黑龍江省友誼縣紅興隆管理局第一高級(jí)中學(xué)高中物理 1.2 時(shí)間和位移導(dǎo)學(xué)案2 新人教版必修1(1).doc

黑龍江省友誼縣紅興隆管理局第一高級(jí)中學(xué)2014高中物理 1.2 時(shí)間和位移導(dǎo)學(xué)案2 新人教版必修1 “時(shí)間”是人類親密的朋友，它與人們的生活息息相關(guān)，無處不在、無時(shí)不有比如，在火車站候車大廳經(jīng)?？梢月牭健案魑宦每驼?qǐng)注意，從開往的次列車到站時(shí)間是時(shí)分，發(fā)車時(shí)間是時(shí)分，在本站停車時(shí)間是分鐘”的類似預(yù)告，前兩句話中的“時(shí)間”與第三句話中的“時(shí)間”的含義是否相同？如何區(qū)分？游覽泰山時(shí)從山門處到中天門，可以坐車沿公路盤旋而上，也可以通過索道纜車輕松到達(dá)，還可以沿山間小路蜿蜒爬上，三種登山的路徑不同，游客體會(huì)到的登山樂趣也不同，但他們的起始位置、最終位置卻是相同的，也就是位置變化是相同的，可見物體運(yùn)動(dòng)的路徑與其位置變化并不是一回事.要點(diǎn)一、時(shí)刻和時(shí)間1時(shí)刻時(shí)刻指的是某一瞬間，在時(shí)間坐標(biāo)軸上用一個(gè)點(diǎn)表示如“3秒末”、“4秒初”2時(shí)間時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻的間隔，也是時(shí)間坐標(biāo)軸上兩個(gè)不同的時(shí)刻之差，它是變化過程長(zhǎng)短的一種量度，在時(shí)間坐標(biāo)軸上用一段線段表示，物理學(xué)中簡(jiǎn)稱時(shí)間3時(shí)間和時(shí)刻的關(guān)系(1)如果用一條坐標(biāo)軸來表示時(shí)間軸，如圖121所示，時(shí)間軸上的點(diǎn)表示時(shí)刻，某一段線段則表示時(shí)間間隔與時(shí)刻對(duì)應(yīng)的物理量是狀態(tài)量，與時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的物理量是過程量(關(guān)于狀態(tài)量、過程量的概念以后會(huì)學(xué)到)圖121(2)時(shí)刻與物體在運(yùn)動(dòng)過程中的某一個(gè)位置相對(duì)應(yīng)，而時(shí)間與物體在運(yùn)動(dòng)過程中的路程(或本節(jié)要學(xué)習(xí)的位移)相對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二、路程和位移路程和位移的比較要點(diǎn)三、矢量和標(biāo)量1標(biāo)量：只有大小而沒有方向的物理量如：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、路程、溫度、功、能量等，其運(yùn)算遵從算術(shù)法則2矢量：有大小和方向的物理量，如位移、力、速度等，其運(yùn)算法則不同于標(biāo)量，將在后面學(xué)習(xí)3矢量的表示：(1)矢量的圖示：用帶箭頭的線段表示，線段的長(zhǎng)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，可先建立直線坐標(biāo)系，可以在數(shù)值前面加上正負(fù)號(hào)表示矢量的方向，正號(hào)表示與坐標(biāo)系規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)則相反.一、時(shí)刻與時(shí)間的區(qū)別例1 以下的說法中指時(shí)間間隔的是()a天津開往德州的625次列車于13時(shí)35分從天津出發(fā)b某人用15 s跑完100 mc中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目每天19時(shí)開始d某場(chǎng)足球賽在開賽80分鐘時(shí)，甲隊(duì)才攻入一球解析選項(xiàng)a、c中的數(shù)據(jù)都是時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)，指的都是時(shí)刻；而b中15 s是與跑完100 m這一運(yùn)動(dòng)過程相對(duì)應(yīng)，指的是時(shí)間間隔，故答案選bd.答案bd時(shí)刻是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化過程所經(jīng)歷的各個(gè)狀態(tài)先后順序的標(biāo)志，某一時(shí)刻與物體的某一位置相對(duì)應(yīng)，在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)時(shí)間間隔則是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化所經(jīng)歷的過程，是兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔，在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)一段線段. 二、路程和位移的區(qū)別例2 一個(gè)皮球從5 m高的地方落下，在與地面相碰后彈起，上升到高為2 m處被接住，則這段過程中()a小球的位移為3 m，方向豎直向下，路程為7 mb小球的位移為7 m，方向豎直向上，路程為7 mc小球的位移為3 m，方向豎直向下，路程為3 md小球的位移為7 m，方向豎直向上，路程為3 m解析本題是考查基本知識(shí)在實(shí)際問題中的應(yīng)用，要理解位移和路程的概念，題中物體初、末位置高度差為3 m，即位移大小為3 m，末位置在初位置下方，故位移方向豎直向下，總路程則為7 m.答案a路程和位移的大小一般是不相等的，只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)路程才和位移的大小相等；路程只有大小，沒有方向，位移既有大小又有方向. 三、位移時(shí)間圖象的理解例3 如圖125所示，是甲、乙兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象，則下列說法正確的是()a甲開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻比乙早t1b當(dāng)tt2時(shí)，兩物體相遇c當(dāng)tt2時(shí)，兩物體相距最遠(yuǎn)d當(dāng)tt3時(shí)，兩物體相距x1解析運(yùn)動(dòng)過程如圖所示，甲從t0時(shí)開始從距原點(diǎn)x1處向原點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t3到達(dá)原點(diǎn)乙在tt1時(shí)開始由原點(diǎn)沿正方向運(yùn)動(dòng)，在t3時(shí)刻到達(dá)距原點(diǎn)x1處(甲的出發(fā)點(diǎn))在t2時(shí)刻兩者位移相等，即相遇答案abd物理過程、物理情景，除用文字?jǐn)⑹鐾?，還可以用圖象描述，而且利用圖象會(huì)更直觀、更簡(jiǎn)潔，以橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示位移x，作出物體的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，就是位移時(shí)間圖象，簡(jiǎn)稱位移圖象，或xt圖象，它表示物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，但是，位移時(shí)間圖象并不是物體的軌跡圖線. 1下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，指時(shí)刻的是()a高考數(shù)學(xué)考試的時(shí)間是2 h b四川省汶川縣發(fā)生8.0級(jí)強(qiáng)烈地震是在2008年5月12日14時(shí)28分c人造衛(wèi)星繞地球一圈的時(shí)間為1.4 hd由青島開往通化的1406次列車在德州站停車3 min答案b2關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是()a位移和路程大小總是不相等，位移是矢量，有方向，而路程是標(biāo)量，無方向b位移用來描述直線運(yùn)動(dòng)，路程用來描述曲線運(yùn)動(dòng)c位移取決于物體的初末位置，路程取決于物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的路徑d物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小等于路程答案c解析根據(jù)定義，位移是由初位置到末位置的有向線段，是矢量而路程是物體由初位置到末位置所經(jīng)過的路徑的長(zhǎng)度，是標(biāo)量位移與路徑無關(guān)，當(dāng)物體做單向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程，其他情況位移均小于路程，故a、b、d均錯(cuò)，c正確3下列分析中涉及研究位移的是()a交管部門在對(duì)車輛年檢中，了解汽車行程計(jì)量值b指揮部通過衛(wèi)星搜索小分隊(duì)深入敵方陣地的具體位置c運(yùn)動(dòng)員王軍霞在第26屆奧運(yùn)會(huì)上創(chuàng)造了女子5 000 m的奧運(yùn)會(huì)記錄d高速公路路牌標(biāo)示“上海80 km”答案b解析汽車的行程、田徑場(chǎng)上的5 000 m距離、高速公路上的路牌標(biāo)示距離都是指路程；位移的大小是初位置和末位置之間的直線距離4跑道的直道和彎道的交點(diǎn)為a、b、c、d四點(diǎn)，如圖126所示運(yùn)動(dòng)員由a點(diǎn)出發(fā)沿跑道經(jīng)過b、c、d點(diǎn)回到a點(diǎn)、則運(yùn)動(dòng)員()a從a到b與從c到d，經(jīng)過的位移相同，路程相等b從a到b與從c到d，經(jīng)過的位移不同，路程相等c從a到c位移的大小比經(jīng)過的路程要小d從a到c與從b到d經(jīng)過的路程相等，位移相同答案bc5關(guān)于矢量和標(biāo)量，下列說法中正確的是()a矢量是既有大小又有方向的物理量b標(biāo)量是既有大小又有方向的物理量c位移10 m比5 m小d10 比5 的溫度低 答案ad解析由矢量和標(biāo)量的定義可知，a正確，b錯(cuò)誤；10 m的位移比5 m的位移大，負(fù)號(hào)不表示大小，僅表示某方向與正方向相反，故c錯(cuò)誤；溫度是標(biāo)量，10 的溫度比5 的溫度低，負(fù)號(hào)表示該溫度比0 低，正號(hào)表示該溫度比0 高，故d正確6如圖127所示是某物體在010 s內(nèi)的xt圖象，下列說法中正確的是()a物體在第1 s內(nèi)的位移為4 mb物體在第5 s內(nèi)的位移為8 mc物體在前5 s內(nèi)的位移為8 md物體在后5 s內(nèi)的位移為16 m答案ac7一艘小汽艇在寬闊的湖面上先向東行駛了6.0 km，接著向南行駛了8.0 km，求汽艇在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的位移大小及方向答案10 km，方向?yàn)槟掀珫|37解析以汽艇運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，選取向東為x軸正方向，向南為y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系如右圖所示，圖oa表示向東行駛的位移大小，ab表示向南行駛的位移大小，則整個(gè)過程中汽艇的位移大小為ob之長(zhǎng)，方向由o指向b.由幾何關(guān)系可得ob=10 km，tan =，53，即方向?yàn)槟掀珫|37.8如圖128所示，一輛汽車沿著馬路由a地出發(fā)經(jīng)b、c地到達(dá)d地，a、c、d恰好在一條直線上，汽車行駛的路程是多少？位移又是多少？方向如何？答案2 200 m1 800 m東偏北37或北偏東53題型1 位移和路程的區(qū)別與計(jì)算例1 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表，則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后 t/s0 12 345x/m054171(1)幾秒內(nèi)位移最大()a1 sb2 sc3 sd4 se5 s(2)第幾秒內(nèi)位移最大()a1 sb2 sc3 sd4 se5 s(3)幾秒內(nèi)路程最大()a1 sb2 sc3 sd4 se5 s(4)第幾秒內(nèi)路程最大()a1 sb2 sc3 sd4 se5 s答案(1)d(2)b(3)e(4)b解析由表中數(shù)據(jù)可看出，(1)4 s內(nèi)的位移是7 m，其大小為7 m，最大，所以選項(xiàng)d正確；(2)第2 s內(nèi)的位移是9 m，其大小是9 m，最大，所以選項(xiàng)b正確；(3)由于質(zhì)點(diǎn)一直在運(yùn)動(dòng)著，時(shí)間越長(zhǎng)，經(jīng)過的軌跡也越長(zhǎng)，在5 s內(nèi)的路程也最大，所以選項(xiàng)e正確；(4)在第2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移最大，路程是9 m也最大，所以選項(xiàng)b正確拓展探究上例中質(zhì)點(diǎn)在4 s時(shí)處于什么位置？通過本例的分析，你能總結(jié)出時(shí)刻、時(shí)間與位置和位移的關(guān)系嗎？答案見解析解析4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)應(yīng)處于距原點(diǎn)7 m的位置時(shí)刻與位置是對(duì)應(yīng)的，它們都是狀態(tài)量；時(shí)間和位移是對(duì)應(yīng)的，它們都是過程量位移和路程是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要概念，二者的區(qū)別是考查重點(diǎn)，同時(shí)還要注意區(qū)分某幾秒內(nèi)的位移(或路程)與某時(shí)刻的位移(或路程)，某時(shí)刻的位移(或路程)一般是指該時(shí)刻相對(duì)計(jì)時(shí)起點(diǎn)的位移(或路程). 題型 2位移的求解例2 閱讀下面的對(duì)話：甲：請(qǐng)問到市圖書館怎么走？乙：從你所在的市中心向南走400 m到一個(gè)十字路口，再向東走300 m就到了甲：謝謝！請(qǐng)問甲要經(jīng)過的路程和位移大小各是多少？答案700 m500 m 解析如圖，甲走過的路程為s(400300)m700 m，甲走過的位移大小為x m500 m1以某物體為研究對(duì)象，選擇一個(gè)研究過程2找出研究過程的初始位置和末位置，則由初位置指向末位置的有向線段是位移3畫出物體在過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，則實(shí)際路徑的總長(zhǎng)度就是路程. 題型3 位移時(shí)間圖象的理解和應(yīng)用圖121例3 如圖121所示為一物體沿直線運(yùn)動(dòng)的xt圖象，根據(jù)圖象，求：(1)第2 s內(nèi)的位移；(2)第3 s內(nèi)的位移；(3)前5 s的總路程和總位移答案(1)10 m，方向沿正方向(2)0(3)50 m；10 m，方向與正方向相反解析(1)第2 s內(nèi)的位移是x2x1(3020) m10 m，方向沿正方向(2)第3 s內(nèi)的位移是x3x20 (3)前5 s內(nèi)的總路程是s5(1010030)m50 m，總位移x總x5x0(010) m10 m，方向與正方向相反拓展探究關(guān)于上題中物體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象(xt)，下列說法中正確的是()axt圖象表示的是質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間而變化的函數(shù)關(guān)系bxt圖象就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡cxt圖象上各點(diǎn)的坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移的大小dxt圖象上各點(diǎn)的坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)通過路程的大小答案ac1要注意坐標(biāo)軸上物理量的單位2坐標(biāo)系的正方向就是位移的正方向3要注意圖象的物理意義是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，而不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡4要注意直線斜率的大小表示速度的大小. 1.關(guān)于位移和路程，下列說法中正確的是()a質(zhì)點(diǎn)沿一直線運(yùn)動(dòng)，那么其通過的路程就是位移b質(zhì)點(diǎn)通過的路程不同，但位移可能相同c質(zhì)點(diǎn)的位移為零，說明質(zhì)點(diǎn)沒有運(yùn)動(dòng)d質(zhì)點(diǎn)通過一段位移后，它通過的路程可能為零答案b2下列說法表示同一時(shí)刻的是()a第2 s末和第3 s初 b前3 s內(nèi)和第3 s內(nèi)c第3 s末和第2 s初 d第1 s內(nèi)和第1 s末答案a 解析同一時(shí)刻在時(shí)間軸對(duì)應(yīng)同一個(gè)點(diǎn)，所以僅選項(xiàng)a正確圖1223如圖122所示，一小球在光滑的v形槽中由a點(diǎn)釋放，經(jīng)b點(diǎn)(與b點(diǎn)碰撞所用時(shí)間不計(jì))到達(dá)與a點(diǎn)等高的c點(diǎn)，設(shè)a點(diǎn)的高度為1 m，則全過程中小球通過的路程和位移大小分別為()a. m， m b. m， mc. m， m d. m,1 m答案c解析小球通過的路程為實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，s22 m；位移為由初末位置的有向線段x m選項(xiàng)為c.4下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是()a在整個(gè)90分鐘的比賽中，甲、乙兩足球隊(duì)“互交白卷”b他每天都看電視節(jié)目“新聞早8點(diǎn)”c列車到站時(shí)間晚點(diǎn)5分鐘d高考數(shù)學(xué)考試的時(shí)間是2 h答案acd5某人站在樓房頂層從o點(diǎn)豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為20 m，然后落回到拋出點(diǎn)o下方25 m的b點(diǎn)，則小球在這一運(yùn)動(dòng)過程中通過的路程和位移分別為(規(guī)定豎直向上為正方向)()a25 m、25 m b65 m、25 mc25 m、25 m d65 m、25 m答案d解析路程為標(biāo)量，沒有負(fù)值，而位移是矢量，有正、負(fù)，當(dāng)規(guī)定向上的方向?yàn)檎较驎r(shí)，從o點(diǎn)指向末位置的位移應(yīng)表示為25 m.6沿同一條直線運(yùn)動(dòng)的a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在0t0時(shí)間內(nèi)的xt圖象如圖123所示根據(jù)圖象，下列說法正確的是()a質(zhì)點(diǎn)a做周期性往返運(yùn)動(dòng)bt時(shí)刻，a、b的位移相同c在0t時(shí)間內(nèi)，a、b的位移相同d在0t0時(shí)間內(nèi)，a通過的路程是b通過路程的3倍，但位移相同答案abcd解析由題中圖象可以看出：t0時(shí)，a、b的位移均為零，表明a、b同時(shí)從同一點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，a朝正方向運(yùn)動(dòng)，b向相反的方向運(yùn)動(dòng)，a做周期性的往返運(yùn)動(dòng)，b有可能也做周期性的運(yùn)動(dòng)t時(shí)刻，a、b的位移均為5 m；在0t時(shí)間內(nèi)，a、b的位移都是5 m，位移相同；在0t0時(shí)間內(nèi)，a運(yùn)動(dòng)的路程是30 m，b運(yùn)動(dòng)的路程是10 m；它們?cè)趖0時(shí)刻都回到了出發(fā)點(diǎn)，在0t0時(shí)間內(nèi)，a、b的位移均為零，可見，本題的四個(gè)選項(xiàng)都正確圖1247一物體做直線運(yùn)動(dòng)，在圖124所示的位移坐標(biāo)軸上o、x1、x2、xn1、xn分別為物體在開始和第1 s末、第2 s末、第(n1) s末、第n s末的位置，則下述說法中正確的是()aox1為第2 s末的位置，方向由o指向x1boxn1為(n1) s內(nèi)的位移，方向由o指向xn1cx2xn為前2n s內(nèi)的位移，方向由x2指向xndxn1xn為第n s內(nèi)的位移，方向由xn1指向xn答案bd解析題中o、x1、x2、xn1、xn分別為不同位置，分別與各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)，而題中選項(xiàng)所列位移均與時(shí)間對(duì)應(yīng)，故要深刻理解和區(qū)別時(shí)間與時(shí)刻、位移與位置針對(duì)位移這一概念，要對(duì)應(yīng)這一段時(shí)間，找好它的初位置、末位置，并畫出這一過程的有向線段，才能作出正確的選擇8一個(gè)人晨練，按圖125所示走半徑為r的中國(guó)古代的八卦圖，中央的s部分是兩個(gè)直徑為r的半圓，bd、ca分別為西東、南北指向他從a點(diǎn)出發(fā)沿曲線abcoadc行進(jìn)，則當(dāng)他走到d點(diǎn)時(shí)，他的路程和位移的大小分別為_、