【优品】高中物理人教版必修1 第1章第2节时间和位移 课件2

1、第一章 运动的描述人教版 必修一第2节 时间和位移学习目标1.知道时间间隔与时刻的区别和联系。2.理解位移的概念及矢量性,了解路程与位移的区别。3.知道标量和矢量的概念,能区分标量与矢量。4.知道位置、位移、路程等概念的区别与联系。一、时刻和时间间隔时刻时间间隔区别表示某一_表示某一_在时间轴上用_表示在时间轴上用_表示联系两个时刻的间隔即为_瞬间过程点线段时间间隔【自我思悟】电台报时一般这样说：“现在是北京时间八点整。”听评书连播节目时,最后播音员往往说：“明天同一时间请继续收听。”这里面“时间”的意思有何不同?提示：报时中的“时间”指的是某一瞬时,而听评书却需要“一段时间”,不能是一个瞬时

2、,所以同样是时间,却有不同的含义。二、路程和位移1.路程：物体_的长度。2.位移：(1)物理意义：表示物体(质点)_变化的物理量。(2)定义：从_到_的一条有向线段。(3)大小：初、末位置间有向线段的_。(4)方向：由_指向_。运动轨迹位置初位置末位置长度初位置末位置【自我思悟】1.物体通过的路程为零,表示物体一定静止吗?提示：是。路程为零表示物体轨迹长度为零,物体没有运动。2.物体发生的位移为零,表示物体一定静止吗?提示：不一定,位移为零表示物体初、末位置相同,物体可能运动了一周又回到了出发点。三、矢量和标量1.矢量：既有_又有_的物理量,如位移、力等。2.标量：只有_、没有_的物理量,如质

3、量、时间、路程等。3.运算法则：两个标量的加减遵从_,而矢量则不同,后面将学习到。大小方向大小方向算术加减法【自我思悟】1.物体运动前半阶段的位移是2m,后半阶段的位移是3 m,总位移一定是5 m吗?提示：不一定。位移是矢量,其运算不满足算术运算法则,总位移不一定是5m。2.物体运动前半阶段的路程是2m,后半阶段的路程是3 m,总路程一定是5 m吗?提示：是。路程是标量,其运算满足算术运算法则,总路程一定是5m。四、直线运动的位置和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。1.物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。2.物体的位移：x=_。x2-x1【自我思悟】在直线坐标

4、系中物体的位移x正负号的含义是什么?提示：x正负号表示位移的方向,正号表示位移的方向与正方向相同,负号表示位移的方向与正方向相反。【盲区扫描】1.时刻是短暂到几乎接近于零的时间,时间间隔是两个时刻之间的一段时间。2.同一质点的运动,路程不一定等于位移的大小,即使路程等于位移的大小,也不能叙述为“路程等于位移”,因为路程是标量,位移是矢量。3.时刻与物体的位置对应,反映的是运动状态;时间间隔与物体的位移对应,描述的是运动过程。4.矢量是既有大小又有方向的物理量,但有方向的物理量不一定是矢量。一、时刻与时间间隔 对比分析1.区别与联系：项目比较时刻时间间隔物理意义事物运动、发展、变化过程所经历的各

5、个状态先后顺序的标志事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度对应运动描述量位置路程、位移项目比较时刻时间间隔用时间轴表示用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示描述关键词“第1s末”“第3s初” “第3s末”等“第1s”“前2s”“前3s内”等联系两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片2.在时间轴上的标示：各时间间隔与时刻如图所示：【微思考】(1)日常生活中的“时间”指的是时刻还是时间间隔,比如“什么时间出发”“出发多长时间了”?提示：有时指“时刻”,有时指“时间间隔”,应根据具体情

6、况确定。“什么时间出发”指的是时刻,“出发多长时间了”指的是时间间隔。(2)常见的计时工具有哪些?提示：生活中一般用各种钟表来计时,在运动场上常用停表计时,在实验室里通常用停表或打点计时器进行计时。【题组通关】【示范题】(多选)以下画线的数字指时刻的是()A.某中学的作息时间表上写着,第四节：10：1510：55B.刘翔跨栏记录为12.91 sC.中央电视台星光大道栏目每晚7：30准时与您见面D.午休从12：10开始【解题探究】(1)画线的数字哪些对应的是某个事件所经历的某个过程?提示：B项“12.91 s”是刘翔跨栏的时间间隔。(2)画线的数字哪些对应的是某个事件开始、结束或进行到某一状态时

7、所对应的瞬间?提示：A项数字指的是课开始和结束的瞬间,C项数字指的是节目开始的瞬间,D项数字指的是午休开始的瞬间。【规范解答】选A、C、D。10：15和10：55是第四节课开始和结束所对应的时间点,是时刻。12.91 s是刘翔完成比赛所用的时间,是时间段。7：30是栏目开始所对应的时间点,是时刻。12：10是午休开始所对应的时间点,是时刻。综上所述,正确选项是A、C、D。【通关1+1】 1.(多选)(2014德州高一检测)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2 s内”和“前2 s内”指的是不相等的两段时间间隔C.“北京时间12点整”

8、指的是时刻D.“1 min”只能分成60个时刻【解析】选B、C。时刻不是较短的一段时间,而是一瞬间,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末的一段时间,两者是不同的,B正确。“12点整”是一个时间点,是时刻,C正确。“1 min”能分成无数个时刻,D错误。2.(2014潍坊高一检测)以下说法正确的是()A.列车员说：“火车8点42分到站,停车8分。”8点42分和8分均指时刻B.列车员说：“火车8点42分到站,停车8分。”8点42分和8分均指时间C.出租车的收费标准有“2.00元/公里”,其中的“公里”指的是路程D.出租车的收费标准有

9、“2.00元/公里”,其中的“公里”指的是位移【解析】选C。8点42分指的是时刻,8分指的是一段时间,A、B错;“2.00元/公里”是指每经过1公里的路程收费2.00元,C对,D错。【变式训练】1.(多选)高一(5)班上午第一节课上化学,第二节课上英语,若每节课为40 min,课间为10 min,下列说法正确的是()A.英语课和化学课起、止时刻相同B.英语课和化学课的时间相同C.化学课的末时刻即是英语课初时刻D.化学课的末时刻与英语课的初时刻的间隔是时间【解析】选B、D。英语课和化学课起、止时刻不同,相差50 min,A错。英语课和化学课都是用时40 min,时间相同,B对。化学课的末时刻比英

10、语课的初时刻早10 min,C错。化学课的末时刻与英语课的初时刻的间隔是10 min,是时间,D对。2.如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是()A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内B.t2t3表示时间间隔,称为第3 s内C.t0t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第2 s内D.tn-1tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内【解析】选B。时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一段线段。tn是时刻,可表述为第ns末或第(n+1)s初;ns内不等于第ns内,ns内是指从0至ns末共ns的时间;第ns内是指从(n-1)s末至ns末共1 s的时间,故A、C、D

11、错,B正确。【素养升华】时刻与时间间隔的两种分辨方法(1)根据上下文判断：分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态,时间间隔对应的是事件或运动的过程。(2)利用时间轴判断：画出时间轴,把所给的时刻和时间间隔表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间间隔。 二、位移和路程 对比分析项目比较位移路程区别物理意义描述质点的位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢标性矢量,既有大小,又有方向标量,有大小,无方向相关因素由质点的初、末位置决定,与质点运动路径无关既与质点的初、末位置有关,也与质点运动路径有关项目比较位移路程联系(1)都是描

12、述质点运动的空间特征的物理量(2)都是过程量(3)位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程【微思考】(1)正位移一定大于负位移吗?提示：不一定,位移的正负表示位移的方向,不表示大小,比较位移的大小时只看绝对值的大小。(2)位移越大,路程一定越大吗?提示：不一定,路程是运动轨迹的长度,与位移无关。【题组通关】【示范题】如图所示,某人沿半径R=50m的圆形跑道跑步,从A点出发逆时针跑过 圆周到达B点,试求由A到B的过程中,此人跑步的路程和位移。【解题探究】(1)路程的含义是什么?本题中路程指什么?提示：路程是运动轨迹的长度,本题中路程是圆弧 的总长度。(2)位移的

13、大小和方向是怎样定义的?提示：位移的大小等于初、末位置间的直线距离,方向由起点指向终点。【规范解答】此人运动的路程等于ACB所对应的弧长,即路程L= 2R= 23.1450m=235.5 m。此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度,即x= R=1.41450m=70.7 m,位移的方向由AB,与半径AO的夹角为45。答案：235.5m70.7 m,方向由A指向B【通关1+1】1.(拓展延伸)在【示范题】中,求此人第一次沿圆周回到A时的位移和路程。【解析】由于此人第一次回到出发点A,初、末位置相同,故其位移为零。路程为圆形跑道的周长,即l=2R=23.1450m =314m

14、。答案：零314m2.(2014合肥高一检测)建筑工地上的起重机把一筐砖先竖直向上提升40m,然后水平移动30m,此过程中关于砖及其路程和位移大小表述正确的是()A.砖可视为质点,路程和位移都是70mB.砖不可视为质点,路程和位移都是50mC.砖可视为质点,路程为70m,位移为50mD.砖不可视为质点,路程为50m,位移为70m【解析】选C。当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或者影响不大时,物体可以看作质点。路程等于物体运动轨迹的长度,则路程s=40m+30m=70m,位移大小等于首末位置的距离,x= =50(m)。【变式训练】1.(多选)关于位移和路程,下列说法正确的是()A.沿直线运

15、动的物体,位移和路程是相等的B.质点沿不同的路径由A到B,路程可能不同而位移一定相同C.质点通过一段路程,其位移可能为零D.质点运动位移的大小可能大于路程【解析】选B、C。由于位移是矢量,而路程是标量,如果质点沿直线运动且没有往复时,位移与路程只是大小相等,若有往复,其大小也不相等,故A错;由于位移只与初、末位置有关,与路径无关,故B正确;若质点沿曲线运动一段路程之后又回到出发点时,位移为零,在任何情况下质点的位移都不可能大于路程,故C正确,D错。2.2012年7月29日,伦敦奥运会400m自由泳决赛,我国游泳选手孙杨以3分40秒14的成绩打破奥运会记录并摘得金牌,改写了我国男子泳坛奥运无金的

16、历史。标准泳池长50m,则孙杨在400m自由泳中所通过的路程和位移是(将孙杨看成质点)()A.0m,400m B.400m,0m C.400m,50m D.400m,400m【解析】选B。孙杨在400m决赛中游过的路程是400m,比赛结束时他又回到出发位置,位移为0,故B正确。【素养升华】位移和路程的“可能”与“不可能”(1)位移与路程永远不可能相同。因为位移是矢量,既有大小又有方向;而路程是标量,它只有大小没有方向。(2)位移的大小与路程有可能相等。例如,物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。 三、矢量与标量 深化理解1.矢量的表示方法：(1)矢量的图示：用带箭头的线段表示,线段的长度表

17、示矢量的大小,箭头的方向表示矢量的方向。(2)矢量的正负：沿同一直线上的矢量,可先沿矢量所在的直线建立直线坐标系,然后用正负数来表示矢量,正负号表示矢量的方向(正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号则相反),绝对值表示矢量的大小。2.大小的比较：标量大小的比较一般只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大,则该矢量大。3.运算规律：标量的运算法则为算术运算法则,即初中所学的加、减、乘、除、乘方、开方等运算方法;矢量的运算法则为以后学到的平行四边形定则。【微思考】(1)矢量的正负号的含义是什么?提示：矢量的正号表示该矢量的方向与正方向相同,矢量的负号表示该矢量的方向与正

18、方向相反。(2)求解矢量时,除大小外是否需要指出或求出矢量的方向?提示：需要,矢量是既有大小又有方向的物理量,求解矢量时需要同时求出其大小和方向。【题组通关】【示范题】(多选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是()A.两运动物体的位移大小均为30m,这两个位移不一定相同B.做直线运动的两物体的位移x甲=3m,x乙=-5m,则x甲x乙C.温度计读数有正有负,其正负号表示温度方向D.温度计读数的正负号表示温度的高低,不表示方向【解题探究】(1)什么情况下两物体的位移才相同?提示：位移是矢量,两物体的位移只有在大小相等、方向相同的情况下才相同。(2)比较两个物理量大小的方法。矢量：

19、_;标量：_。比较数值的绝对值一般直接比较数值【规范解答】选A、D。两物体的位移大小虽然均为30m,但由于不知其方向关系,两个位移不一定相同,A对。比较物体位移大小应比较其绝对值,B错。温度无方向,其正负表示温度的高低,不能说表示方向,C错,D对。【通关1+1】1.(多选)关于矢量和标量,下列说法正确的是()A.标量只有正值,矢量可以取负值B.标量和矢量无根本区别C.标量和矢量,一个有大小无方向,一个有大小也有方向D.标量和矢量的运算方法不同【解析】选C、D。标量和矢量都有正负值,A错。标量只有大小,没有方向,矢量既有大小,又有方向,B错,C对。标量与矢量相比最大的不同是它们的运算法则不同,标

20、量采用之前所学的算术运算法,矢量的运算方法以后学习,D对。2.(多选)(2013揭阳高一检测)关于矢量和标量,下列说法正确的是()A.矢量是既有大小又有方向的物理量B.标量是既有大小又有方向的物理量C.位移-10m比5m小D.-10比5的温度低【解析】选A、D。矢量是既有大小又有方向的物理量,A对、B错;位移是矢量,比较大小看绝对值,所以-10m的位移比5m的位移大,C错;温度是标量,-10比5的温度低,D正确。3.(多选)下列关于矢量和标量的说法中正确的是()A.矢量和标量没有严格的区别,同一个物理量可以是矢量,也可以是标量B.矢量都是有方向的C.时间、时刻、路程都是标量D.初中学过的电流是

21、有方向的量,所以电流是矢量【解析】选B、C。矢量是有方向的物理量,矢量不可能变为标量,A错误,B正确;时间、时刻、路程、电流都是标量,C正确,D错误。【变式训练】下列物理量属于矢量的有()A.密度 B.长度C.压强 D.位移【解析】选D。密度、长度、压强都是标量,位移既有大小也有方向,是矢量。【素养升华】关于标量与矢量应注意的两点(1)符号的意义：矢量肯定既有大小又有方向,矢量的方向一般用正负号来表示。但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量,如电流,有大小和方向,但它是标量;大多数标量都有正负号,它们的正负值表示不同的含义。(2)运算的法则：标量与矢量最主要的区别是它们的运算法则不同。 【资源

22、平台】备选角度：路程和位移的计算【示范题】一支队伍长为150m,沿平直公路匀速前进。模拟演习中,通讯员从队尾跑步前进300m赶到队首,传达命令后立即返回队尾。当通讯员返回队尾时,队伍已前进了200m,则在此全过程中通讯员的位移和路程分别是多少?【标准解答】通讯员前进300m赶到队首,然后返回队尾,这段时间内队伍前进了200m,即通讯员返回时前进距离是100m。通讯员经历了先前进,再返回的两个过程。位移为从初位置指向末位置的有向线段,而路程是运动轨迹的总长度。故通讯员的位移为200m,方向向前,而通过的路程是300m+100m=400m。答案：200m,向前400m复杂运动过程的位移与路程的求解【案例剖析】(14分)一个人晨练,按如图所示走半径为R的中国古代的八卦图运动,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