人教版高中物理第一章运动的描述2.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．,必备知识•自主学习,一、时刻和时间间隔1．时刻：指某一瞬间．在时间轴上用___表示．2．时间间隔：指某两个时刻之间的________．在时间轴上用_____表示．点时间间隔线段,【情境思考】2020年10月9日23时，在我国火星探测任务飞行控制团队控制下，“天问一号”探测器主发动机点火工作480余秒，顺利完成深空机动，以使探测器能够与火星准确交会．思考：上文中哪个指的是时刻，哪个指的是时间间隔？提示：“2020年10月9日23时”指的是时刻，“480余秒”指的是时间间隔．,二、位置和位移1．坐标系(1)建立目的：定量地描述物体的_____．(2)一维坐标系的三要素：_____、________和________．2．位移和路程(1)路程：物体________________．(2)位移：①物理意义：描述物体(质点)____________．②定义：由____位置指向____位置的有向线段．位置原点正方向单位长度运动轨迹的长度位置的变化初末,【情境思考】2020年初，面对新型冠状病毒疫情，宁波医疗救援队先后两批出征前往武汉，假设两批医疗援助人员从宁波的同一个医院出发分别采用导航中的推荐方案1和2至武汉的同一家医院，两批医疗人员到达武汉的路程一样吗？位移一样吗？提示：路程不同，位移一样。,3．矢量和标量(1)既有______又有______的物理量叫矢量，只有______没有_____的物理量叫标量．(2)①时间；②温度；③力；④质量；⑤路程；⑥位移，属于矢量的有______，属于标量的有____________．大小方向大小方向③⑥①②④⑤,三、直线运动的位移1．物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．2．物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差，即：Δx＝________．(1)若Δx为正，则位移的方向指向____________．(2)若Δx为负，则位移的方向指向____________．x2－x1x轴的正方向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_______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,五、位移和时间的测量1．两种打点计时器(如下图所示),(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______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________．2．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.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．交变计时80.02s0.02s0.02n刻度尺,【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)上午第一节课8点上课，这里的8点指时刻．()(2)在800m田径比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中的2分01秒46指的是时间间隔，800m指位移．()(3)物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量．()(4)一个物体的位移为零，路程也一定为零．()(5)位移—时间图像表示物体的运动轨迹．()√××××,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[2022·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．【答案】(1)R方向由北指向南(2)R方向为东偏南45°2.5πR,【解析】(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小等于AO的距离，即x1＝R，位移的方向为由北指向南．(2)他从A点第一次走到D点时的位移大小等于AD的距离，即x2＝R，位移的方向为东偏南45°.从A点第一次走到D点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s＝×2πR＋2π×＝2.5πR,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．,针对训练4如图所示，一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C地到达D地．A、C、D恰好在一条直线上．汽车行驶的路程是多少？位移又是多少？方向如何？(已知tan53°＝),解析：路程为AB＋BC＋CD＝2200m.根据勾股定理知，AC间的距离AC＝＝m＝1000m.则汽车的位移大小AD＝AC＋CD＝1000m＋800m＝1800m，因为tan∠BAC＝，所以∠BAC＝53°.故位移的方向为北偏东53°或东偏北37°.,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【解析】甲为电磁打点计时器，采用8V左右的交变电源；乙为电火花计时器，采用的是220V的交变电源；两种打点计时器所用电源频率都为50Hz，则打点周期均为T＝s＝0.02s.,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8V0.02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.