人教版高中物理必修第一册第1章运动的描述2时间位移课件

第一章运动的描述2.时间位移自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结随

堂

练

习课标定位1.知道时刻与时间间隔的区别和联系。2.理解位移概念,知道位移是矢量,能用有向线段表示位移的大小和方向。3.知道位置、位移、路程等概念的区别与联系。4.理解位移—时间图像。素养阐释1.通过理解时间、时间间隔、位移和路程的概念,形成物体运动的物理观念。2.通过区别日常生活中时间的含义,理解路程和位移的区别与联系,掌握科学思维的方法。3.体会数学在图像中的运用,培养科学态度与责任。

自主预习·新知导学一、时刻和时间间隔1.时刻:在表示时间的数轴上,时刻用点表示。2.时间间隔:指某两个时刻之间的时间间隔,在表示时间的数轴上,用线段表示。3.如图所示,在表示时间的数轴上标出“第3s初”“第3s末”“第3s内”“前3s内”,指出哪些表示时刻,哪些表示时间间隔。提示: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。2.路程:物体运动轨迹的长度。3.位移:由初位置指向末位置的有向线段,描述物体位置的变化。4.矢量和标量:既有大小又有方向的物理量叫作矢量;只有大小没有方向的物理量叫作标量。5.我们初中学习过许多物理量,比如体积、密度、质量、温度、力等,这些物理量中,哪些是矢量?哪些是标量?提示:体积、密度、质量和温度这几个物理量只有大小,没有方向,所以都是标量;而力有大小也有方向,是矢量。三、直线运动的位移1.研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示,那么物体的位移等于两个位置的坐标变化,即Δx=x2-x1。2.若Δx为正,则位移的方向指向x轴的正方向;若Δx为负,则位移的方向指向x轴的负方向。四、位移—时间图像1.物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地表示。2.从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。五、位移和时间的测量1.位移和时间的测量方法先记录某一时刻物体的位置,再推断出它在一段时间内的位移。(1)用照相的方法记录物体的位置。(2)用钟表记录物体运动的时刻。(3)用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。(4)用打点计时器来记录时间和位移。2.电磁打点计时器(1)结构:(2)工作电压:电磁打点计时器的工作电压约为8V,使用的是低压交变电源。当电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点。【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。(1)火车站公布的旅客列车运行表中的出发时间和到达时间都是指时间间隔。(

)(2)路程是标量,是物体运动轨迹的长度。(

)(3)3m的位移比-5m的位移大。(

)(4)在直线运动中位移的大小一定等于路程。(

)提示:(1)×

(2)√

(3)×

(4)×2.根据国际足联的相关统计,一名职业足球运动员全场的累计跑动距离平均为10000m,少的在6000m左右,而多的达12000m。以上数据是路程还是位移?提示:三个数据都是运动员运动轨迹的总长度,都是路程。3.一个物体沿直线从A经B运动到C,其位置坐标如图所示,则从A到B的位移Δx1=

,从A到C的位移Δx2=

,Δx1

(填“>”或“<”)Δx2。

提示:-3

m

-8

m

<

合作探究·释疑解惑知识点一时刻和时间间隔问题引领李爷爷起床后外出晨练,在公园遇到张爷爷。“您这么早!练多长时间了?”“十五分钟左右吧。现在是什么时间?”“大约六点。”对话中两个“时间”,哪个是“时间间隔”,哪个是“时刻”?提示:“练多长时间”,是指时间间隔;“现在是什么时间”指的是一个瞬间,所以是指时刻。归纳提升1.时间间隔与时刻的区别与联系项目时间间隔时刻区别物理意义两时刻之间的间隔某一瞬时时间轴上的表示方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的一个点表示一个时刻表示方法“3s内”“前3s内”“后3s内”“第1s内”“第1s到第3s”等均指时间间隔“3s末”“第3s末”“第4s初”“八点半”等均指时刻联系两个时刻之间的间隔即为时间间隔,即Δt=t2-t12.时刻与时间间隔在时间轴上的标示各种时间间隔与时刻如图所示:典型例题【例题1】

关于时刻和时间,下列说法正确的是(

)A.作息时间表上的数字均表示时间B.1min内只有60个时刻C.手表上指针指示的是时间D.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间答案:D解析:作息时间表上的数字表示的是时刻,A错误。1

min内有无数多个时刻,B错误。手表上指针指示的是时刻,C错误。“宁停三分,不抢一秒”指的是时间,D正确。在日常生活中所说的“时间”,其含义不尽相同,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文认清它的含义。在物理学中,“时间”的含义就是时间间隔。【变式训练1】

下列说法中的时间指时间间隔的是(

)A.学校星期一上午7:30举行升旗仪式B.G105次高铁13:08准点到达上海虹桥C.神舟十五号载人飞船于2022年11月29日23时08分发射D.每节课45分钟答案:D解析:“学校星期一上午7:30举行升旗仪式”中的7:30指的是一个时间点,因此为时刻,故A错误;“G105次高铁13:08准点到达上海虹桥”,13:08指的是一个时间点,因此为时刻,故B错误;“2022年11月29日23时08分”指的是某一时刻,故C错误;“每节课45分钟”,45分钟指的一段时间,因此为时间间隔,故D正确。知识点二位移和路程问题引领三位旅行者从北京到上海,甲乘高铁直达,乙乘飞机直达,丙先乘汽车到天津,再换乘轮船到上海,三者的路程是否相同?位移是否相同?提示:三者的路程不同,但结果是一样的,即都是从北京到上海,初位置、末位置一样,即位移相同。归纳提升1.对位移的理解位移是描述质点位置变化的物理量,是从初始位置指向末位置的有向线段,既有大小,又有方向,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段方向表示位移的方向,它是一个与运动路径无关,仅由初末位置决定的物理量。2.路程和位移的区别与联系

项目路程位移意义表示物体运动轨迹的长度表示物体位置的变化大小等于轨迹的长度等于从初位置到末位置的有向线段的长度方向无方向从初位置指向末位置联系(1)二者单位相同,都是长度单位(2)同一运动过程的路程不小于位移的大小,在单向直线运动中,位移的大小等于路程位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。典型例题【例题2】

下列关于位移和路程的说法正确的是(

)A.位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程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,路程描述曲线运动答案:C解析:选项A中表述的因果关系错误,选项A错误;位移的方向从初位置指向末位置,位移的大小并不一定等于路程,往往是位移的大小小于等于路程,选项B错误;位移和路程是两个不同的物理量,位移描述物体位置的变化,路程描述物体运动路径的长短,选项C正确;无论是位移还是路程,都既可以描述直线运动,也可以描述曲线运动,选项D错误。1.位移的决定因素是初位置和末位置,与路径无关,而路程是物体运动轨迹的长度,与路径有关。2.位移和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,只有大小没有方向。3.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。【变式训练2】

如图所示,某同学沿图示路径从开阳桥出发,经西单到达王府井。从开阳桥到西单的距离为4km,从西单到王府井的距离为3km,两段路线相互垂直。整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为(

)A.7km

7km B.5km

5kmC.7km

5km D.5km

7km答案:D解析:全过程的位移是由开阳桥指向王府井的有向线段,由直角三角形的特点不难得出,位移方向为北偏东37°,大小为5

km,而路程等于两个阶段的路程之和,为7

km,D正确。知识点三位移—时间图像问题引领假设在百米赛跑中,甲、乙、丙、丁四个运动员从开始就做匀速直线运动,甲按时起跑,乙在0.5s后才开始起跑,丙抢跑的距离为1m,丁则从终点处往回跑。试说明图中的A、B、C、D四条图线分别表示的是哪个运动员的运动图像。提示:图中表示按时起跑的是B图线,则B图线表示运动员甲的运动图像。表示晚跑0.5

s的是D图线,则D图线表示运动员乙的运动图像。表示抢跑1

m的是C图线,则C图线表示运动员丙的运动图像。表示由终点处往回跑的是A图线,则A图线表示运动员丁的运动图像。归纳提升1.x-t图像的建立在平面直角坐标系中,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移x,根据给出的(或测定的)数据,作出几个点的坐标,用直线将这几个点连接起来,则这条直线就表示了物体的运动特点。这种图像就叫作位移—时间图像,简称位移图像。如图所示,汽车自初位置开始,每小时内的位移都是5.0×104m。2.根据x-t图像分析物体的运动(1)由x-t图像可以确定物体各个时刻所对应的位置或物体发生一段位移所需要的时间。(2)若物体做匀速直线运动,则x-t图像是一条倾斜的直线,直线的斜率表示物体运动的快慢,斜率的绝对值大表示运动得快,斜率的正、负表示物体的运动方向,如图中的a、b所示。(3)若x-t图像为平行于时间轴的直线,表示物体处于静止状态。如图中的c所示。(4)纵轴截距表示运动物体的初始位置,如图所示,a、b对应的物体分别是从原点和x2处开始运动。(5)图线的交点表示相遇,如图中的交点表示三个物体在t1时刻于x1处相遇。x-t图像表示的是位移x随时间t变化的情况,不是物体运动的轨迹。典型例题【例题3】

(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,从图像中可以看出(

)A.甲、乙同时出发B.乙比甲先出发C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙答案:ACD解析:匀速直线运动的x-t图像是一条倾斜的直线,直线与纵轴的交点表示出发时物体离原点的距离,当直线与t轴平行时,表示物体位置不变,处于静止状态,两直线的交点表示两物体处在同一位置,离原点的距离相等,故A、C、D正确。误区警示在分析处理直线运动的位移图像问题时,应注意以下几点:(1)图像是直线还是曲线。如果图像是直线,则表示物体做匀速直线运动(倾斜直线)或处于静止状态(水平直线),否则一定做变速运动。(2)物体开始运动的初始位置。物体开始运动的初始位置用t=0时的位移即纵轴的截距表示。(3)物体的运动方向。随着时间的增长,如果物体的位移越来越大,则物体向前运动,运动方向为正方向,否则物体向后运动,运动方向为负方向。【变式训练3】

右图为某一质点在一段时间内的位移—时间图像。下列说法正确的是(

)A.该质点在前6s内做曲线运动B.该质点在前5s内做直线运动,且运动得越来越慢C.该质点在前5s内的位移大小为50mD.该质点在6s后做匀速直线运动答案:B解析:位移—时间图像只能描述直线运动,A错误;位移—时间图像的斜率表示运动的快慢和方向,前5

s内质点向正方向做直线运动,切线斜率减小,运动得越来越慢,B正确;该质点在前5

s内位移大小Δx=10

m,C错误;该质点在6

s后位置不变,处于静止状态,D错误。课堂小结随

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习1.(时刻和时间间隔)下列说法正确的是(

)A.列车员说:“火车8点42分到站,停车8分钟。”8点42分和8分钟均指时刻B.列车员说:“火车8点42分到站,停车8分钟。”8点42分和8分钟均指时间间隔C.出租车的收费标准“2.00元/千米”,其中的“千米”指的是路程D.出租车的收费标准“2.00元/千米”,其中的“千米”指的是位移答案:C解析:8点42分指的是时刻,8分钟指的是一段时间间隔,A、B错;“2.00

元/千米”是指每经过1千米的路程收费2.00元,C对,D错。2.(位移和路程)如图所示,在幼儿园的游乐场中,一小男孩从右侧梯子爬上滑梯,用时10s,然后在上面平台站了5s,接着从左侧的滑梯上由静止开始滑到水平地面,用时3s。下面关于他在滑梯上运动情况的说法正确的是(

)A.他爬上去和滑下来的