《位移-时间图像 位移和时间的测量》课件

第2课时位移—时间图像位移和时间的测量导学·掌握必备知识共研·突破关键能力精炼·落实学科素养导学·掌握必备知识一、位置—时间图像1．位置—时间图像：反映物体在每一时刻的位置的图像．在直角坐标系中选________为横轴，选________为纵轴，其上的图线就是位置—时间图像．2．位移—时间图像(x­-t图像)：反映物体在不同时间内的位移的图像．将物体运动的________选作位置坐标原点O，则位置与________相等(x＝Δx)，位置—时间图像就成为位移—时间图像．时刻t位置x初始位置位移大小二、位移和时间的测量1．两种打点计时器(如图所示)(1)电磁打点计时器使用________电源的________仪器；工作电压约为________V，当电源频率是50Hz时，每隔________s打一次点．(2)电火花计时器使用220V交变电源，当电源频率是50Hz时打点周期是________．交变计时80.020.02s2．时间的测量从能够看清的某个点开始(起始点)，往后数出若干个点，数出时间间隔个数n，则这段时间t＝________s．(打点频率为50Hz)3．位移的测量用________测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小．0.02n刻度尺【情境思考】

(1)骆驼队一直沿直线水平向东行进，如何定量描述骆驼队在沙漠里的位置和位移？(2)骆驼队向东行进的时间可以用直线坐标系表示吗？(3)如何用图像直观地表示骆驼队在什么时刻到达了什么位置？(4)活动3中所得图像称为位置—时间图像，如果将物体(骆驼队)运动的初始位置选作位置坐标原点O，则此图像还能描述哪个物理量随时间的变化？提示：(1)可以沿骆驼队行进路线以向东为正方向建立直线坐标系，用坐标表示位置，用初、末位置的坐标变化量表示位移．(2)可以，作时间轴，时间轴上的一点表示时刻，初、末时刻之间的线段表示行进的时间．(3)建立平面直角坐标系，横轴表示时刻，纵轴表示位置，则坐标系中的一点就表示骆驼队某时刻到达的位置．(4)若将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等，位置—时间图像就成为位移—时间图像．

x­-t图像的理解x­-t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹，在xOy坐标系中图像才表示物体的运动轨迹，如图所示．X-­t图像只能用来描述物体的直线运动，原因是x­-t图像中x只有正、负两个方向．

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电磁打点计时器的工作原理它是利用电流的磁效应打点计时的仪器，工作电源是低压交流电源．由于交变电流是周期性变化的，所以电磁打点计时器的振针会周期性地上下运动，在纸带上打下一系列的点．交流电频率为50Hz时，它每隔0.02s打一个点，则纸带上相邻两点间的时间间隔也是0.02s．

实验中，利用刻度尺测量纸带上两点间的距离，一次测量各点到起始点的距离比分段测量误差小．(

)共研·突破关键能力目标一位移—时间图像【导思】如图所示是“龟兔赛跑”的位移—时间图像，看图回答：(1)哪一条图线表示获胜者乌龟的运动？哪一条图线表示兔子的运动？(2)兔子在什么时候、什么地方开始睡觉？(3)乌龟何时悄悄地爬过兔子身旁？(4)兔子睡了多长时间？(5)兔子醒来时乌龟在什么地方？(6)谁先到达终点？提示：(1)由题意可知，图线OBCE表示乌龟运动的位移—时间图线；图线OABDF表示兔子运动的位移—时间图线．(2)兔子在t1时刻开始睡觉，位置在距出发点x1处．(3)在t2时刻乌龟悄悄地爬过兔子身旁．(4)兔子从t1时刻开始睡觉，到t3时刻醒来，故兔子睡觉的时间为t3－t1.(5)当兔子醒来时乌龟在距离出发点x2的地方．(6)乌龟先到达终点．【归纳】1．X-­t图像的物理意义x­-t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示物体在某时刻所处的位置．2．由x-­t图像可求(1)任一时刻所对应的位置；(2)任意一段时间内的位移；(3)发生一段位移所用的时间．3．位移—时间图像中的点、线及截距的意义(1)点：表示运动物体在某时刻所处的位置．若在同一坐标系中两条运动图线相交，交点表示两物体同时到达同一位置，即两物体相遇．(2)线：图线反映了运动物体的位移随时间的变化规律．运动图线不是运动轨迹．(3)截距：图线与横轴的截距表示物体处在规定的零位置的时刻；图线与纵轴的截距表示零时刻物体所处的位置．【典例】例1一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6s内(

)A．物体先向左运动，2s后开始向右运动B．在t＝2s时物体距出发点最远C．前2s内物体位于出发点的左方，后4s内位于出发点的右方D．在t＝4s时物体距出发点最远答案：D解析：由题意知向右为正方向．由题图图像可知，物体从－5m处向右运动至5m处，然后返回至4m处，始终位于出发点右方，物体在前4s内一直向右运动，后2s内向左运动，故A、C错误；在t＝4s时物体距出发点最远，故B错误，D正确．例2(多选)如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移图像，下列关于图像的分析正确的是(

)A．0～2s内，A、B两人同向而行B．0～2s内，A、B两人相遇一次C．0～5s内，A走的路程比B走的路程多D．0～5s内，A的位移比B的位移大答案：BD解析：0～2s内，A到O点的距离不断减小，B到O点的距离不断增大，A、B的运动方向相反，故A错误；x­t图线的交点表示两者相遇，根据图像可得出A、B在0～2s内相遇一次，故B正确；在前5s内，B沿正方向运动60m，静止2s后又沿负方向运动30m，即B走的路程为90m，A走的路程为60m，故A走的路程比B走的路程少，故C错误；在前5s内，A的位移大小为xA＝60m，B的位移大小为xB＝30m－0＝30m，故A的位移比B的位移大，故D正确．目标二位移和时间的测量【导思】(1)打点计时器的作用是什么？(2)打点计时器的工作电压是多少？提示：(1)作用是通过打点计时．计时仪器接频率为50Hz的交变电流，每隔0.02s打一次点．(2)电磁打点计时器：8V的交流电源电火花计时器：220V的交流电源．【归纳】1．电磁打点计时器与电火花计时器的比较比较项电磁打点计时器电火花计时器结构图示工作电压8V交变电流220V交变电源打点方式振针周期性振动周期性产生电火花阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦，摩擦力较大纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小打点周期0.02s(电源频率为50Hz)记录信息位置、时刻或位移、时间2.电磁打点计时器的使用步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上压在纸带的上面．(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到8V的低压交变电源上．(3)打开电源开关，用手水平拉动纸带，纸带上就打下了许多小点．(4)关闭电源，取下纸带．从能够看清的点作为起始点(标记为“0”)，往后数出n个点，那么纸带的运动时间Δt＝0.02ns.(5)用刻度尺测量从起始点到n个点间的距离，可得不同的位移Δx.3．使用打点计时器的注意事项(1)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．

为打出更多的点(2)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．(3)使用电磁打点计时器时，如果打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．(4)打点计时器不能连续工作太长时间，打点结束后应立即关闭电源．

保护实验器材4．计时点与计数点的区别项目计时点计数点含义纸带上实际打出的点按规则在纸带上人为划分的点计时周期通常情况t＝0.02s每五个计时点取一个计数点时T＝0.10s说明①在以后的应用中，通常考虑的是计数点；②在打出的纸带中，一般取点迹清晰的纸带进行分析【典例】例3打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，关于下图中甲、乙两种打点计时器，请回答下面的问题．(1)甲图是________打点计时器，电源采用的是________________.(2)乙图是________计时器，电源采用的是_____________．(3)甲、乙两种打点计时器所用电源频率都为50Hz，则打点周期分别为________s和________s．电磁8V左右交变电源电火花220V

交变电源0.020.02

例4(1)打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器．电火花计时器是其中的一种，其工作电压是________，电火花计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电源的频率为50Hz时，它每隔________s打一次点．(2)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤，其中正确的操作是________．A．把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔B．把打点计时器与8V低压交变电源相连C．用手水平拉动纸带，然后启动电源D．关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量某计数点与计时起点的距离x0，并算出时间t时间位移220V0.02AD精炼·落实学科素养练习物体从A运动到B,初位置的坐标是XA＝3m,XB=-2m,它的坐标变化量ΔX＝？ΔxxＯＡＢΔx＝XＢ－

XＡ＝-2m－3m＝-5m课堂练习:有一质点在X轴上运动,已知各时刻质点位置如图X/m-7-6-5-4-3-2-1012345t=3st=1st=2st=4st=0st=5sL3=17m①质点在3s内的路程;②质点在3s内的位移③质点在前3s内的位移④质点在第3s内的位移⑤质点在___s内位移最大⑥质点在第___s内位移最大S3=－1mS3=－1mSⅢ=3m42S4=－7mSⅡ=－9m1、下列关于位移和路程的说法中，正确的（）A、位移大小和路程不一定相等B、位移的大小等于路程，方向由起点指向终点C、位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短D、位移描述直线运动，路程描述曲线运动AC2，小球从距地面5m高处落下，碰到地面反弹后在距地面2m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是()

A、7m、7mB、5m、2mC、5m、3mD、7m、3m

D3、关于时间和时刻，下列说法正确的是（）

A.5s时即5s末，指的是时刻

B.5s内指的是4s末到5s末这1s的时间

C.第5s内指的是4s末到5s末这1s的时间

D.第4s末就是第5s初，指的是时刻4、2009年在山东济南举行的第十一届全运会上，两名运动员甲和乙均