號245368791011√1121314A

[飛流直下三千尺是起點到終點的直線距離，方向向下，是位移；其他選項中的數(shù)據(jù)都是運動軌跡的長度，是路程。故選項A正確。]7．在某次鉛球比賽中，某運動員以18.62m的成績獲得金牌。這里記錄的成績是指(

)A．比賽中鉛球發(fā)生的位移大小B．比賽中鉛球經(jīng)過的路程C．既是鉛球發(fā)生的位移大小，又是鉛球經(jīng)過的路程D．既不是鉛球發(fā)生的位移大小，也不是鉛球經(jīng)過的路程題號245376891011√1121314

題號2453768910111121314

題組三直線運動的位移8．(多選)如圖所示，一個物體從A運動到C，位移Δx1＝－4m－5m＝－9m；從C運動到B，位移Δx2＝1m－(－4m)＝5m。下列說法中正確的是(

)題號245386791011√1121314A．C到B的位移大于A到C的位移，因為正數(shù)大于負數(shù)B．A到C的位移大于C到B的位移，因為正負號表示位移的方向，不表示大小C．因為位移是矢量，所以這兩個矢量的大小無法比較D．物體由A到B的位移為Δx＝Δx1＋Δx2√BD

[位移是矢量，比較位移的大小時，只需比較絕對值，不需要帶正負號，選項A、C錯誤，選項B正確；因為Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物體由A到B的位移為Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，選項D正確。]題號24538679101111213