高中物理：第一章 运动的描述 时间和位移学案 新人教版必修1

1 21 2 时间和位移时间和位移 学案学案 要点导学 要点导学 1 如果用一条数轴表示时间 则时刻 t 就是时间轴上的一个点 时间间隔 t 就是时 间轴上的一段线段 但是在日常语言中 我们用语比较混淆 大都不加区别地说成时间 如 时间还早 里的时间 就是时刻 说 一堂课时间有 45 分钟 则是指时间间隔 有时 时间 又是指与 空间 对偶的概念 无限的时间轴的整体 因此我们在看书时要结合 上下文正确理解 2 位移 从初位置到末位置的有向线段 叫做位移 它是表示位置变动 变化 的物 理量 位移既有大小又有方向 它是一个矢量 矢量相加和标量相加遵从不同的法则 见后 面 力的合成 21 世纪教育网 物体只有作单一方向的直线运动时 位移大小才等于路程 一般情况下位移大小不大于 路程 3 很多同学可能对物理学里引入 位移矢量 来研究运动觉得迷惑不解 当物体作曲 线运动时 位移直线段与走过的 路径轨迹 完全不同 位移大小跟 路程 数值也大不相 同 尤其是当物体走一封闭曲线如一圆周时 路程可以很大 而位移却总是为零 有人觉得 很荒谬 其实这只是初学时的一种错觉 物理学家也是经过长期研究才克服 常识思维 的 桎梏找到 位移 这个有效的物理量的 确实 人走路的劳累程度 汽车耗油的多少是跟路程大小有关 但是只有位移才能仅由 初 末位置唯一确定 而研究物体运动的目的就是找到 确定物体在任意时刻的位置 的方 法 注 无论物体是作直线运动还是曲线运动 一段 无限小 的运动 其位移与路径总 是可以看成重合 而用 高等数学 工具来研究物理 都是从研究 无限小运动 着手 因 此 位移也可以用来研究曲线运动 4 如果是直线运动 则位移 x 和初 末位置坐标x1 x2的关系十分简单 x x2 x1 而且此式有着丰富的含义 x 的数值表示位移的大小 x的正负表示位移的方向 正表示位移 x的方向与x轴的正方向相同 负表示位移 x的方向与x轴的正方向相反 范例精析 范例精析 例例 1 1 分清几个概念和说法 以后 我们在研究运动时 常常会要求出 物体在 1 秒末 2 秒末 或第 1 秒末 第 2 秒末 的速度及位置 也会要求 物体在 1 秒内 2 秒内 或 第 1 秒内 第 2 秒内 的位移和平均速度 请问 1 其中哪个表示时刻 哪个表示时间间隔 2 1 秒内 和 第 1 秒内 的位移 以及平均速度 是同一概念吗 2 秒内 和 第 2 秒内 的位移 以及平均速度 是同一概念吗 3 第 2 秒末的速度 与 第 2 秒内的平均速度 相同吗 解析解析 1 1 秒末 2 秒末 或第 1 秒末 第 2 秒末 表示时刻 1 秒内 2 秒内 或 第 1 秒内 第 2 秒内 表示时间间隔 2 1 秒内 和 第 1 秒内 的位移 以及平均速度 是同一概念 2 秒内 和 第 2 秒内 的位移 以及平均速度 不是同一概念 2 秒内的位移 表示 2 秒长的时间 里的位移 第 2 秒内的位移 表示 第 2 秒 这 1 秒长的时间里的位移 3 不相同 前者是瞬时速度 后者是平均速度 拓展拓展 时间间隔 t t2 t1 如果初始时刻 t1取为零时刻 则 t t2 也就是说在这种情 况下时间间隔 t 就等于末时刻 t2 反之 一般情况下时间间隔 t 不等于末时刻 t2 来源 21 世纪教育网 例例 2 2 如图 1 2 1 所示 一辆汽车在马路上行驶 t 0 时 汽车在十字路口中心的左侧 20m 处 过了 2 秒钟 汽车正好到达十字路口的中心 再过 3 秒钟 汽车行驶到了十字路口中心 右侧 30m 处 如果把这条马路抽象为一条坐标轴x 十字路口中心定为坐标轴的原点 向右 为x轴的正方向 试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表 并说出前 2 秒内 后 3 秒 内汽车的位移分别为多少 这 5 秒内的位移又是多少 观测时刻t 0 时过 2 秒钟再过 3 秒钟 位置坐标 x1 来源 21 世纪教育网 x2 x3 来源 21 世纪教育网 解析解析 马路演化为坐标轴 因为向右为x轴的正方向 所以 在坐标轴上原点左侧的点的 坐标为负值 右侧的点的坐标为正值 即 x1 20m x2 0 x3 30m 前 2 秒内的位移 x1 x2 x1 0 20 m 20m 后 3 秒内的位移 x2 x3 x2 30m 0m 30m 这 5 秒内的位移 x3 x3 x1 30m 20 m 50m 上述位移 x1 x2和 x3都是矢量 大小分别为 20 30 和 50m 方向都向右 即与 x 轴 同方向 能力训练 能力训练 1 下列说法中 关于时间的是 BCD 关于时刻的是 A A 学校上午 8 点开始上第一节课 到 8 点 45 分下课 来源 21 世纪教育网 B 小学每节课只有 40 分钟 C 我走不动了 休息一下吧 D 邢慧娜获得雅典奥运会女子 10000m 冠军 成绩是 30 分 24 秒 36 来源 21 世纪教育网 一列火车从上海开往北京 下列叙述中 指时间的是 BD A 火车在早上 6 点 10 分从上海出发 B 列车共运行了 12 小时 C 列车在 9 点 45 分到达中途的南京站 D 列车在南京停了 10 分钟 3 关于位移和路程 下列四种说法中正确的是 C A 位移和路程在大小上总相等 只是位移有方向 是矢量 路程无方向 是标量 B 位移用来描述直线运动 路程用来描述曲线运动 来源 21 世纪教育网 C 位移取决于物体的始末位置 路程取决于物体实际通过的路线 D 位移和路程是一回事 4 如图 1 2 2 所示 物体沿着两个半径均为R的半圆弧由A点运动到C点 A B C三点在 同一直线上 在此过程中 物体位移的大小是 方向为 物体通过的路 程为 4R 由 A 指向 C 2 R 5 一个质点在 x 轴上运动 其位置坐标如下表 t s 来源 21 世纪教育网 012 来源 21 世纪教育网 345 来源 21 世纪教育网 x m20 4 1 7 6 来源 21