湖南省隆回县万和实验学校高中物理 时间和位移教学课件 新人教版必修1.ppt

第二节时间和位移 学习目标 1 知道时间和时刻的含义以及它们的区别 2 掌握位移的概念 知道位移是矢量 知道位移和路程的区别 3 知道矢量 标量的概念 知道二者在计算时方法的不同 4 会用坐标及坐标变化来表示物体的位置和位移 重点难点 1 位移和路程的区别和联系 2 标量和矢量在计算方法上的不同 课前自主学习检测 一 时刻和时间间隔1 时刻 在时间轴上用 表示 表示某一瞬间 与物体的位置相对应 2 时间间隔 在时间轴上用 表示 表示某一过程 与物体的位移相对应 3 两点说明 1 时间间隔是指两个时刻间的时间段 2 日常生活中所说的 时间 有时指的是时刻 有时指的是时间间隔 物理学上说的 时间 一般指的是 点 线段 时间间隔 思考交流1 上课时间8时 下课时间8时45分 一节课的时间为45分钟 在这一句话中的三个 时间 哪个指的是时刻 哪个指的是时间间隔 提示 8时和8时45分指时刻 45分钟指时间间隔 二 路程和位移1 路程 表示物体实际运动轨迹的 只有 没有 2 位移 1 物理意义 表示物体 质点 的 变化 2 定义 从 指向 的有向线段 3 大小 初 末位置间线段的 4 方向 由 指向 说明 路程与路径有关 位移与路径无关 当初 末位置确定下来时 位移就确定了 但初 末位置间的路径不同 路程会不同 长度 大小 方向 位置 初位置 末位置 长度 初位置 末位置 三 矢量和标量1 矢量 既有 又有 的物理量 2 标量 只有大小 没有方向的物理量 3 运算法则 两个标量相加遵从 的法则 矢量相加的法则与此不同 四 直线运动的位置和位移如图1 2 1所示 一个物体沿直线从a运动到b 如果a b两位置坐标分别为xa和xb 那么质点的位移 x 即初 末位置坐标的变化量表示位移 图1 2 1 大小 方向 算术加法 xb xa 一 时间与时刻 一 时间与时刻概念理解1 时刻对应于物体所处的状态 只有先与后 早与迟的区别 而没有长短之分 在时间轴上 时刻用一个点表示 举例 下面几种说法均属时刻 第2s初 第3s末 第5s时 火车10 05开车 2 时间间隔对应于物体所经历的某段过程 是用长短来表达的 它本身没有先后或迟早的涵义 在时间轴上 时间间隔用线段表示 举例 下面的几种说法均属时间间隔 第5s内 时间为1s 前10s内 时间为10s 从第3s初至第6s初 时间为3s 核心要点突破 核心要点突破 二 时刻和时间的比较1 区别 1 物理意义不同时刻是对应计时的某一瞬间 时间是两个时刻之间的间隔 分别对应物体的一个状态和一个过程 2 几何意义不同二者在时间轴上的表示不同 时间轴上的每一个点都表示一个不同的时刻 时间轴上的一段线段表示的是时间间隔 3 表述方法不同如 第5s末 5s末 第6s初 等指的均是时刻而不是时间间隔 并且在时间轴上均为t 5s的这一点 而 5s内 前5s内 后5s内 等均是指时间间隔并非时刻 其时间长度均为t 5s 若是 第3s内 第4s内 等 其时间长度均为t 1s 2 联系 1 如图1 2 2所示 在时间轴上有两个时刻t1和t2 其时间间隔为 t t2 t1 如果t2逐渐趋近t1 则 t会逐渐变小 当 t 0时 时间轴上的一个区间就变成一个点 即时间间隔就会变为一个时刻 图1 2 2 2 时间间隔是一系列连续时刻的积累过程 3 时间间隔能够展示物体运动的一个过程 好比是一段录像 时刻可以显示物体运动的一个瞬间 好比是一张照片 即由一个一个连续的照片可以组成录像 典例精析 例1 关于时间间隔和时刻 下列说法正确的是 a 物体在5s时指的是物体在5s末时 指的是时刻b 物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔c 物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔d 第4s末就是第5s初 指的是时刻 答案acd点评 1 时刻是一状态量 时间是一过程量 区分二者的关键是看它们对应的是一个状态还是一段过程 2 在时间轴上 要注意同一点的不同说法 如图所示 a点表示第1s末或第2s初 但不要理解成第1s初 二 位置 路程和位移1 位置 质点在空间所对应的点 反映质点 在哪里 2 路程路程是质点从起始位置到终止位置所通过的实际运动轨迹的长度 是标量 只有大小 没有方向 路程的大小与质点运动的路径有关 如果某一时间内某一物体通过的路程为零 就表示这段时间内物体静止 核心要点突破 3 位移位移是描述质点位置变化的物理量 它是从初位置到末位置的有向线段 是矢量 既有大小 又有方向 位移的大小仅由初 末位置之间的距离决定 物体的运动方向与位移方向并不一定相同 如果某一时间内某一物体的位移为零 在这段时间内物体并不一定是静止的 合作探究物体作曲线运动时 位移大小与路程关系怎样 物体做直线运动时呢 物体做什么运动时 位移大小等于路程 4 路程与位移的关系位移的大小与路程无关 只有当质点做单向直线运动时 位移的大小才等于路程 并且也仅仅是大小相等而已 否则 路程总是大于位移的大小 在任何情况下 位移的大小都不可能大于路程 特别提醒 1 质点的始末位置一旦确定 位移矢量是唯一的 但路程可能有多个取值 2 当质点做单向直线运动时 位移的大小等于路程 由于它们分别是矢量和标量 因此不能说位移就是路程 典例精析例2 关于位移和路程 下列说法正确的是 a 沿直线运动的物体 位移和路程是相等的b 质点沿不同的路径由a运动到b 其路程可能不同而位移是相同的c 质点通过一段路程 其位移可能是零d 质点运动的位移大小可能大于路程 解析 选bc 沿直线运动的物体 若没有往复运动 也只能说位移的大小等于路程 但不能说位移等于路程 因为位移有方向 路程无方向 在有往复的直线运动和曲线运动中 位移的大小是小于路程的 位移只取决于始末位置 与路径无关 而路程是与路径相关的 综上知bc正确 典例精析例3在如图2 3所示的坐标系中 物体由a点沿直线运动到b点 再由b点沿直线返回到c点 试分别求出物体从a到b 从b到c 从a到c三段的路程和位移 图2 3 解析根据定义去求路程和位移 在位移轴上 位移等于坐标值的变化量 路程就是轨迹的长度 所以质点在三个阶段的路程分别为 lab 30m lbc 40mlac lab lbc 30m 40m 70m三个阶段的位移分别为 xab xb xa 30mxbc xc xb 10m 50m 40mxac xc xa 10m 20m 10m负号表示位移的方向与x轴正方向相反 答案路程分别为30m 40m 70m位移分别为30m 40m 10m 典例精析 课堂互动讲练 对时刻和时间间隔的理解 以下说法中 指时刻的是 a 中央电视台春节联欢晚会将于20点零5分现场直播b 刘翔在广州亚运会男子110米栏决赛中以13 09s的成绩勇夺金牌c 我国实行每周工作40小时的劳动制度d 我国发射的 神舟 七号载人飞船在环绕地球运行68 5小时后在内蒙古主着陆场成功着陆 思路点拨 区分时刻和时间间隔的关键是抓住它们的区别 时刻是一个时间点 时间间隔是一个时间段 精讲精析 晚会开播这个事件对应时间点指时刻 完成110米栏决赛 每周工作的时间和环绕地球这三个过程对应时间段 指时间间隔 答案 a 题后反思 分析本题时应根据上下文去体会题中所说时间对应时间点还是时间段 变式训练1 2011年瑞安高一检测 关于时间间隔和时刻下列说法正确的是 a 时间间隔是较长的一段时间 时刻是较短的一段时间b 第2s内和前2s内指的是不相等的两段时间间隔c 北京时间12点整 指的是时刻d 时光不能倒流 因此时间有方向是矢量解析 选bc 时刻不是时间 故a错 第2秒内的时间间隔是1s 前2秒的时间间隔是2s 故b对 12点整是指时刻 故c对 时间是标量 故d错 对路程与位移概念的理解 关于位移和路程 以下说法正确的是 a 位移和路程是相同的物理量b 路程是标量 即表示位移的大小c 位移是矢量 位移的方向即质点运动的方向d 若物体做单一方向的直线运动 则位移的大小等于路程 思路点拨 求解此题应把握以下两点 1 位移和路程的物理意义不同 一个表示位置变化 一个表示运动轨迹长度 2 位移是矢量 既有大小 又有方向 路程是标量 只有大小 精讲精析 两者的物理意义不同 大小一般不同 且路程没有方向 位移有方向 故a错 路程是标量 大小与位移的大小一般不相等 故b错 位移的方向由初位置指向末位置 并不一定与质点运动方向相同 故c错 物体做单向直线运动时 轨迹长度等于初 末位置的直线距离 所以位移大小等于路程 故d对 答案 d 题后反思 在处理路程和位移的问题时 注意两者是不同的两个物理量 路程是运动轨迹的长度 它并不一定等于位移的大小 位移为零时 路程不一定为零 但路程为零时 位移一定为零 变式训练2 2011年屯溪高一检测 关于位移和路程 下列说法正确的是 a 在某一段时间内物体运动的位移为零 则该物体一定是静止的b 在某一段时间内物体运动的路程为零 则该物体一定是静止的c 在直线运动中 物体的位移大小可能等于其路程d 在曲线运动中 物体的位移大小一定小于路程 解析 选bcd 位移为零 表明该运动过程的初 末位置相同 物体不一定静止 a错误 路程为零 表明运动轨迹长度为零 物体一定静止 b正确 单向直线运动时 物体的位移大小等于路程 c正确 曲线运动时 初 末位置直线距离小于轨迹长度 所以位移大小小于路程 d对 路程和位移的计算 2011年德州高一检测 一个人晨练 按如图1 2 3所示走半径为r的中国古代的八卦图 中央的s部分是两个直径为r的半圆 bd ca分别为西东 南北指向 他从a点出发沿曲线abcoadc行进 则当他走到d点时 求他的路程和位移的大小分别为多少 位移的方向如何 图1 2 3 思路点拨 路程就是由a到d的轨迹的长度