《时间 位移》课件

2.时间位移必备知识•自主学习关键能力•合作探究新课程标准1．理解位移的概念，掌握位移和路程的区别和联系．2．认识矢量和标量，知道二者在计算时方法的不同．3．认识位移—时间图像．核心素养目标物理观念知道时刻与时间间隔的区别和联系，能在具体情况下识别时刻和时间间隔；理解位置、位移和路程的概念．科学思维(1)能用位移—时间图像描述物体在不同时间内的位移．(2)知道位移和时间的测量方法．科学探究认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移．课前篇自主预习[必备知识]一、时刻和时间间隔1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上用点表示,如第2s末、第8s初等均为时刻。2.时间间隔:表示两个时刻之间的时间,在表示时间的数轴上用线段表示,如前4s内(0至4s末)、第4s内(3s末至4s末)等均为时间间隔。二、位置和位移1.坐标系:为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系。(1)一维坐标系:物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。(2)平面直角坐标系(二维坐标系):描述平面上物体的位置时,通常建立平面直角坐标系,物体的位置用两个坐标来描述。2.路程和位移(1)路程是物体运动轨迹的长度。(2)位移是描述物体位置变化的物理量,用从初位置指向末位置的有向线段表示。3.矢量与标量:既有大小又有方向的物理量叫矢量。只有大小而没有方向的物理量叫标量。三、直线运动的位移研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则:1.物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示。2.物体的位移Δx=x2-x1若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。四、位移—时间图像1.位置—时间图像:反映物体在任意时刻的位置的图像。在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x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。将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像。五、位移和时间的测量1.学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。2.电磁打点计时器:使用交变电源的计时仪器,工作电压约为8V,当电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点。

3.电火花计时器,计时原理与电磁打点计时器相同。[自我检测]1.正误辨析(1)时刻就是时间间隔,两者没有本质区别。(

)解析

时刻与时间间隔既有联系,又有区别,两个时刻之间的间隔为时间间隔。答案

×(2)在时间轴上,时刻用线段表示,时间间隔用点表示。(

)解析

在时间轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。答案

×(3)路程是标量,位移是矢量,两者都是描述物体运动的物理量。(

)解析

路程只有大小,没有方向,是标量;位移既有大小,又有方向,是矢量。两者都是为了描述物体的运动而引入的物理量。答案

√(4)物体在运动过程中的路程相等,位移一定也相等。(

)解析

物体在运动过程中的路程相等,位移不一定相等,位移相等,路程也不一定相等。答案

×(5)建立一维坐标系时,需要选原点、规定坐标轴的正方向和单位长度。(

)答案

√(6)打点计时器能同时记录时间和位移。(

)答案

√2.(四川绵阳江油中学高一月考)以下的计时数据指时间间隔的是(

)A.中央电视台新闻联播节目每日19时开播B.某人用15s跑完100mC.李明同学每天早上6:00起床D.由北京开往上海的某次列车于19点28分从北京站开出解析

每日19时指的是时刻,A错误;15

s指的是时间间隔,B正确;每天早上6:00指的是时刻,C错误;19点28分指的是时刻,D错误。答案

B3.(四川巴中高一期末)运动员在相距50m的A、B两点间进行“折返跑”训练。从A点沿直线跑到B点,又从B点沿原路返回A点,此过程中运动员通过的路程和位移的大小分别是(

)A.100m,40m B.100m,0C.0,100m D.100m,50m解析

路程为轨迹的长度,所以是100

m,位移为初位置到末位置的有向线段,所以为0。故选B。答案

B关键能力•合作探究探究点一时刻和时间间隔导学探究读图区分时刻和时间间隔．

“五点钟”“半个小时”“10分钟”“8点”请把它们分类，它们的含义相同吗？

提示：“五点钟”“8点”指时刻；“10分钟”“半个小时”指时间间隔．不同．归纳总结1.对时刻和时间间隔的理解(1)时刻的理解：时刻是一个瞬时值，对应物体运动的一个确定的状态和位置．拍摄的照片就是对应某个时刻(对应于录像中的定格时).(2)时间间隔的理解：时间间隔是一个过程量，对应时间始、末两个状态之间的变化过程，好比是一段录像．2．时刻和时间间隔的表示方法

(1)时刻的表示方法：在时间轴上用一个点来表示．(2)时间间隔的表示方法：在时间轴上用一段线段来表示．典例示范例1[东莞高一检测](多选)2020年1月18日傍晚5点多钟，84岁高龄的钟南山买了一张无座车票乘G1022从1000多千米外的广州用时5个小时来到武汉，指导武汉人民抗战疫情，19日晚10点多钟又赶到国家卫健委开会．对以上情景下列说法中正确的是(

)A．2020年1月18日傍晚5点多钟是指时刻B．5个小时是指时刻C．19日晚10点多钟是指时间间隔D．5个小时是指时间间隔【答案】

AD【解析】

“2020年1月18日傍晚5点多钟”是时间轴上的点，是时刻，故A正确；“5个小时”是钟南山院士从广州到武汉所用的时间，是时间间隔，故B错误，D正确；“19日晚10点多钟”是时间轴上的点，是时刻，故C错误．时刻与时间间隔的两种判定方法(1)根据上下文判断：时刻对应事件状态，时间间隔对应事件过程．(2)利用时间轴判定：画出时间轴，轴上的点表示时刻，两个时刻间一段线段表示时间间隔．针对训练1

下列关于甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是(

)

A．甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时刻B．乙图中的列车到点“16：30”是指时间间隔C．乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔D．甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔答案：C解析：甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时间间隔，选项A错误；乙图中的列车到点“16：30”是指时刻，选项B错误；乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔，即时间，选项C正确，D错误．针对训练2

(多选)根据如图所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是(

)

A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s内，也可以称为2s时B．0～t2表示时间间隔，称为最初2s内或第2s内C．t2～t3表示时间间隔，称为第3s内D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第ns内答案：CD解析：t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，故A错误；0～t2表示时间间隔，称为前2s内或最初2s内，第2s内表示1s末到2s末这1s的时间间隔，故B错误；t2～t3表示时间间隔，称为第3s内，故C正确；tn－1～tn表示时间间隔，称为第ns内，故D正确．探究点二路程和位移导学探究读图区分路程和位移，甲同学的路程和位移大小分别为多少？

提示：路程为1200m，位移为0.归纳总结

位移路程

区别

物理意义描述物体的位置变化描述物体实际运动轨迹的长度定义从初位置指向末位置的有向线段物体运动轨迹的长度标矢性是矢量，有大小和方向是标量，只有大小，没有方向大小初、末位置之间的距离，由初、末位置决定，与路径无关运动轨迹的长度，与路径有关联系(1)都是描述物体运动的物理量(2)都是过程量(3)位移的大小一般小于路程，只有在物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程(4)单位相同，在国际单位制中，都是“米”典例示范

例2一个人晨练，按如图所示走半径为R的太极图，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，求：(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小和方向；(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程．

确定物体位移和路程的方法(1)确定研究对象和研究过程．(2)找出该过程中物体的初位置和末位置，则由初位置指向末位置的有向线段就是位移．线段的长度表示位移的大小，方向表示位移的方向．(3)建立位置坐标系，画出物体的实际运动轨迹示意图，轨迹的长度就是路程．针对训练3

如图所示，一只蜗牛从足够高的竖直竹竿底部向上爬行到3m高处后，又慢慢向下爬行了1m，然后暂时静止．则在这段过程中(

)A．蜗牛的位移为3m，方向竖直向上，路程为2mB．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为4mC．蜗牛的位移为2m，方向竖直向上，路程为4mD．蜗牛的位移为1m，方向竖直向下，路程为2m答案：C解析：取向上为正方向，第一阶段的位移为3m，第二阶段的位移为－1m，全过程的位移为2m，总路程为4m．

探究点三位移—时间图像归纳总结1.位置一时间图像坐标轴的物理意义(1)横轴表示时间，纵坐标与位置相对应，因此，纵坐标的变化表示位移．(2)纵轴的正方向表示位移的正方向．因为xAB＝xB－xA，若xB－xA>0，则位移为正，说明位移方向与正方向一致．2．位移一时间图像中点、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，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．典例示范例3(多选)如图所示为甲、乙在同一直线上运动时的x­t图像，以甲的出发点为原点，出发时间为计时的起点，则下列说法中正确的是(

)A．甲、乙同时出发B．0～t3这段时间内，甲、乙位移相同C．甲开始运动时，乙在甲的前面x0处D．甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止【答案】

ACD【解析】由题图知甲、乙的计时起点都是零，是同时出发的．乙开始运动时离坐标原点的距离为x0，t1到t2时间内甲的位移没有变化，表示甲在途中停止了一段时间，故A、C、D项正确；图上纵坐标表示的位移是以坐标原点为起点的，而某段时间内的位移是以这段时间的起始时刻所在位置为起点的，0～t3这段时间内甲、乙末位置相同，但起始位置不同，所以位移不同，故B项错误．针对训练5

(多选)如图所示为A、B两个物体从O点开始运动的位移—时间图像的一部分．从A、B两物体的位移—时间图像可知，下列说法中正确的是(

)A.A、B两物体的运动方向相同B．A物体4s内发生的位移是10mC．B物体发生10m位移的时间是4sD．A、B两物体同时开始运动答案：ACD解析：A、B两物体的运动图线相对时间轴的倾斜方向相同，即A、B两物体的运动方向相同，选项A正确；由题图可知，B物体在4s内的位移是10m，A物体在4s内的位移为20m，选项B错误，C正确；A、B两物体都是从0时刻开始运动，选项D正确．针对训练6

(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x­t图像，关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是(

)A．这辆汽车最远距离出发点30kmB．AB段汽车静止C．CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相同D．0～4h内，汽车的位移大小为30km答案：AB解析：A对：由题图可知，这辆汽车从O位置开始出发，最远距离出发点30km；B对：AB段图线平行于时间轴，表示位移不随时间变化，汽车处于静止状态；C错：OA段表示汽车沿正方向运动，CD段表示汽车沿负方向运动，所以CD段汽车的运动方向与OA段汽车的运动方向相反；D错：由题图可知

0～4h内，汽车的位移大小为0.探究点四位移和时间的测量归纳总结1.测量位移和时间的方法(1)测位移：照相法或频闪照相法、打点计时器法等．(2)测时间：可用钟表、打点计时器．2．两种打点计时器的比较比较项目电磁打点计时器电火花计时器不同点电源性质8V左右交变电源220V交变电源打点方式振针通过复写纸在纸带上打点火花放电使墨粉在纸带上打点阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，振针打点与纸带接触时的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦阻力比电磁打点计时器小相同点(1)所用电源频率均为50Hz，每秒打点50次，每隔0.02s打一次点．(2)打出的纸带的点记录纸带运动的时间和位移典例示范例4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

针对训练7

(1)电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，它的工作电压约为______，当电源频率为50Hz时，它每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的____面．(2)打点计时器所用电源频率是50Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时_____s，位移为________m.交流

8V

0.02限位孔上0.040.0280解析：(1)电磁打点计时器使用的是电压约为8V的交流电源，当交流电频率为50Hz时，每两个点之间的时间间隔是0.02s，为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写纸下面．(2)由电源的频率是50Hz，知打点计时器打点的时间间隔是0.02s，则A、B间用时tAB＝2T＝0.04s，位移xAB＝(1.20＋1.60)×10－2m＝0.0280m.

随堂检测1.(多选)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.“1min”只能分成60个时刻解析

时刻不是较短的一段时间,而是一个时间点,A错误。“第2

s内”指从1

s末到2

s末的一段时间,“前2

s内”指从开始到2

s末的一段