高一物理必修一第一章第二節(jié)-講義

xxx公司文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度第一章運(yùn)動(dòng)的描述第二課時(shí)時(shí)間和位移一情景導(dǎo)入放暑假了，小文的媽媽對小文說：暑假你可以去北京旅游，交通路線和交通工具隨你自己選．而小文家在廣州，他既可以乘火車，也可以坐飛機(jī)，還可以先坐汽車到上海，然后，再乘飛機(jī)到北京．這三種從廣州到北京的路線不同，也就是說他的運(yùn)動(dòng)軌跡是不一樣的，途所觀賞到的人文景觀也不同，但有一點(diǎn)是相同的，即小文的位置變化是相同的，都是從廣州到達(dá)北京．可見物體運(yùn)動(dòng)的軌跡與其位置的變化是有區(qū)別的．在物理學(xué)中用路程來描述物體的運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，用位移來描述物體位置的變化．二課標(biāo)點(diǎn)擊1.能認(rèn)識(shí)時(shí)間與時(shí)刻、路程與位移、矢量與標(biāo)量的區(qū)別和用途.2.會(huì)用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位移和位置.三課前導(dǎo)讀要點(diǎn)1時(shí)刻與時(shí)間間隔1．在表示時(shí)間的數(shù)軸上，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔用線段表示．2．平時(shí)所說的“時(shí)間”，有時(shí)指的是時(shí)刻，有時(shí)指的是時(shí)間間隔，要根據(jù)上下文認(rèn)清它的含義．電臺(tái)報(bào)時(shí)：“現(xiàn)在是北京時(shí)間八點(diǎn)整”；體育新聞結(jié)束時(shí)，播音員說：“請明天這個(gè)時(shí)間繼續(xù)收看”．這里的兩個(gè)“時(shí)間”一樣嗎？

時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別．1．從時(shí)間軸上看，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔用線段表示．如右圖所示，時(shí)間對應(yīng)一段線段，有一定的長度；時(shí)刻只對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，無長度．如前3s內(nèi)代表一段時(shí)間，在時(shí)間軸上表示0～3s這段時(shí)間；第4s內(nèi)代表一段時(shí)間，在時(shí)間軸上表示3～4s這段時(shí)間；第5s末代表一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)，即t＝5s的瞬間．2．從對物體運(yùn)動(dòng)的描述看：時(shí)間間隔能展示物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程，好比一段錄像；時(shí)刻只能展示運(yùn)動(dòng)的一個(gè)瞬間，好比一張照片．特別提示：我們平時(shí)說的“時(shí)間”，有時(shí)指的是時(shí)刻，有時(shí)指的是時(shí)間間隔，要根據(jù)具體情況認(rèn)清其含義．1．(雙選)關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻，下列說法正確的是()A．時(shí)間間隔是較長的一段時(shí)間，時(shí)刻是較短的一段時(shí)間B．第2s內(nèi)和前2s內(nèi)指的是不相等的兩段時(shí)間間隔C．“北京時(shí)間12點(diǎn)整”指的是時(shí)刻D．時(shí)光不能倒流，因此時(shí)間有方向是矢量解析：時(shí)刻不是時(shí)間，故A項(xiàng)錯(cuò)；第2秒內(nèi)的時(shí)間間隔是1s，前2秒的時(shí)間間隔是2s，故B項(xiàng)對；12點(diǎn)整是指時(shí)刻，故C項(xiàng)對；時(shí)間是標(biāo)量，故D項(xiàng)錯(cuò)．答案：BC2．關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻，下列說法錯(cuò)誤的是()A.物體在5s時(shí)指的是物體在5s末時(shí)，指的是時(shí)刻B.物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間C.物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間D.第4s末就是第5s初，指的是時(shí)刻答案：B要點(diǎn)2路程和位移1．位移是質(zhì)點(diǎn)由初位置指向末位置的有向線段，表示質(zhì)點(diǎn)的位置變化．其方向是由初位置指向末位置．路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，沒有方向．登泰山時(shí)從山門處到中天門，可以坐車沿盤山公路上去，也可以通過索道坐纜車上去，還可以沿山間小路爬上去，三種登山的路徑和位置變化一樣嗎？位移和路程的關(guān)系．1．位移是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，用從初位置指向末位置的有向線段來表示；路程是質(zhì)點(diǎn)通過的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長度．2．位移是矢量，既有大小，又有方向；路程是標(biāo)量，只有大小，沒有方向．3．位移只與質(zhì)點(diǎn)的初位置和末位置有關(guān)，與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)．當(dāng)初、末位置確定后，位移就是唯一確定的，而路程不僅與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初、末位置有關(guān)，而且還與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)．在初、末位置確定后，路程并不能唯一確定，與同一位移對應(yīng)的路程可以是初末位置間的任何一條曲線．位移和路程的比較，如下表．特別提示：初學(xué)者往往忽視位移的方向性．即使位移與路程的大小相等，也不能說成“位移與路程相同”．1．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程，下列說法中正確的是()A．位移是矢量，位移的方向就是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向B．路程是標(biāo)量，也就是位移的大小C．質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，路程等于位移的大小D．位移的大小一定不會(huì)比路程大解析：只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小才等于路程，只有選項(xiàng)D對．答案：D2．(雙選)關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是()A．沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，位移和路程是相等的B．質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B，其路程可能不同，而位移是相同的C．質(zhì)點(diǎn)通過一段路程，其位移可能是零D．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移大小可能大于路程答案：BC要點(diǎn)3矢量和標(biāo)量1．矢量：既有大小又有方向的物理量叫矢量．如位移、力等．2．標(biāo)量：只有大小沒有方向的物理量叫標(biāo)量．如質(zhì)量、溫度、路程、時(shí)間等．矢量和標(biāo)量有什么區(qū)別？1．矢量和標(biāo)量的區(qū)別．矢量既有大小又有方向，而標(biāo)量只有大小沒有方向，矢量相加與標(biāo)量相加遵從不同的法則．兩個(gè)標(biāo)量相加遵從算術(shù)加法的法則．矢量相加的法則與此不同(遵從平行四邊形定則)．2．對矢量和標(biāo)量的理解．(1)矢量的正負(fù)表示方向，正號(hào)表示矢量的方向與規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)則相反．(2)標(biāo)量大小的比較只看其自身數(shù)值大小，而矢量大小的比較要看其數(shù)值的絕對值大小，絕對值大的矢量大．如兩位移x1＝5m和x2＝－10m，則x1＜x2；而兩溫度t1＝2℃和t2＝－5℃，則t1高于t2特別提示：一個(gè)物理量是矢量還是標(biāo)量，不能僅僅看是否具有方向，關(guān)鍵是看遵守什么樣的運(yùn)算法則．不要認(rèn)為有方向的物理量就一定是矢量．1．下列物理量中是矢量的是()A．溫度B．路程C．位移D．時(shí)間答案：C要點(diǎn)4直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移1．直線坐標(biāo)系中物體的位置．物體在直線坐標(biāo)系中某點(diǎn)的坐標(biāo)表示該點(diǎn)的位置．2．直線運(yùn)動(dòng)的位置與位移的關(guān)系．如圖所示，一個(gè)物體沿直線從A運(yùn)動(dòng)到B，如果A、B兩位置坐標(biāo)分別為xA和xB，那么，質(zhì)點(diǎn)的位移Δx＝xB—xA，即初、末位置坐標(biāo)的變化量表示位移．3．直線運(yùn)動(dòng)中位移的方向．在直線運(yùn)動(dòng)中，位移的方向可以用正、負(fù)號(hào)表示，正號(hào)表示位移與規(guī)定正方向相同，負(fù)號(hào)表示相反．1．(雙選)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可以用坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)表示物體的位置，用坐標(biāo)的變化量Δx表示物體的位移．如圖所示，一個(gè)物體從A運(yùn)動(dòng)到C，它的位移Δx1＝－4m－5m＝－9m；從C運(yùn)動(dòng)到B，它的位移為Δx2＝1m－(－4m)＝5m．下列說法中正確的是()A．C到B的位移大于A到C的位移，因?yàn)檎龜?shù)大于負(fù)數(shù)B．A到C的位移大于C到B的位移，因?yàn)榉?hào)表示位移的方向，不表示大小C．因?yàn)槲灰剖鞘噶?，所以這兩個(gè)矢量的大小無法比較D．物體由A到B的位移Δx＝Δx1＋Δx2解析：位移是位置坐標(biāo)的變化量，位移的符號(hào)僅表示方向，不表示大小，故B項(xiàng)正確，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤，由位移公式可知D項(xiàng)正確．答案：BD四知識(shí)解惑題型1時(shí)間與時(shí)刻例1以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)中指時(shí)間間隔的是()A．2012年6月18日，載著景海鵬、劉旺、劉洋三名航天員的“神舟”九號(hào)飛船與“天宮”一號(hào)目標(biāo)飛行器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對接B．第30屆奧運(yùn)會(huì)于2012年7月27日在倫敦開幕C．博爾特在柏林世錦賽男子100米決賽中，跑出9秒58的成績D．“神九”與“天宮”組合飛行10天解析：A、B兩項(xiàng)中的數(shù)據(jù)分別說明的是兩件大事發(fā)生的瞬時(shí)，所以指的是時(shí)刻；C、D兩項(xiàng)中的數(shù)據(jù)是說完成兩個(gè)事件所用的時(shí)間，因此為時(shí)間間隔，故選C、D兩項(xiàng)．答案：CD名師點(diǎn)睛：時(shí)刻具有瞬時(shí)性的特點(diǎn)，時(shí)間間隔具有連續(xù)性特點(diǎn)，在習(xí)慣上我們把時(shí)間間隔稱為時(shí)間，又有時(shí)把時(shí)刻也稱為時(shí)間，關(guān)鍵是要根據(jù)題意和上下文去理解它的含義．1．(雙選)以下計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是()A．K341次列車18時(shí)30分到達(dá)濟(jì)南站B．火車因故晚點(diǎn)12分鐘C．中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目19時(shí)開播D．“三十八年過去，彈指一揮間”答案：BD題型2位移和路程例2如圖所示，是一位晨練者每天早晨進(jìn)行鍛煉時(shí)的行走路線，從A點(diǎn)出發(fā)，沿半徑分別為3m和5m的半圓經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，則他的位移和路程分別為()A．16m，方向從A到C；16mB．8m，方向從A到C；8πmC．8πm，方向從A到C；16mD．16m，方向從A到C；8πm解析：位移是矢量，大小等于A、C之間的線段長度，即x＝AB＋BC＝2×3m＋2×5m＝16m，方向由A指向C；路程是標(biāo)量，等于兩個(gè)半圓曲線的長度和，即l＝(3π＋5π)m＝8πm，故D正確．答案：D名師點(diǎn)睛：判斷位移的關(guān)鍵是確定初末位置和根據(jù)初到末位置的有向線段來確定位移的方向．2.一位同學(xué)繞400m圓形跑道轉(zhuǎn)了2.25周，問他的位移和路程各多大？

答案：90m,900m題型3矢量與標(biāo)量的計(jì)算例3一小汽艇在寬廣的湖面上先向東行駛了6km，接著向南行駛了8km.那么汽艇全過程的位移大小是多少方向如何

解析：位移的大小是初、末兩位置間的距離，方向?yàn)槌跷恢弥赶蚰┪恢茫г诤嫔线\(yùn)動(dòng)，它的位置及位置的變化用一平面坐標(biāo)來描述．選東為x正方向，南為y正方向，坐標(biāo)原點(diǎn)為起點(diǎn)，汽艇先向東運(yùn)動(dòng)6km，位移為x1；再向南運(yùn)動(dòng)8km，位移為x2，其汽艇的位置及位置變動(dòng)情況如下圖所示，全過程汽艇的位移為x.由圖中幾何關(guān)系有：x＝eq\r(x\o\al(2,1)＋x\o\al(2,2))＝eq\r(62＋82)km＝10km.方向tanα＝eq\f(4,3)，α≈53°，即東偏南53°角．答案：10km方向東偏南53°角名師點(diǎn)睛：位移是矢量，要求某一位移時(shí)，既要指出位移的大小，又要指出位移的方向．3．以下四種運(yùn)動(dòng)中，哪種運(yùn)動(dòng)的位移的大小最大()A．物體先向東運(yùn)動(dòng)了4m，接著再向南運(yùn)動(dòng)了3mB．物體先向東運(yùn)動(dòng)了8m，接著再向西運(yùn)動(dòng)了4mC．物體