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文檔簡介
2時間位移
[學科素養(yǎng)與目標要求]
物理觀念:1.知道時刻和時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系2知道位移與路程的區(qū)別3知道坐標系,會
用一維坐標系描述直線運動物體的位置和位移.
科學思維:1.掌握標量和矢量的區(qū)別,會進行標量的加減運算,知道矢量的運算與標量不同2
理解位移一時間圖像的意義,能根據(jù)圖像直觀地描述物體的位置和位移.
科學探究:1.了解打點計時器的原理,并會安裝和使用.2.會用打上點的紙帶測量物體運動的
時間和位移.
梳理教材夯實基礎(chǔ)
一、時刻和時間間隔
1.時刻:指某一瞬間.在時間軸上用點表示.
2.時間間隔:指某兩個時刻之間的時間間隔.在時間軸上用線段表示.
二、位置和位移
1.坐標系
(1)建立目的:定量地描述物體的位置.
(2)坐標系的三要素:息直、正方向和單位長度.
2.位移和路程
(1)路程:物體運動軌跡的長度.
⑵位移:
①物理意義:描述物體(質(zhì)點)位置的變化.
②定義:由初位置指向主位置的有向線段.
3.矢量和標量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量,例如:位移等.
(2)標量:只有大小沒有方向的物理量,例如:時間、溫度、質(zhì)量、路程等.
三、直線運動的位移
研究直線運動時,在物體運動的直線上建立x軸,如圖1.
1.物體的初、末位置:可用位置坐標XI、X2表示.
2.物體的位移大小等于末位置與初位置的坐標之差,即:Ax=X2—孫
OMx-2x/m
圖1
(1)若Ar為正,則位移的方向指向x軸的正方向;
(2)若Ax為負,則位移的方向指向x軸的負方向.
四、位移一時間圖像
在直角坐標系中選時刻f為橫軸,選位移x為縱軸,其上的圖線就是位移一時間圖像,簡稱工
二L圖像.
五、位移和時間的測量
1.兩種打點計時器(如圖2)
電磁打點計時器電火花打點計時器
圖2
(1)電磁打點計時器
使用交變電源的計時儀器;工作電壓為jV,當電源頻率是50Hz時,每隔0.02s打一次
點.
(2)電火花打點計時器
使用220V交變電源,打點周期V02s.
2.時間的測量
從能夠看清的某個點(起始點)開始,往后數(shù)出若干個點,例如數(shù)出n個點,則紙帶從起始點
到第n個點的運動時間f=0.02ns.
3.位移的測量
用刻度尺測量紙帶上兩個點之間的距離,即為相應時間間隔內(nèi)物體的位移大小.
。即學即用
1.判斷下列說法的正誤.
(1)時刻就是--瞬間,即一段很短很短的時間間隔.(X)
(2)上午第一節(jié)課8點上課,這里的8點指時刻.(J)
⑶在800m田徑比賽中,李明以2分01秒46的成績獲得冠軍,其中的2分01秒46指的是
時間間隔,800m指位移.(X)
(4)物體在一條直線上運動時,路程和位移總是大小相等,且位移是矢量,路程是標量.(X)
(5)一個物體的位移為零,路程也一定為零.(X)
2.小明同學4X10m折返跑測試成績?yōu)?.87s,則小明在測試中路程為m,位移為
m.9.87s指(填“時刻”或“時間間隔”).
答案400時間時隔
探究重點提升素養(yǎng)
一、時刻和時間間隔
【導學探究】
如圖3所示,在時間軸上標出“第3s初”,“第3s末”,“第35內(nèi)”,“前3s內(nèi)”;
然后指出哪些表示時刻,哪些表示時間間隔.
612345671/s
圖3
答案
"第3s內(nèi)”、“前3s內(nèi)”表示時間間隔.
【知識深化】
時刻與時間間隔的比較
時刻時間間隔
在時間軸上
用點表示用線段表示
的表示
“初”“末”“時”,如“第1S
描述關(guān)鍵詞“內(nèi)”,如“第2s內(nèi)”,“前3s內(nèi)”
末”,“第2s初”,“3s時”
兩個時刻之間為一段時間間隔,時間間隔能表示運動的一個過程,好比一
聯(lián)系
段錄像;時刻可以顯示運動的一瞬間,好比一張照片
例?下列關(guān)于時刻和時間間隔的說法正確的是()
A.第4s末到第5s初經(jīng)歷了1s的時間間隔
B.“新聞聯(lián)播在北京時間19:00開始播出",其中19:00指的是時間間隔
C.物體第3s末的位置坐標是(2m,3m),其中第3s末指的是時刻
D.物體第3s內(nèi)運動了4m,其中第3s內(nèi)指的是時刻
答案C
解析第4s末與第5s初在時間軸上是同一個點,是指同一時刻,故A錯誤;“新聞聯(lián)播
在北京時間19:00開始播出”,這里的19:00指的是時刻,故B錯誤;第3s末,指的是
時刻,故C正確;時間間隔是指時間的長度,第3s內(nèi),指1s的時間長度,是時間間隔,故
D錯誤.
二、路程和位移矢量和標量
【導學探究】
(1)如圖4所示,三位旅行者從北京到上海,甲乘坐高鐵直達,乙乘坐飛機直達,丙先乘坐汽
車,再乘坐輪船到上海,三者的路程是否相同?位移是否相同?
(2)①如果一位同學從操場中心A點出發(fā)向北走了40m到達B點,然后又向西走了30m到達
C點,則他從A到C點的路程是多少?位移的大小是多少?
②路程和位移的計算方法相同嗎?
答案(I)三者的路程不同,但都是從北京到上海,初位置、末位置一樣,即位移相同.
(2)①如圖所示,路程是70m,位移為從A點指向C點的有向線段,大小為50m.
②不相同.路程是標量,遵從算術(shù)加法法則,可以直接相加減;位移是矢量,不能直接相加
減,位移的大小等于初位置指向末位置的有向線段的長度.
佚口識深化】
1.矢量和標量
⑴標量
標量是指只有大小而沒有方向的物理量.如長度、質(zhì)量、時間、路程、溫度等,其運算遵從
算術(shù)加法法則.
(2)矢量
矢量是指既有大小又有方向的物理量.如位移等,其運算法則不同于標量,將在后面學習.
(3)矢量的表示
①矢量可以用帶箭頭的有向線段表示,線段的長短表示矢量的大小,箭頭的指向表示矢量的
方向.
②在同一直線上的矢量,可以先建立一維坐標系,在數(shù)值前面加上正、負號表示矢量的方向,
正號表示與坐標系規(guī)定的正方向相同,負號則表示與正方向相反.
2.位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
項目
位移路程
比較
描述物體的位置變化,是由初
物理意義描述物體運動軌跡的長度
位置指向末位置的有向線段
區(qū)別矢標性矢量標量
由物體的初、末位置決定,與既與物體的初、末位置有關(guān),
相關(guān)因素
物體運動路徑無關(guān)也與物體運動路徑有關(guān)
(1)都是過程量
聯(lián)系(2)位移的大小不大于相應的路程,只有物體做單向直線運動
時,位移的大小才等于路程
例?如圖5所示,某人沿半徑R=50m的圓形跑道跑步,從A點出發(fā)逆時針跑過1圓周到
達B點,試求由A到B的過程中,此人運動的路程和位移(取兀=3.14,g=1⑷4).
圖5
答案235.5m70.7m,方向由A指向8
3
解析此人運動的路程等于ACB所對應的弧長,即路程s=]X27tR=235.5m.
此人從A點運動到B點的位移大小等于由A指向B的有向線段的長度,即位移大小x=@R
=70.7m,位移的方向由A指向B.
針對訓練(2019?招遠一中月考)煤礦安檢員在一次巡檢中,乘坐礦井電梯從A井豎直向下運
動了120m到達井底,然后在井底又沿著水平隧道向東走了160m到達8井,最后從8井乘
坐電梯豎直向上返回地面.若A、B兩個井口恰在同一水平地面上,則此次巡檢中安檢員()
A.發(fā)生的位移是200米,方向向東;通過的路程是160米
B.發(fā)生的位移是400米,方向向東;通過的路程是160米
C.發(fā)生的位移是160米,方向向東;通過的路程是400米
D.發(fā)生的位移是160米,方向向東;通過的路程是240米
答案C
例o關(guān)于矢量和標量,下列說法中不正確的是()
A.矢量是既有大小又有方向的物理量
B.標量只有大小沒有方向
C.-10m的位移比5m的位移小
D.-10℃的溫度比5℃的溫度低
答案C
解析由矢量和標量的定義可知A、B項正確;-10m的位移比5m的位移大,負號不表示
大小,僅表示方向與規(guī)定的正方向相反,故C錯誤;溫度是標量,負號表示該溫度比低,
正號表示該溫度比0℃高,故一10°C的溫度比5℃的溫度低,D正確.
三、直線運動中的位置和位移
1.位置在一維坐標系中的表示
一維坐標系中位置用一個點的坐標表示;坐標值的正負表示物體所在位置在坐標原點的正方
向上還是負方向上;坐標值的絕對值表示物體所在位置到坐標原點的距離.
2.位移在一維坐標系中的表示
用兩個坐標的差值即Ax=X2—xi表示位移.盤的數(shù)值表示位移大小,Ar為正,表示位移方
向與規(guī)定的正方向相同;Ar為負,表示位移方向與規(guī)定的正方向相反.
3.在一維坐標系中,選擇不同的坐標原點,各點的位置坐標不同,但兩點間位移相同,即位
移與坐標系的選取無關(guān).
例④物體做直線運動時可以用坐標軸上的坐標表示物體的位置,用坐標的變化量Ar表示
物體的位移.如圖6所示,一個物體從A運動到C,它的位移Axi=-4m—5m=-9m;從
C運動到8,它的位移為A%2=1m—(—4m)=5m.下列說法中正確的是()
,聶...
―6—4-2()246x/m
圖6
A.從C到B的位移大于從A到C的位移,因為正數(shù)大于負數(shù)
B.從A到C的位移大于從C到8的位移,因為正、負號表示位移的方向,不表示位移的大
小
C.因為位移是矢量,所以這兩個矢量的大小無法比較
D.物體由A到8的位移Ar=4m
答案B
解析位移是矢量,正、負號表示位移的方向,而不表示位移的大小,從A到C的位移大于
從C到8的位移,選項A、C錯誤,B正確;物體從4到8的位移Ax=lm-5m=-4m,
故選項D錯誤.
四、位移一時間圖像(X-/圖像)
從位移一時間圖像(x—r圖像)中獲得的信息
(1)任一時刻質(zhì)點的位置
圖像中的每一個點表示質(zhì)點某時刻的位置.
(2)質(zhì)點發(fā)生某段位移所用的時間.
(3)兩圖線的交點表示兩質(zhì)點在這一時刻相遇,如圖7中P點.
(4)截距
圖像不過原點。時,若從縱軸開始,則表示開始計時時,初始位置不在原點處,如圖線甲所
示;若從橫軸開始,則表示計時一段時間后,質(zhì)點才開始運動,如圖線乙所示.
圖7
例?一質(zhì)點沿直線運動,其運動的無一,圖像如圖8所示,則:
(1)質(zhì)點在時間內(nèi)離出發(fā)點越來越遠;質(zhì)點在時間內(nèi)離出發(fā)點越來越近;質(zhì)
點在時間內(nèi)沒有運動.
A.0?20sB.20?30s
C.30?40sD.40?50s
(2)質(zhì)點離出發(fā)點的最遠距離是m.
(3)質(zhì)點在10s時距離出發(fā)點m,質(zhì)點在s時回到出發(fā)點.
答案(1)ACDB(2)50(3)1050
解析(1)質(zhì)點在0?20s內(nèi)和30?40s內(nèi)離出發(fā)點的位移越來越大,離出發(fā)點越來越遠.質(zhì)
點在20?30s內(nèi)位移沒有變化,故處于靜止狀態(tài);質(zhì)點在40?50s內(nèi)離出發(fā)點的位移越來越
小,離出發(fā)點越來越近.
(2)由題圖知r=40s時,質(zhì)點離出發(fā)點的距離最遠,最遠距離為50m.
⑶從題圖上讀出質(zhì)點在10s時距離出發(fā)點10m;質(zhì)點在50s時位移為0,即回到出發(fā)點.
■特別提醒
1.X-f圖像中的圖線表示的是位移隨時間變化的規(guī)律,不是質(zhì)點運動的軌跡.
2.x-f圖像只能描述直線運動,不能描述曲線運動.
隨堂演練逐點落實
1.(時刻和時間間隔)(多選)(2019?山西大學附中月考)“復興號”動車組于2017年6月26日11
時05分,從北京南站發(fā)車沿京滬高鐵至上海虹橋站終點,整個行程用時4.5h,總行程1315km.
在“復興號”動車組這一運行過程中,下列說法正確的是()
A.“復興號”動車組運行的路程是1315km
B.“復興號”動車組運行的位移是1315km
C.運行時間4.5h指的是時刻
D.2017年6月26日11時05分指的是時刻
答案AD
2.(位移和路程)(2019?武漢二中高一期中)從高為5m處豎直向下拋出一個小球,小球在與地
面相碰后彈起,豎直上升到高為2m處被接住,則整個過程中()
A.小球的位移大小為3m,方向豎直向下,路程為7m
B.小球的位移大小為7m,方向豎直向上,路程為7m
C.小球的位移大小為3m,方向豎直向下,路程為3m
D.小球的位移大小為7m,方向豎直向上,路程為3m
答案A
解析位移是指由初位置指向末位置的有向線段,路程是物體運動軌跡的長度.小球與地面
碰撞處取為坐標原點,以豎直向上為正方向,則由題意可知,JVI=5m,刈=2m,則Ax=、2
—xi=2m—5m=-3m,即位移的大小為3m,方向豎直向下,運動軌跡的長度為5m+2m
=7m,即路程為7m,A正確,B、C、D錯誤.
3.(位移和路程)某學校田徑運動場400m標準跑道的示意圖如圖9所示,100
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