人教版（2019）高中物理必修第一冊1.2時間位移學(xué)案

1、第一章 運(yùn)動的描述第2節(jié) 時間 位移學(xué)習(xí)目標(biāo)：物理觀念理解時刻和時間間隔、路程和位移的概念，認(rèn)識矢量和標(biāo)量，認(rèn)識位移時間圖像科學(xué)思維（1）能區(qū)別日常生活中所說的時間的含義，區(qū)分路程和位移，知道矢量和標(biāo)量遵從不同的運(yùn)算法則（2）能在坐標(biāo)系中定量描述直線運(yùn)動的位置和位移科學(xué)探究（1）時間和時間間隔的區(qū)別（2）位移和路程的關(guān)系科學(xué)態(tài)度與責(zé)任具體情境中時間與時間間隔、路程與位移的描述學(xué)習(xí)重難點：1能區(qū)別日常生活中所說的時間的含義，區(qū)分路程和位移，知道矢量和標(biāo)量遵從不同的運(yùn)算法則；2能在坐標(biāo)系中定量描述直線運(yùn)動的位置和位移。學(xué)習(xí)過程：一、知識綱要導(dǎo)引二、基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)（一）時刻和時間間隔（自學(xué)教材“時刻和時間

2、間隔”部分）1表示：時刻和時間間隔可以在時間軸上表示，時間軸上的每一個點都表示一個不同的時刻，時間軸上的一條線段表示的是時間間隔，如圖，“8時”“8時45分”表示時刻，“45min”表示時間間隔上午前兩節(jié)課開始和結(jié)束的時刻及兩節(jié)課和課間休息所持續(xù)的時間間隔2聯(lián)系：兩個時刻之間的間隔即為時間間隔（二）位置和位移（自學(xué)教材“位置和位移”部分）1坐標(biāo)系（1）為了定量地描述物體的位置，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系（coordinate system）若想說明地面上某人所處的位置，可以采用平面直角坐標(biāo)系來描述如果物體做直線運(yùn)動，可以用一維坐標(biāo)系來描述（2）一維坐標(biāo)的建立物體做直線運(yùn)動時，通常選取這條直

3、線為x軸，在x軸上任選一點作為原點，規(guī)定好坐標(biāo)軸的正方向和單位長度，物體的位置就可以用它的位置坐標(biāo)來描述2路程和位移（1）路程（path）路程是物體運(yùn)動軌跡的長度（2）位移（displacement）表示方法：由初位置指向末位置的有向線段，如圖所示從初位置到末位置的有向線段表示位移物理意義：描述物體的位置變化大?。簭某跷恢玫侥┪恢玫挠邢蚓€段的長度方向：從初位置指向末位置3矢量和標(biāo)量（1）矢量在物理學(xué)中，像位移這樣的物理量叫作矢量，它既有大小又有方向（2）標(biāo)量像溫度、路程這樣的物理量叫作標(biāo)量，它們只有大小，沒有方向（三）直線運(yùn)動的位移（自學(xué)教材“直線運(yùn)動的位移”部分）1物體做直線運(yùn)動時，如圖所示

4、，若物體在時刻t1處于位置x1，在時刻t2處于位置x2，那么位移x等于兩時刻位置的坐標(biāo)變化，即xx2x12x為正值表示物體向正方向運(yùn)動，x為負(fù)值表示物體向負(fù)方向運(yùn)動（均選填“正方向”或“負(fù)方向”）（四）位移時間圖像（自學(xué)教材“位移時間圖像”部分）1位移時間圖像建立在直角坐標(biāo)系中選時刻t為橫軸，選位置x為縱軸，物體運(yùn)動的初始位置選作位置坐標(biāo)原點O，位置時間圖像就成為位移時間圖像，又稱xt圖像2圖像的意義從xt圖像可以直觀地看出物體在不同時間內(nèi)的位移（五）位移和時間的測量（自學(xué)教材“位移和時間的測量”部分）1位移和時間的測量方法先記錄某一時刻物體運(yùn)動的位置，再推斷出它在一段時間內(nèi)的位移（1）用照相

5、的方法記錄物體的位置（2）用鐘表記錄物體運(yùn)動的時刻（3）用頻閃照相的方法同時記錄物體運(yùn)動的時刻和位置（4）用打點計時器來記錄時間和位移2電磁打點計時器（1）電磁打點計時器是一種使用交變電源的計時儀器（2）結(jié)構(gòu)（3）工作電壓電磁打點計時器的工作電壓是46V的低壓交流電源當(dāng)電源頻率是50Hz時，每隔002s打一次點3電火花大點計時器還有一種打點計時器叫作電火花打點計時器，它的計時原理與電磁打點計時器相同，不過，在紙帶上打點的不是振針和復(fù)寫紙，而是電火花和墨粉。三、思考判斷（1）時刻就是時間間隔，兩者都是時間，沒有本質(zhì)區(qū)別（ ）（2）“現(xiàn)在是北京時間8點整”，這里的“8點整”指的是時刻（ ）（3）路

6、程是標(biāo)量，位移是矢量，兩者都描述物體的運(yùn)動（ ）（4）做直線運(yùn)動的物體，其位移大小一定等于路程（ ）（5）如果位移x12 m，x25m，則x1x2（ ）（6）物體前半階段的路程是2m，后半階段的路程是3m，則總路程一定是5m（ ）（7）電磁打點計時器正常工作時使用220V交流電（ ）答案：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）四、思考與討論某物體從A點運(yùn)動到B點，坐標(biāo)xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？問題解答：因為xA5m，xB2m，所以物體的位移xxBxA2m5m3m位移的大小為3m，位移的方向指向x軸負(fù)方向五、啟迪思維，突破重點（一）主題一：時刻和時間間隔問題探

7、究探究點1：時刻和時間間隔的區(qū)別讀圖區(qū)分時刻和時間間隔提示：對應(yīng)數(shù)軸來看就可以啦，10分鐘對應(yīng)的是一段，為時間間隔8點對應(yīng)的是一點，是時刻探究點2：時刻和時間間隔的生活用語和專業(yè)術(shù)語時刻和時間間隔既有聯(lián)系又有區(qū)別我們經(jīng)常會遇到生活用語和專業(yè)術(shù)語，要注意它們的區(qū)別，這一點要引起重視甲同學(xué)問：什么“時間”上課？乙同學(xué)說：8時上課甲又問：一節(jié)課多長“時間”？答：45分鐘（1）甲同學(xué)第一次問到的“時間”是“時刻”還是“時間間隔”？（2）第二次問到的“時間”是“時刻”還是“時間間隔”？提示：（1）第一次問到的“時間”是“時刻”（2）第二次問到的“時間”是“時間間隔”知識鏈接：關(guān)鍵詞：時初、末、時，是時刻

8、對應(yīng)著物體運(yùn)動過程中的某個位置，顯示運(yùn)動的一個瞬間關(guān)鍵詞：內(nèi)、經(jīng)歷、歷時數(shù)值后跟“內(nèi)”、“中”一般為時間，兩個時刻之間的間隔，表示用時多少，對應(yīng)著運(yùn)動的一個過程探究總結(jié)1時刻和時間間隔的表示方法（1）時刻的表示方法在時間軸上用一個點來表示，如第1s末，第1s初等，如圖所示：（2）時間間隔的表示方法在時間軸上用一段線段來表示，如第2s內(nèi)，前2s內(nèi)等，如圖所示：知識鏈接：在國際單位制中，時間和時刻的單位都是秒，符號是s，常用的單位還有min、h，換算關(guān)系是1h60min3600s2時刻和時間間隔的區(qū)別與聯(lián)系時刻時間間隔區(qū)別（1）時刻指一瞬間，對應(yīng)于物體所處的位置；（2）在時間軸上用一個點表示；（3

9、）只有先后、早遲的區(qū)別，沒有長短之分（1）時間間隔指兩時刻之間的間隔，對應(yīng)于物體的一段路程或位移；（2）在時間軸上用線段表示；（3）有長短之分聯(lián)系（1）用t1和t2分別表示先后兩個時刻，t表示兩個時刻之間的時間間隔，則tt2t1；（2）時間軸上的兩個點無限靠近時，它們之間的時間間隔就會趨于0，時間間隔就趨于時刻了知識鏈接：時刻對應(yīng)著某個事件開始、結(jié)束或進(jìn)行到某一狀態(tài)時所對應(yīng)的瞬間，時間間隔對應(yīng)著某個事件所經(jīng)歷的某個過程典例示范例1：下列說法正確的是（ ）A“北京時間10點整”，指的是時間，一節(jié)課是45min，指的是時刻B列車在上海站停了20min，指的是時刻C在有些情況下，時間就是時刻，時刻就

10、是時間D電臺報時時說：“現(xiàn)在是北京時間8點整”，這里實際上指的是時刻解析：“北京時間10點整”，指的是時刻，一節(jié)課是45min，指的是時間，故A錯誤列車在上海站停了20min，指的是時間，故B錯誤在日常生活中，人們對時間與時刻的說法并不是特別明確，在有些情況下，“時間”就是時刻，如“現(xiàn)在是什么時間？”但是時刻不能是時間，故C錯誤電臺報時時說：“現(xiàn)在是北京時間8點整”，這里實際上指的是時刻，故D正確答案：D方法技巧時刻與時間間隔的兩種判斷方法（1）利用上下文判斷：分析所給的說法，根據(jù)題意去體會時刻指一瞬間，對應(yīng)某一位置；時間間隔指兩時刻之間的時間間隔，對應(yīng)一段過程（2）利用時間軸判斷：畫出時間軸

11、，把所給的時刻或時間間隔標(biāo)出來，時刻對應(yīng)一個點，時間間隔對應(yīng)一條線段訓(xùn)練1：下表是D3111次動車寧德至福州南站區(qū)間運(yùn)行時刻表，則（ ）車次出發(fā)站開車時間到達(dá)站到達(dá)時間用時里程硬座軟座D3111寧德12：13福州南12：4835分88km255元305元A表中“12：13”表示時刻B該動車從寧德至福州南的位移為88kmC表中的“35分”表示時刻D該動車從寧德至福州南全程做勻速直線運(yùn)動解析：表中“12：13”表示時刻，選項A正確；該動車從寧德至福州南的路程為88km，選項B錯誤；表中的“35分”表示時間間隔，選項C錯誤；該動車從寧德至福州南全程中不是直線運(yùn)動，故不可能做勻速直線運(yùn)動，選項D錯誤故

12、選A答案：A（二）主題二：位置和位移問題探究探究點1：位移和路程的關(guān)系2018元旦到元宵節(jié)期間，北京舉辦以“激情冰雪魅力北京”為主題的冰雪文化旅游節(jié)爸爸帶李想同學(xué)去參加系列冰雪文化旅游活動，同時參觀清華、北大等名校，讓李想設(shè)計出行路線，路線起點：濟(jì)南，終點：北京他有三種方式可供選擇乘長途汽車、坐高鐵和乘飛機(jī)（1）三種出行方式的路程是否相同？位置的變化是否相同？（2）如何描述位置的變化？提示：（1）三種方式路程不同，但結(jié)果是一樣的，即都是從濟(jì)南到北京，初位置一樣，末位置一樣，即位置的變化相同（2）可以用一條從濟(jì)南到北京的有向線段，即位移來描述位置的變化探究點2：位移和路程的大小關(guān)系（1）在體育比

13、賽中，有很多不同的賽事一位同學(xué)參加百米比賽，另一位同學(xué)沿著400m的跑道跑一圈則他們的位移和路程分別是多少？（2）請思考：位移的大小等于路程嗎？什么情況下相等？提示：（1）參加百米比賽的同學(xué)，從起點到終點的位移是100m，路程是100m沿著400m的跑道跑一圈的同學(xué)，位移是0，路程是400m（2）一般情況下，位移的大小不等于路程只有物體在一條直線上運(yùn)動且運(yùn)動方向不變時，位移的大小才等于路程知識鏈接：同樣的位置變化，位移只有一個，路程可以有無數(shù)個探究點3：直線運(yùn)動的位置和位移如圖所示，一輛轎車從超市出發(fā)，向東行駛了300m到達(dá)電影院，繼續(xù)行駛了150m到達(dá)度假村，又向西行駛了950m到達(dá)博物館，

14、最后回到超市（1）以超市所在的位置為原點，以向東的方向為正方向，用1個單位長度表示100m，請用直線坐標(biāo)系表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置（2）求轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移與路程分別為多少？提示：（1）如圖所示：（2）轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移為x500m300m800m，負(fù)號表示其方向與規(guī)定的正方向相反，即方向向西其路程為s150m450m500m1100m知識鏈接：位移方向不一定是運(yùn)動方向探究總結(jié)1位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系位移路程區(qū)別物理意義表示物體的位置變化表示物體運(yùn)動軌跡的長度大小等于物體由初位置到末位置的距離，與運(yùn)動軌跡無關(guān)按運(yùn)動軌跡計算的實際長度標(biāo)矢量矢量標(biāo)量

15、聯(lián)系（1）二者都是為了描述物體的運(yùn)動而引入的物理量，它們的單位相同，國際單位制中的單位是m；（2）同一運(yùn)動過程的路程不小于位移大小，在單向直線運(yùn)動中，位移大小等于路程2直線運(yùn)動的位置和位移的關(guān)系（1）質(zhì)點的位置用坐標(biāo)值表示，位移用坐標(biāo)的變化量表示（2）位移xx2x1，其絕對值表示位移的大?。?）x的正、負(fù)表示位移的方向，正值表示與正方向相同，負(fù)值表示與正方向相反知識鏈接：位移和路程的確定方法（1）找到研究的過程（2）確定過程的初位置和末位置（3）作出從初位置到末位置的有向線段就是位移（4）畫出物體運(yùn)動軌跡示意圖，實際路線總長度就是路程典例示范例2：如圖表示壘球場的內(nèi)場，它是一個邊長為16.77

16、m的正方形，四角分別為本壘和一、二、三壘一位球員擊球后由本壘經(jīng)一壘、二壘跑到三壘，他的位移是多少？方向怎樣？經(jīng)過的路程是多少？解析：明確運(yùn)動員的軌跡及其初、末位置，運(yùn)動員由本壘經(jīng)一壘、二壘到達(dá)三壘，則初位置是本壘，末位置是三壘，故位移大小x16.77m，方向由本壘指向三壘路程s16.77m350.31m答案：16.77m；方向由本壘指向三壘；50.31m拓展：在例2中該運(yùn)動員在由本壘經(jīng)一壘、二壘跑到三壘過程中，他的最大位移是多少？方向如何？經(jīng)過的最大路程是多少？解析：當(dāng)運(yùn)動員跑到二壘時，其位移最大，xmaxL16.77m23.72m，方向由本壘指向二壘；運(yùn)動員只要運(yùn)動，路程會越來越大，故運(yùn)動員

17、跑到三壘時，路程最大，smax50.31m答案：23.72m；方向由本壘指向二壘；50.31m訓(xùn)練2：2019池州高一檢測黨的十九大報告指出，廣泛開展全民健身活動，加快推進(jìn)體育強(qiáng)國建設(shè)當(dāng)全民健身上升為國家戰(zhàn)略后，百姓以各種方式強(qiáng)身健體，獲得幸福感某人晨練，按圖所示走半徑為R的中國古代八卦圖，中央S部分是兩個直徑為R的半圓，BD、CA分別為西東、南北指向他從A點出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)，則當(dāng)他到D點時，他的路程和位移大小及位移的方向分別為（ ）A2R，R向西南B4R，2R向東南C25R，R向東南D3R，R向西北解析：位移的大小等于首末位置的距離，方向由初位置指向末位置，路程等于運(yùn)動軌跡的長度

18、從A點出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)當(dāng)他走到D點時，路程為sR22.5R位移大小為R方向為南偏東45故選C答案：C知識鏈接：矢量的“”“”號不表示矢量的大小，只表示矢量的方向與規(guī)定的正方向相同或相反訓(xùn)練3：一質(zhì)點沿x軸運(yùn)動，如圖所示，t1時刻質(zhì)點位于x13m處，t2時刻質(zhì)點到達(dá)x25m處，t3時刻到達(dá)x37m處，則：（1）物體在t1到t2這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何？（2）t2到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何？（3）t1到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何？解析：（1）物體在t1到t2這段時間內(nèi)位移x1x2x15m（3m）8m，為正值，說明位移方向為x軸正方向（2）t2到t3這段時間內(nèi)的位

19、移為x2x3x27m5m12m，為負(fù)值，說明位移方向為x軸負(fù)方向（3）t1到t3這段時間內(nèi)位移為x3x3x17m（3）m4m，為負(fù)值，說明位移方向為x軸負(fù)方向答案：（1）8m；與x軸同向（2）12m；與x軸反向（3）4m；與x軸反向（三）主題三：練習(xí)使用打點計時器1使用打點計時器的步驟（1）了解打點計時器的構(gòu)造，然后把它固定好（2）安裝紙帶（3）啟動電源，用手水平拉動紙帶（如圖），紙帶上就打出一行小點隨后關(guān)閉電源（4）取下紙帶，從能夠看清的某個點開始（起始點），往后數(shù)出若干個點例如數(shù)出n個點，算出紙帶從起始點到第n個點的運(yùn)動時間t（5）用刻度尺測量出從起始點到第n個點的位移x如圖所示（6）記錄

20、測量數(shù)據(jù)并填入表格位置0123456x/mt/sx/mt/s知識鏈接：固定以后再接電，復(fù)寫紙壓紙帶上；先通電后釋放，先斷電后卸帶紙帶上的點記錄了物體的運(yùn)動時間，也記錄了運(yùn)動物體在不同時刻的位置2計時點和計數(shù)點通常每隔四個計時點選取一個計數(shù)點，則n5，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.1s（1）計時點是打點計時器在紙帶上打出來的點計數(shù)點是從計時點中選出來的具有代表性的點，一般相鄰兩個計數(shù)點之間還有若干個計時點（2）計數(shù)點通常不從第一個計時點開始取，而是選擇點跡清晰、與相鄰的計時點間距適中的點開始典例示范例3：2019徐州高一檢測用打點計時器可測紙帶運(yùn)動的時間和位移下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E

21、，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋嶢在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_（填“交流”或“直流”）電源的兩個接線柱上B把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過_，并壓在_下面C用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離xD切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間t_E打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點實驗步驟的合理順序是_解析：A項中電磁打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源；B項中應(yīng)將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復(fù)寫紙的下方；D項中紙帶上記

22、錄的時間t（n1）0.02s合理的實驗步驟為BAEDC答案：交流；限位孔；復(fù)寫紙；（n1）0.02s；BAEDC訓(xùn)練4：（多選）關(guān)于打點計時器的原理和使用方法，下列說法中正確的是（ ）A打點計時器應(yīng)接交流電源，交流電頻率通常為50HzB若紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.08sC若打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大D電磁打點計時器接在220V電源上解析：B錯：相鄰兩計時點的時間間隔是0.02s，如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點，則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.1sD錯：電磁打點計時器使用6V以下的低壓交流電源答案：AC六、達(dá)

23、標(biāo)檢測1今年，洛陽市迎來新年首場降雪，不少市民出門享受雪中樂趣，當(dāng)日20時20分，洛陽市氣象臺發(fā)布暴雪黃色預(yù)警信號，提醒市民注意安全1月4日上午，洛陽市消防支隊特勤大隊官兵們冒著零下10攝氏度的低溫進(jìn)行抗寒訓(xùn)練兩個小時過去了，沒有一名戰(zhàn)士因為風(fēng)雪天氣而畏懼退卻其中20時20分和兩個小時分別指的是（ ） A時間；時間B時刻；時刻C時間；時刻D時刻；時間解析：時刻表示一個時間點，時間間隔表示一段時間，20時20分表示時刻，兩個小時表示時間間隔，是時間故選D答案：D2小英從家門口打車到車站接上同學(xué)后，立即隨車回到家，出租車票如圖所示，則此過程中出租車的位移和行駛的路程分別是（ ）A0，0B12.3km，0C0，12.3kmD12.3km，12.3km解析：由題意可知，出租車返回出發(fā)地，初位置和末位置重合，故位移為零；由車票可知，汽車經(jīng)過的路程為12.3km，C正確，A、B、D錯誤答案：C3下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是（ ）A規(guī)定正方向，做直線運(yùn)動的甲、乙兩物體位移x甲3m，x乙5m，則x甲x乙B甲、乙兩運(yùn)動物體的位移大小均為50m，這兩個物體的位移必定相同C溫度計讀數(shù)有正有負(fù)，所以溫度也是矢量D溫度計讀數(shù)的正、負(fù)號表示溫度高低，不表示方向，