第一章-第2节-第1课时-时间-位移-2024-2025学年高一物理必修第一册(人教版)配套课件

第1课时时间位移第一章运动的描述第2节时间位移1．知道时刻和时间间隔的含义以及它们的区别。2．知道坐标系的类型，会建立坐标系和定量描述物体位置的变化。3．掌握位移的概念，知道位移是矢量，掌握位移和路程的区别。学习任务1．时刻：表示__________，在时间轴上用____表示，如第2s末、第8s初等均为时刻。2．时间间隔：表示______________的时间，在时间轴上用______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。探究重构·关键能力达成知识点一时刻和时间间隔某一瞬间点两个时刻之间线段根据下图回答问题。问题1

“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：不同，“五点钟”“8点”指时刻；“半个小时”“10分钟”指时间间隔。问题2

如图所示，在时间轴上标出“第3s初”“第3s末”“第3s内”“前3s内”，然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间间隔？提示：“第3s初”“第3s末”表示时刻，“第3s内”“前3s内”表示时间间隔。问题3

时间和时刻有什么区别？提示：时刻在时间轴上对应一个点，时间指两时刻间隔，在时间轴上对应一段线段。1．时刻和时间间隔的比较项目时刻时间间隔区别在时间轴上用点表示，时刻与物体的位置相对应，表示某一瞬时在时间轴上用线段表示，时间间隔与物体的位移相对应，表示某一段时间联系两个时刻的间隔即为时间间隔，即Δt＝t2－t12．时刻和时间间隔在时间轴上的表示(1)时刻(如图所示)(2)时间间隔(如图所示)【典例1】以下的计时数据指时间间隔的是(

)A．从北京开往西安的火车预计13点到B．10秒初C．某场足球赛伤停补时3分钟D．2022年9月27日7时50分，太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭成功将试验十六号A、B星和试验十七号卫星发射升空√C

[“13点”指的是一个时刻，故A错误；“10秒初”指的是10秒刚开始的一个时刻，故B错误；“3分钟”指的是一段时间间隔，故C正确；“2022年9月27日7时50分”指的是一个时刻，故D错误。]

[跟进训练]1．关于时间间隔和时刻，下列说法中正确的是(

)A．时刻表示时间短，时间间隔表示时间长B．1min只能分成60个时刻C．学校作息时间表上的数字表示时刻D．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s初这1s的时间√C

[时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，故A错误；1分钟可以分成无数个时刻，故B错误；学校作息时间表上的数字表示时刻，故C正确；在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔，故D错误。]2．(多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是(

)A．物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔D．第4s末就是第5s初，指的是时刻

ACD

[画出时间轴，从坐标轴上分析，选项A、C、D正确。√√√]1．坐标系(1)建立目的：定量描述物体的位置及____________。(2)坐标系的三要素：______、________和单位长度。(3)常见的坐标系的种类：____________、________________和空间坐标系。2．路程：物体__________的长度。知识点二位置和位移位置的变化原点正方向一维坐标系平面直角坐标系运动轨迹3．位移(1)物理意义：表示物体(质点)______变化的物理量。(2)定义：从________指向________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________。4．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，如质量、时间、路程等。位置初位置末位置长度初位置末位置大小方向大小方向中考结束后，小明准备从天津去上海参观复旦、交大等名校。他有三种方式可供选择：乘轮船、坐高铁和乘飞机。问题1

三种出行方式的路程是否相同？位移是否相同？提示：路程不相同，位移相同。问题2

位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？提示：不相等

在单向直线运动中位移的大小等于路程。问题3

为什么要引入“位移”概念？提示：为了描述物体位置的变化，需要引入“位移”概念。1．位移和路程的区别与联系比较项目位移路程物理意义描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段描述物体运动轨迹的长度标矢性矢量标量相关因素由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关既与物体的初、末位置有关，也与物体运动路径有关2．矢量和标量(1)标量：标量是指只有大小而没有方向的物理量。如长度、质量、路程等。(2)矢量：矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等。矢量可以用带箭头的有向线段表示，在一维坐标系中可以用正负号表示它的方向。角度1位移和路程的比较【典例2】下列关于质点运动的位移和路程的说法中，正确的是(

)A．路程是标量，数值上就等于位移的大小B．位移是矢量，其方向即为质点的运动方向C．在同一运动过程中，位移的值总小于路程的值D．两地间的位移是唯一的，路程是不确定的，与运动的路径有关√D

[路程是标量，大小等于物体运动轨迹的长度，不一定等于位移的大小，故A错误；位移是矢量，位移的方向是初位置指向末位置，不一定是质点运动的方向，故B错误；对于同一运动过程而言，位移的大小不会比路程大，其中在单向直线运动中，位移的值等于路程的值，故C错误；位移的方向是初位置指向末位置，两地间的位移是唯一的，路程是不确定的，与运动的路径有关，故D正确。]

[答案]

235.5m

70.7m，方向由A指向B

[跟进训练]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√C

[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，方向竖直向上，总路程为4m。]研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。知识点三直线运动的位移1．物体的位置表示：用位置______表示。如图所示，若物体从A向B运动，则x1表示初位置A；x2表示末位置B。坐标2．物体的位移表示：(1)大小：____位置与____位置的坐标之差：Δx＝________。(2)方向：____位置指向____位置。①Δx＞0，表示位移的方向指向x轴的____方向。②Δx＜0，表示位移的方向指向x轴的____方向。末初x2－x1初末正负如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市。问题1

以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，能否用一维坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置？试画出？

提示：能，以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，则电影院的坐标为300m，度假村的坐标为450m，博物馆的坐标为450－950＝－500m，位置如图所示：问题2

如何求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移的大小和方向？提示：轿车从电影院经度假村到博物馆的过程中位移x′＝－500－300＝－800m，即大小为800m，方向向西。1．直线运动位移的计算物体做直线运动时，它的位移可通过初、末位置的坐标值计算。如图所示，在t1～t2时间内，物体从位置xA移动到位置xB，发生的位移Δx＝xB－xA。对于甲图，Δx＝3m；对于图乙，Δx＝－5m。2．直线运动位移的方向在直线运动中，位移的方向一般用正负号来表示。如图甲所示，Δx>0，表示位移的方向沿x轴正方向；如图乙所示，Δx<0，表示位移的方向沿x轴负方向。这样就可以用一个带正负号的数值，把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了。

名师点睛：(1)在直线运动中，坐标对应物体的位置，坐标的变化量对应物体的位移。(2)无论初、末位置的坐标大小关系如何，坐标值的正、负如何，Δx＝x末－x初总是成立的。【典例4】某汽车在北京长安街上行驶，如图所示，它在10：00经过西单路口，10：06经过天安门，10：10到达王府井路口。已知西单路口距天安门1.8km，王府井路口距天安门1.2km，求该汽车从西单路口到王府井路口以及它再从王府井路口返回西单路口这两个过程的位移。

[解析]

以天安门为位置坐标的原点O，向东为正方向建立直线坐标系，如图所示。各点的位置坐标为：西单路口xA＝－1.8km，王府井路口xB＝1.2km从西单路口到王府井路口的位移Δx＝xB－xA＝1.2km－(－1.8)km＝3.0km方向向东从王府井路口返回到西单路口的位移Δx′＝xA－xB＝－1.8km－1.2km＝－3.0km负号表示方向向西。

[答案]

Δx＝3.0km，方向向东Δx′＝－3.0km，负号表示方向向西[跟进训练]4．(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1m，O点为x轴上的原点，且质点由A点出发向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是(

)√√A．质点在A→B→C的时间内发生的位移为2m，方向沿x轴正方向，路程为4mB．质点在B→D的时间内发生的位移为－4m，方向沿x轴负方向，路程为4mC．当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标－2m表示D．当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3m√BCD

[位移是矢量，是一段时间的初时刻位置指向这段时间末时刻位置的有向线段。A项中，在A→B→C时间内发生的位移为－2m，方向沿x轴负方向，路程为4m；B项中，在B→D时间内位移为－4m，方向沿x轴负方向，路程为4m；C项中，D点位置为－2m，故x＝－2m；D项中，xAD

＝－3m。]1．下列计时数据指时间间隔的是(

)A．2023年10月24日04时03分，我国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十九号卫星发射升空B．某同学在校运动会上110m跨栏成绩是14.10sC．一辆汽车在第10s末开始加速行驶D．我们12时15分开始吃午饭应用迁移·随堂评估自测243题号1√B

[2023年10月24日04时03分是时刻，故A错误；某同学在校运动会上110m跨栏成绩是14.10s，14.10s是时间间隔，故B正确；一辆汽车在第10s末开始加速行驶，10s末是时刻，故C错误；我们12时15分开始吃午饭，12时15分是时刻，故D错误。]243题号12．杂技运动员从高处将一小球竖直向上抛出，小球竖直向上运动6m到达最高点后又下落了9m。若以竖直向上为正方向，小球的位移为(

)A．3m

B．－15m

C．－3m

D．15m23题号14√C

[小球的位移为x＝x2－x1＝(6m－9m)－0＝－3m，故选C。]3．某同学在操场上向正北方向运动了16m，接着转向正东方向运动了12m。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．20m，20m

B．28m，28m

C．20m，28m

D．28m，20m23题号41√

4．如图所示，在距墙1m的A点，小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧，将弹簧压缩到最短时到达距墙0.2m的B点，然后又被弹回至距墙1.5m的C点静止，则从A点到C点的过程中，小球的位移大小和路程分别是(

)243题号1√A．0.5m、1.3m

B．0.8m、1.3m

C．0.8m、1.5m

D．0.5m、2.1mD

[位移的大小等于初末位置的距离，可知位移的大小等于AC的距离，即为1.5m－1m＝0.5m；路程等于运动轨迹的长度，可知s＝(1＋1.5－2×0.2)m＝2.1m，故D正确，A、B、C错误。]243题号1回归本节知识，自我完成以下问题：1．怎样在具体问题中辨析时刻与时间间隔？提示：(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。2．在实际问题中位移和路程有何区别与联系？提示：位移由物体的初、末位置决定，与路径无关，不管经历什么路径，只要初、末位置相同，位移就相同；而路程由物体的运动轨迹决定，与路径有关。路程是标量，无方向，其大小计算遵循算术运算法则(可以直接相加减)；位移是矢量，有方向，其大小计算不能直接相加减。3．在一维坐标系中，选择不同的坐标原点，各点的位置坐标不同，两点间位移是否相同？为什么？提示：相同，因为位移与坐标系的选取无关。中国北斗卫星导航系统阅读材料·拓宽物理视野中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空面段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。2018年12月26日，北斗三号基本系统开始提供全球服务。2019年9月，北斗系统正式向全球提供服务，在轨39颗卫星中包括21颗北斗三号卫星：有18颗运行于中圆轨道、1颗运行于地球静止轨道、2颗运行于倾斜地球同步轨道。2019年9月23日5时10分，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十七、四十八颗北斗导航卫星。2019年11月5日凌晨1点43分，成功发射第49颗北斗导航卫星，北斗三号系统最后一颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星全部发射完毕，12月16日15时22分，在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第五十二、五十三颗北斗导航卫星。至此，所有中圆地球轨道卫星全部发射完毕。2020年3月9日19时55分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星，该系统已实现在全球范围内提供服务。问题北斗卫星导航系统将免费提供定位、测量和授时服务，定位精度10m，测速精度0.2m/s。(1)北斗卫星导航系统定位提供的是被测物体的________(选填“位移”或“位置”)。(2)北斗卫星导航系统授时服务提供的是________(选填“时间间隔”或“时刻”)。提示：由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗卫星导航定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化；北斗卫星导航授时服务提供的是时刻。位置时刻

题组一时刻和时间间隔1．(多选)关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是(

)A．时刻表示时间极短，时间间隔表示时间较长B．时刻对应位置，时间对应位移C．作息时间表上的数字均表示时刻D．1min只能分成60个时刻题号课时分层作业(二)时间位移35246879101112√11314√BC

[时刻对应时间轴上的一点，时间间隔对应时间轴上的一段线段，故A错误；时刻指的是某一瞬间，与物体所处的状态(或位置)对应，时间间隔指的是两时刻的间隔，与物体经历的过程(或位移)对应，故B正确；作息时间表上的数字对应于时间轴上的点，都是时刻，故C正确；时间间隔是由无数个时刻组成的，故D错误。]题号35246879101111213142．下列说法中表示时刻的是(

)A．近地卫星运行周期约为84分钟B．同步卫星运行周期约为24小时C．“高分十三号卫星”于2020年10月12日00时57分发射D．“天问一号”飞行约7个月才能到达火星题号234568791011√1121314C

[近地卫星运行周期约为84分钟，在时间轴上是一段距离，表示时间间隔，故A错误；同步卫星运行周期约为24小时，在时间轴上是一段距离，表示的是时间间隔，故B错误；“高分十三号卫星”于10月12日00时57分发射，10月12日00时57分在时间轴上是一点，表示的是时刻，故C正确；“天问一号”飞行约7个月才能到达火星，在时间轴上是一段距离，故为时间间隔，故D错误。]题号23456879101111213143．从第2s初到第4s末所对应的时间是(

)A．1s

B．2s

C．3s

D．4s题号324568791011√1121314C

[从第2s初到第4s末所对应的时间是第2s、第3s和第4s，共3s，C正确。]

题组二位移和路程4．(多选)关于位移和路程，下列说法中正确的是(

)A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的B．质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的C．质点通过一段路程，其位移可能是零D．质点运动的位移大小可能大于路程题号423568791011√1121314BC

[在往复直线运动和曲线运动中，位移的大小是小于路程的，位移只取决于始、末位置，与路径无关，而路程是与路径有关的，故选项B、C正确，A、D错误。]√5．如图所示为某学校田径运动场跑道的示意图，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点，B点是100m赛跑的起跑点。在一次校运动会中，甲、乙、丙三位同学分别参加了100m、400m和800m赛跑，则从开始比赛到比赛结束(

)A．甲的位移最大

B．乙的位移最大C．丙的位移最大

D．乙、丙的路程相等题号245368791011√1121314A

[由题意可知，400m、800m赛跑的比赛中，起点和终点相同，所以在400m、800m赛跑的比赛中位移的大小是零，而在100m赛跑的比赛中，位移的大小是100m，所以甲的位移最大，乙和丙的位移是零，所以选项A正确，选项B、C错误；路程是指物体运动轨迹的长度，所以路程最大的是丙，所以选项D错误。]题号24536879101111213146．文学作品中往往蕴含着一些物理知识，下列诗句中加下划线的部分表示位移的是(

)A．飞流直下三千尺

，疑是银河落九天B．一身转战三千里

，一剑曾当百万师C．坐地日行八万里

，巡天遥看一千河D．三十功名尘与土，八千里路

云和月题号245368791011√1121314A

[飞流直下三千尺是起点到终点的直线距离，方向向下，是位移；其他选项中的数据都是运动轨迹的长度，是路程。故选项A正确。]7．在某次铅球比赛中，某运动员以18.62m的成绩获得金牌。这里记录的成绩是指(

)A．比赛中铅球发生的位移大小B．比赛中铅球经过的路程C．既是铅球发生的位移大小，又是铅球经过的路程D．既不是铅球发生的位移大小，也不是铅球经过的路程题号245376891011√1121314

题号2453768910111121314

题组三直线运动的位移8．(多选)如图所示，一个物体从A运动到C，位移Δx1＝－4m－5m＝－9m；从C运动到B，位移Δx2＝1m－(－4m)＝5m。下列说法中正确的是(

)题号245386791011√1121314A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数B．A到C的位移大于C到B的位移，因为正负号表示位移的方向，不表示大小C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D．物体由A到B的位移为Δx＝Δx1＋Δx2√BD

[位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较绝对值，不需要带正负号，选项A、C错误，选项B正确；因为Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的位移为Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，选项D正确。]题号24538679101111213