人教版高中物理必修第一冊(cè)第1章運(yùn)動(dòng)的描述2時(shí)間位移課件

第一章運(yùn)動(dòng)的描述2.時(shí)間位移自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)課標(biāo)定位1.知道時(shí)刻與時(shí)間間隔的區(qū)別和聯(lián)系。2.理解位移概念,知道位移是矢量,能用有向線段表示位移的大小和方向。3.知道位置、位移、路程等概念的區(qū)別與聯(lián)系。4.理解位移—時(shí)間圖像。素養(yǎng)闡釋1.通過(guò)理解時(shí)間、時(shí)間間隔、位移和路程的概念,形成物體運(yùn)動(dòng)的物理觀念。2.通過(guò)區(qū)別日常生活中時(shí)間的含義,理解路程和位移的區(qū)別與聯(lián)系,掌握科學(xué)思維的方法。3.體會(huì)數(shù)學(xué)在圖像中的運(yùn)用,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、時(shí)刻和時(shí)間間隔1.時(shí)刻:在表示時(shí)間的數(shù)軸上,時(shí)刻用點(diǎn)表示。2.時(shí)間間隔:指某兩個(gè)時(shí)刻之間的時(shí)間間隔,在表示時(shí)間的數(shù)軸上,用線段表示。3.如圖所示,在表示時(shí)間的數(shù)軸上標(biāo)出“第3s初”“第3s末”“第3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”,指出哪些表示時(shí)刻,哪些表示時(shí)間間隔。提示:二、位置和位移1.坐標(biāo)系: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。2.路程:物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。3.位移:由初位置指向末位置的有向線段,描述物體位置的變化。4.矢量和標(biāo)量:既有大小又有方向的物理量叫作矢量;只有大小沒(méi)有方向的物理量叫作標(biāo)量。5.我們初中學(xué)習(xí)過(guò)許多物理量,比如體積、密度、質(zhì)量、溫度、力等,這些物理量中,哪些是矢量?哪些是標(biāo)量?提示:體積、密度、質(zhì)量和溫度這幾個(gè)物理量只有大小,沒(méi)有方向,所以都是標(biāo)量;而力有大小也有方向,是矢量。三、直線運(yùn)動(dòng)的位移1.研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí),在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸,物體的初、末位置可用位置坐標(biāo)x1、x2表示,那么物體的位移等于兩個(gè)位置的坐標(biāo)變化,即Δx=x2-x1。2.若Δx為正,則位移的方向指向x軸的正方向;若Δx為負(fù),則位移的方向指向x軸的負(fù)方向。四、位移—時(shí)間圖像1.物體在每一時(shí)刻的位置或每一時(shí)間間隔的位移可以用圖像直觀地表示。2.從x-t圖像可以直觀地看出物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移。五、位移和時(shí)間的測(cè)量1.位移和時(shí)間的測(cè)量方法先記錄某一時(shí)刻物體的位置,再推斷出它在一段時(shí)間內(nèi)的位移。(1)用照相的方法記錄物體的位置。(2)用鐘表記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。(3)用頻閃照相的方法同時(shí)記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻和位置。(4)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)記錄時(shí)間和位移。2.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)結(jié)構(gòu):(2)工作電壓:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓約為8V,使用的是低壓交變電源。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí),每隔0.02s打一次點(diǎn)?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)火車站公布的旅客列車運(yùn)行表中的出發(fā)時(shí)間和到達(dá)時(shí)間都是指時(shí)間間隔。(

)(2)路程是標(biāo)量,是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。(

)(3)3m的位移比-5m的位移大。(

)(4)在直線運(yùn)動(dòng)中位移的大小一定等于路程。(

)提示:(1)×

(2)√

(3)×

(4)×2.根據(jù)國(guó)際足聯(lián)的相關(guān)統(tǒng)計(jì),一名職業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員全場(chǎng)的累計(jì)跑動(dòng)距離平均為10000m,少的在6000m左右,而多的達(dá)12000m。以上數(shù)據(jù)是路程還是位移?提示:三個(gè)數(shù)據(jù)都是運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)軌跡的總長(zhǎng)度,都是路程。3.一個(gè)物體沿直線從A經(jīng)B運(yùn)動(dòng)到C,其位置坐標(biāo)如圖所示,則從A到B的位移Δx1=

,從A到C的位移Δx2=

,Δx1

(填“>”或“<”)Δx2。

提示:-3

m

-8

m

<

合作探究·釋疑解惑知識(shí)點(diǎn)一時(shí)刻和時(shí)間間隔問(wèn)題引領(lǐng)李爺爺起床后外出晨練,在公園遇到張爺爺。“您這么早!練多長(zhǎng)時(shí)間了?”“十五分鐘左右吧?，F(xiàn)在是什么時(shí)間?”“大約六點(diǎn)?！睂?duì)話中兩個(gè)“時(shí)間”,哪個(gè)是“時(shí)間間隔”,哪個(gè)是“時(shí)刻”?提示:“練多長(zhǎng)時(shí)間”,是指時(shí)間間隔;“現(xiàn)在是什么時(shí)間”指的是一個(gè)瞬間,所以是指時(shí)刻。歸納提升1.時(shí)間間隔與時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目時(shí)間間隔時(shí)刻區(qū)別物理意義兩時(shí)刻之間的間隔某一瞬時(shí)時(shí)間軸上的表示方法時(shí)間軸上的一段線段表示一段時(shí)間時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)表示一個(gè)時(shí)刻表示方法“3s內(nèi)”“前3s內(nèi)”“后3s內(nèi)”“第1s內(nèi)”“第1s到第3s”等均指時(shí)間間隔“3s末”“第3s末”“第4s初”“八點(diǎn)半”等均指時(shí)刻聯(lián)系兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔即為時(shí)間間隔,即Δt=t2-t12.時(shí)刻與時(shí)間間隔在時(shí)間軸上的標(biāo)示各種時(shí)間間隔與時(shí)刻如圖所示:典型例題【例題1】

關(guān)于時(shí)刻和時(shí)間,下列說(shuō)法正確的是(

)A.作息時(shí)間表上的數(shù)字均表示時(shí)間B.1min內(nèi)只有60個(gè)時(shí)刻C.手表上指針指示的是時(shí)間D.“寧停三分,不搶一秒”指的是時(shí)間答案:D解析:作息時(shí)間表上的數(shù)字表示的是時(shí)刻,A錯(cuò)誤。1

min內(nèi)有無(wú)數(shù)多個(gè)時(shí)刻,B錯(cuò)誤。手表上指針指示的是時(shí)刻,C錯(cuò)誤?！皩幫Ｈ?不搶一秒”指的是時(shí)間,D正確。在日常生活中所說(shuō)的“時(shí)間”,其含義不盡相同,有時(shí)是指時(shí)刻,有時(shí)是指時(shí)間間隔,要根據(jù)上下文認(rèn)清它的含義。在物理學(xué)中,“時(shí)間”的含義就是時(shí)間間隔?！咀兪接?xùn)練1】

下列說(shuō)法中的時(shí)間指時(shí)間間隔的是(

)A.學(xué)校星期一上午7:30舉行升旗儀式B.G105次高鐵13:08準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)上海虹橋C.神舟十五號(hào)載人飛船于2022年11月29日23時(shí)08分發(fā)射D.每節(jié)課45分鐘答案:D解析:“學(xué)校星期一上午7:30舉行升旗儀式”中的7:30指的是一個(gè)時(shí)間點(diǎn),因此為時(shí)刻,故A錯(cuò)誤;“G105次高鐵13:08準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)上海虹橋”,13:08指的是一個(gè)時(shí)間點(diǎn),因此為時(shí)刻,故B錯(cuò)誤;“2022年11月29日23時(shí)08分”指的是某一時(shí)刻,故C錯(cuò)誤;“每節(jié)課45分鐘”,45分鐘指的一段時(shí)間,因此為時(shí)間間隔,故D正確。知識(shí)點(diǎn)二位移和路程問(wèn)題引領(lǐng)三位旅行者從北京到上海,甲乘高鐵直達(dá),乙乘飛機(jī)直達(dá),丙先乘汽車到天津,再換乘輪船到上海,三者的路程是否相同?位移是否相同?提示:三者的路程不同,但結(jié)果是一樣的,即都是從北京到上海,初位置、末位置一樣,即位移相同。歸納提升1.對(duì)位移的理解位移是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量,是從初始位置指向末位置的有向線段,既有大小,又有方向,有向線段的長(zhǎng)度表示位移的大小,有向線段方向表示位移的方向,它是一個(gè)與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),僅由初末位置決定的物理量。2.路程和位移的區(qū)別與聯(lián)系

項(xiàng)目路程位移意義表示物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度表示物體位置的變化大小等于軌跡的長(zhǎng)度等于從初位置到末位置的有向線段的長(zhǎng)度方向無(wú)方向從初位置指向末位置聯(lián)系(1)二者單位相同,都是長(zhǎng)度單位(2)同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的路程不小于位移的大小,在單向直線運(yùn)動(dòng)中,位移的大小等于路程位移由始、末位置決定,路程由實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路徑?jīng)Q定。典型例題【例題2】

下列關(guān)于位移和路程的說(shuō)法正確的是(

)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,方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)C.位移描述物體相對(duì)位置的變化,路程描述路徑的長(zhǎng)短D.位移描述直線運(yùn)動(dòng),路程描述曲線運(yùn)動(dòng)答案:C解析:選項(xiàng)A中表述的因果關(guān)系錯(cuò)誤,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;位移的方向從初位置指向末位置,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,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;位移和路程是兩個(gè)不同的物理量,位移描述物體位置的變化,路程描述物體運(yùn)動(dòng)路徑的長(zhǎng)短,選項(xiàng)C正確;無(wú)論是位移還是路程,都既可以描述直線運(yùn)動(dòng),也可以描述曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。1.位移的決定因素是初位置和末位置,與路徑無(wú)關(guān),而路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,與路徑有關(guān)。2.位移和路程永遠(yuǎn)不可能相同。因?yàn)槲灰剖鞘噶?既有大小又有方向,而路程是標(biāo)量,只有大小沒(méi)有方向。3.位移的大小與路程有可能相等。例如:物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小等于路程?！咀兪接?xùn)練2】

如圖所示,某同學(xué)沿圖示路徑從開(kāi)陽(yáng)橋出發(fā),經(jīng)西單到達(dá)王府井。從開(kāi)陽(yáng)橋到西單的距離為4km,從西單到王府井的距離為3km,兩段路線相互垂直。整個(gè)過(guò)程中,該同學(xué)的位移大小和路程分別為(

)A.7km

7km B.5km

5kmC.7km

5km D.5km

7km答案:D解析:全過(guò)程的位移是由開(kāi)陽(yáng)橋指向王府井的有向線段,由直角三角形的特點(diǎn)不難得出,位移方向?yàn)楸逼珫|37°,大小為5

km,而路程等于兩個(gè)階段的路程之和,為7

km,D正確。知識(shí)點(diǎn)三位移—時(shí)間圖像問(wèn)題引領(lǐng)假設(shè)在百米賽跑中,甲、乙、丙、丁四個(gè)運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始就做勻速直線運(yùn)動(dòng),甲按時(shí)起跑,乙在0.5s后才開(kāi)始起跑,丙搶跑的距離為1m,丁則從終點(diǎn)處往回跑。試說(shuō)明圖中的A、B、C、D四條圖線分別表示的是哪個(gè)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)圖像。提示:圖中表示按時(shí)起跑的是B圖線,則B圖線表示運(yùn)動(dòng)員甲的運(yùn)動(dòng)圖像。表示晚跑0.5

s的是D圖線,則D圖線表示運(yùn)動(dòng)員乙的運(yùn)動(dòng)圖像。表示搶跑1

m的是C圖線,則C圖線表示運(yùn)動(dòng)員丙的運(yùn)動(dòng)圖像。表示由終點(diǎn)處往回跑的是A圖線,則A圖線表示運(yùn)動(dòng)員丁的運(yùn)動(dòng)圖像。歸納提升1.x-t圖像的建立在平面直角坐標(biāo)系中,用橫軸表示時(shí)間t,用縱軸表示位移x,根據(jù)給出的(或測(cè)定的)數(shù)據(jù),作出幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),用直線將這幾個(gè)點(diǎn)連接起來(lái),則這條直線就表示了物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。這種圖像就叫作位移—時(shí)間圖像,簡(jiǎn)稱位移圖像。如圖所示,汽車自初位置開(kāi)始,每小時(shí)內(nèi)的位移都是5.0×104m。2.根據(jù)x-t圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)(1)由x-t圖像可以確定物體各個(gè)時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的位置或物體發(fā)生一段位移所需要的時(shí)間。(2)若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則x-t圖像是一條傾斜的直線,直線的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢,斜率的絕對(duì)值大表示運(yùn)動(dòng)得快,斜率的正、負(fù)表示物體的運(yùn)動(dòng)方向,如圖中的a、b所示。(3)若x-t圖像為平行于時(shí)間軸的直線,表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖中的c所示。(4)縱軸截距表示運(yùn)動(dòng)物體的初始位置,如圖所示,a、b對(duì)應(yīng)的物體分別是從原點(diǎn)和x2處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。(5)圖線的交點(diǎn)表示相遇,如圖中的交點(diǎn)表示三個(gè)物體在t1時(shí)刻于x1處相遇。x-t圖像表示的是位移x隨時(shí)間t變化的情況,不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。典型例題【例題3】

(多選)甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖所示,以甲的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn),出發(fā)時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),從圖像中可以看出(

)A.甲、乙同時(shí)出發(fā)B.乙比甲先出發(fā)C.甲開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),乙在甲前面x0處D.甲在中途停了一會(huì)兒,但最后還是追上了乙答案:ACD解析:勻速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖像是一條傾斜的直線,直線與縱軸的交點(diǎn)表示出發(fā)時(shí)物體離原點(diǎn)的距離,當(dāng)直線與t軸平行時(shí),表示物體位置不變,處于靜止?fàn)顟B(tài),兩直線的交點(diǎn)表示兩物體處在同一位置,離原點(diǎn)的距離相等,故A、C、D正確。誤區(qū)警示在分析處理直線運(yùn)動(dòng)的位移圖像問(wèn)題時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)圖像是直線還是曲線。如果圖像是直線,則表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)(傾斜直線)或處于靜止?fàn)顟B(tài)(水平直線),否則一定做變速運(yùn)動(dòng)。(2)物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置。物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置用t=0時(shí)的位移即縱軸的截距表示。(3)物體的運(yùn)動(dòng)方向。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),如果物體的位移越來(lái)越大,則物體向前運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?否則物體向后運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樨?fù)方向?！咀兪接?xùn)練3】

右圖為某一質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的位移—時(shí)間圖像。下列說(shuō)法正確的是(

)A.該質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)B.該質(zhì)點(diǎn)在前5s內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢C.該質(zhì)點(diǎn)在前5s內(nèi)的位移大小為50mD.該質(zhì)點(diǎn)在6s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案:B解析:位移—時(shí)間圖像只能描述直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;位移—時(shí)間圖像的斜率表示運(yùn)動(dòng)的快慢和方向,前5

s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)向正方向做直線運(yùn)動(dòng),切線斜率減小,運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢,B正確;該質(zhì)點(diǎn)在前5

s內(nèi)位移大小Δx=10

m,C錯(cuò)誤;該質(zhì)點(diǎn)在6

s后位置不變,處于靜止?fàn)顟B(tài),D錯(cuò)誤。課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)1.(時(shí)刻和時(shí)間間隔)下列說(shuō)法正確的是(

)A.列車員說(shuō):“火車8點(diǎn)42分到站,停車8分鐘。”8點(diǎn)42分和8分鐘均指時(shí)刻B.列車員說(shuō):“火車8點(diǎn)42分到站,停車8分鐘?！?點(diǎn)42分和8分鐘均指時(shí)間間隔C.出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)“2.00元/千米”,其中的“千米”指的是路程D.出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)“2.00元/千米”,其中的“千米”指的是位移答案:C解析:8點(diǎn)42分指的是時(shí)刻,8分鐘指的是一段時(shí)間間隔,A、B錯(cuò);“2.00

元/千米”是指每經(jīng)過(guò)1千米的路程收費(fèi)2.00元,C對(duì),D錯(cuò)。2.(位移和路程)如圖所示,在幼兒園的游樂(lè)場(chǎng)中,一小男孩從右側(cè)梯子爬上滑梯,用時(shí)10s,然后在上面平臺(tái)站了5s,接著從左側(cè)的滑梯上由靜止開(kāi)始滑到水平地面,用時(shí)3s。下面關(guān)于他在滑梯上運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的是(

)A.他爬上去和滑下來(lái)的