高中物理 12時(shí)間和位移精品課件 新人教版必修1.ppt

第二節(jié)時(shí)間和位移 知識(shí)與技能1 能夠區(qū)分時(shí)刻和時(shí)間間隔 知道實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量時(shí)間的方法 2 掌握位移的概念和矢量性 知道位移和路程的不同 3 知道矢量和標(biāo)量的定義及二者計(jì)算方法的不同 4 知道直線運(yùn)動(dòng)物體的位置及位移 并能利用直線坐標(biāo)系的坐標(biāo)和坐標(biāo)變化來表示 學(xué)習(xí)目標(biāo) 過程與方法結(jié)合生活實(shí)踐 體會(huì)時(shí)刻和時(shí)間間隔 路程和位移 標(biāo)量和矢量的區(qū)別 情感 態(tài)度與價(jià)值觀1 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力 2 初步體驗(yàn)矢量三角形法則 1 在某標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上進(jìn)行1500米賽跑 上午9時(shí)20分50秒發(fā)令槍響 某運(yùn)動(dòng)員從跑道上最內(nèi)圈的起跑點(diǎn)出發(fā) 繞運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑了3圈多 9時(shí)25分28秒到達(dá)終點(diǎn) 如下圖所示 知識(shí)點(diǎn)解析 思考起點(diǎn)到終點(diǎn)所用的時(shí)間是多少 起跑和到達(dá)的時(shí)刻分別是多少 2 如下圖所示為某一市區(qū)的部分交通圖 某人由a地去f地 請(qǐng)問可以選擇哪些路線 這些路線中哪一條最短 選擇不同的路線后 此人最終的位置變動(dòng)是否相同 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 第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)不同的點(diǎn)之差 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 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)過程中的某一段路程 或位移 相對(duì)應(yīng) 4 時(shí)間的單位時(shí)間的單位有秒 分鐘 小時(shí) 符號(hào)分別是s min h 其中秒為國(guó)際單位制中的單位 辨析比較 時(shí)刻和時(shí)間的區(qū)別 特別提醒 1 關(guān)于時(shí)間的測(cè)量 生活中一般用各種鐘表來計(jì)時(shí) 在實(shí)驗(yàn)室里和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上常用停表計(jì)時(shí) 2 關(guān)鍵字詞的使用 如初 末 時(shí)一般表示時(shí)刻 如內(nèi) 用 經(jīng)過 歷時(shí)一般表示時(shí)間間隔 1 位置位置是質(zhì)點(diǎn)在空間所對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 可由坐標(biāo)確定 如右圖所示 a b為質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置 2 路程路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 它是一個(gè)標(biāo)量 關(guān)于標(biāo)量的定義見下一個(gè)探究點(diǎn) 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線 可能是曲線 也可能是折線 路程就是直線 曲線或折線的總長(zhǎng)度 3 位移位移 是由運(yùn)動(dòng)物體初位置指向末位置的有向線段 是矢量 位移是表示物體位置變化大小的物理量 1 位移方向 由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的起始位置指向運(yùn)動(dòng)的終止位置 位移的大小 是起始位置與終止位置兩點(diǎn)間的線段距離 2 位移可以用一根有向線段來表示 有向線段的箭頭方向代表位移方向 有向線段的長(zhǎng)短按一定的比例 標(biāo)度 代表位移的大小 4 位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系 1 位移方向是由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的起始位置指向運(yùn)動(dòng)的終止位置 位移的大小是起始位置與終止位置兩點(diǎn)間的距離 2 位移可以用一條有向線段來表示 有向線段的箭頭方向表示位移方向 有向線段的長(zhǎng)短按一定的比例 標(biāo)度 表示位移的大小 3 如果質(zhì)點(diǎn)從某一位置開始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過一定時(shí)間后又回到了出發(fā)點(diǎn) 那么該質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)的位移為零 但質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程不為零 質(zhì)點(diǎn)從起始位置到終止位置 可以有各種各樣的運(yùn)動(dòng)軌跡 沿不同軌跡運(yùn)動(dòng) 路程各不相同 但位移矢量相同 可見 位移與路程是兩個(gè)不同的物理量 4 只有沿直線始終朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 其位移大小才與路程相等 即使在這種情況中 仍然不可以說質(zhì)點(diǎn)的位移與路程相同 因?yàn)槲灰剖鞘噶?路程是標(biāo)量 它們是兩類不同的物理量 特別提醒 路程與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān) 而位移只取決于初 末位置 因此路程與位移的大小不一定相等 1 矢量 既有大小又有方向的物理量 如位移等 2 標(biāo)量 只有大小沒有方向的物理量 如質(zhì)量 溫度等 3 矢量和標(biāo)量的區(qū)別 矢量是有方向的 如在描述一個(gè)物體的位置時(shí) 只是說明該物體離我們所在處的遠(yuǎn)近 而不指明方向 就無法確定物體究竟在何處 標(biāo)量沒有方向 如說一個(gè)物體的質(zhì)量時(shí) 只需知道質(zhì)量是多大就行了 無方向可言 標(biāo)量相加時(shí) 只需按算術(shù)加法的法則運(yùn)算就行了 矢量則不然 不能直接相加減 特別提醒 矢量的 號(hào)不表示矢量的大小 只表示矢量的方向 1 位置 用坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)來表示 如下圖所示 圖中的x1 x2就是表示a b兩位置的坐標(biāo) 2 位移 用坐標(biāo)軸上的一段有向線段來表示 如上圖中從a位置到b位置的位移可用有向線段 x表示 且 x x2 x1 物體的位置與位移是不同的 位置與坐標(biāo)軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng) 位移與坐標(biāo)軸上的有向線段相對(duì)應(yīng) 要嚴(yán)格加以區(qū)分 特別提醒 用坐標(biāo)軸上的一個(gè)點(diǎn)來表示物體在某時(shí)刻所處的位置 也是研究問題的一種十分重要的方法 例12005年10月17日凌晨 神州無眠 萬眾翹首 繞地球飛行5天共77圈的 神舟 六號(hào)飛船 載著我們巡天歸來的英雄費(fèi)俊龍 聶海勝 在凌晨4時(shí)33分平安降落在內(nèi)蒙古四子王旗阿木古朗草原 以下是有關(guān) 神舟 六號(hào)降落時(shí)的一組數(shù)據(jù) 其中指時(shí)刻的是 指時(shí)間的是 典型例題解析 飛船在太空飛行近109個(gè)小時(shí) 費(fèi)俊龍 聶海勝向北京航天飛行控制中心報(bào)告 神舟 六號(hào)開始進(jìn)行返回準(zhǔn)備 17日3時(shí)43分 遠(yuǎn)望 三號(hào)向飛船發(fā)出指令 飛船第一次調(diào)姿開始 17日3時(shí)44分 飛船軌道艙與返回艙分離 17日3時(shí)45分 第二次調(diào)姿制動(dòng) 17日4時(shí)07分 返回艙與推進(jìn)艙分離 17日4時(shí)13分 返回艙進(jìn)入黑障區(qū) 3分后 在距地球約40公里處 黑障 現(xiàn)象消失 著陸場(chǎng)測(cè)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)飛船 17日4時(shí)19分 飛船主傘艙蓋打開 答案 解析 本題考查了時(shí)刻和時(shí)間的區(qū)別 時(shí)刻在時(shí)間軸上對(duì)應(yīng)的是點(diǎn) 時(shí)間對(duì)應(yīng)的是線段 規(guī)律總結(jié) 解題時(shí)可以畫出一個(gè)時(shí)間軸 它可以很快地幫助同學(xué)們區(qū)分時(shí)間和時(shí)刻 變式訓(xùn)練1關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻 下列說法中正確的是 a 時(shí)刻表示的時(shí)間較短 時(shí)間間隔表示的時(shí)間較長(zhǎng)b 時(shí)刻對(duì)應(yīng)位置 時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)位移c 作息時(shí)間表上的數(shù)字表示時(shí)刻d 1分鐘內(nèi)有60個(gè)時(shí)刻答案 bc 分析 時(shí)間間隔與時(shí)刻是兩個(gè)不同的物理量 時(shí)刻無長(zhǎng)短之分 是一個(gè)狀態(tài)量 描述運(yùn)動(dòng)過程時(shí) 時(shí)刻與位置相對(duì)應(yīng) 時(shí)間間隔是過程量 描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)與位移和路程相對(duì)應(yīng) 一段時(shí)間可以有無數(shù)個(gè)時(shí)刻 因而1分鐘內(nèi)不僅僅有60個(gè)時(shí)刻 解析 本題考查時(shí)刻與時(shí)間間隔的區(qū)別 從兩個(gè)量有無長(zhǎng)短之分 是狀態(tài)量還是過程量等方面進(jìn)行考查 解答此類題時(shí)要抓住兩個(gè)概念的本質(zhì) 時(shí)間間隔與時(shí)刻有區(qū)別也有聯(lián)系 時(shí)間間隔是時(shí)刻的集合 時(shí)刻展現(xiàn)的是一個(gè)狀態(tài) 好比一張照片 而時(shí)間間隔展現(xiàn)的是一個(gè)過程 好比一段錄像 例2一個(gè)小孩從a點(diǎn)出發(fā) 沿半徑分別為3m和5m的半圓到達(dá)b點(diǎn) 如圖所示 他的位移和路程分別是 a 16m 方向從a向b 16m 方向從a向bb 16m 16mc 8 m 方向從a向b 8 m 方向從a向bd 16m 方向從a向b 8 m答案 d解析 路程是標(biāo)量 無方向 位移是矢量 有方向 路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 而位移是從初位置到末位置的有向線段的長(zhǎng)度 故a b c錯(cuò)誤 d正確 規(guī)律總結(jié) 確定位移和路程的基本方法為 1 明確研究對(duì)象及研究過程 2 找出研究過程的初始位置和末位置 3 由初始位置指向末位置的有向線段是位移 而由初始位置到末位置質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度是路程 變式訓(xùn)練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400m到一個(gè)十字路口 再向東走300m就到了 甲 謝謝 乙 不客氣 請(qǐng)你在下圖把甲要經(jīng)過的路程及位移表示出來 答案 路程與位移表示如下圖所示 甲圖乙圖 例3下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是 a 取定正方向 做直線運(yùn)動(dòng)的甲 乙兩物體的位移x甲 3m x乙 5m 因?yàn)榧椎奈灰茷檎?乙的位移為負(fù) 所以x甲 x乙b 甲 乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50m 這兩個(gè)物體的位移必定相同c 溫度計(jì)讀數(shù)有正 有負(fù) 所以溫度也是矢量d 溫度計(jì)讀數(shù)的正 負(fù)號(hào)表示溫度高低 不表示方向 溫度是標(biāo)量答案 d 解析 直線運(yùn)動(dòng)位移的正 負(fù)號(hào)表示方向 不表示大小 故選項(xiàng)a錯(cuò)誤 兩個(gè)矢量大小相等 方向相同 它們才相同 故選項(xiàng)b錯(cuò)誤 溫度是標(biāo)量 溫度的正 負(fù)號(hào)表示溫度的高低 故選項(xiàng)c錯(cuò)誤 規(guī)律總結(jié) 矢量既有大小又有方向 而標(biāo)量只有大小沒有方向 變式訓(xùn)練3以下物理量是矢量的有 a 質(zhì)量b 速度c 密度d 位移答案 bd解析 速度和位移是既有大小又有方向的物理量 因此b d是矢量 質(zhì)量和密度是只有大小沒有方向的物理量 因此是標(biāo)量 例4如下圖所示 一個(gè)物體從a運(yùn)動(dòng)到b 初位置的坐標(biāo)是xa 3m 末位置的坐標(biāo)是xb 2m 它的坐標(biāo)變化量 x 位移是多少 答案 5m 5m解析 x xb xa 2 m 3m 5m x為坐標(biāo)變化 也就是物體的位移 其大小為5m 位移是負(fù)值 表示位移的方向沿ox軸的負(fù)方向 規(guī)律總結(jié) 1 依據(jù)題意 確定坐標(biāo)原點(diǎn)和正方向 對(duì)直線運(yùn)動(dòng) 正方向可以和物體運(yùn)動(dòng)方向相同或相反 建立一維坐標(biāo)系 2 選擇研究對(duì)象和研究過程 確定初末位置的坐標(biāo)x1 x2 3 在坐標(biāo)系上標(biāo)記出x1和x2 則 x x2 x1表示了物體在該過程的位移 變式訓(xùn)練4一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng) 各個(gè)時(shí)刻的位置如下表 質(zhì)點(diǎn)在每一秒內(nèi)都做單向直線運(yùn)動(dòng) 1 幾秒內(nèi)位移最大 a 1s內(nèi)b 2s內(nèi)c 3s內(nèi)d 4s內(nèi) 2 第幾秒內(nèi)位移最大 a 第1s內(nèi)b 第2s內(nèi)c 第3s內(nèi)d 第4s內(nèi) 3 幾秒內(nèi)的路程最大 a 1s內(nèi)b 2s內(nèi)c 3s內(nèi)d 4s內(nèi) 4 第幾秒內(nèi)的路程最大 a 第1s內(nèi)b 第2s內(nèi)c 第3s內(nèi)d 第4s內(nèi)答案 1 d 2 b 3 d 4 b 解析 1 幾秒內(nèi)指的是從計(jì)時(shí)開始的零時(shí)刻到幾秒末的一段時(shí)間 位移的大小是從初始位置到末位置的有向線段的長(zhǎng)度 本題中 質(zhì)點(diǎn)在1s內(nèi) 2s內(nèi) 3s內(nèi) 4s內(nèi)的位移大小分別是 5m 4m 1m和7m 故該題選d 2 第幾秒內(nèi)指的是第幾個(gè)1s的時(shí)間內(nèi) 即第幾秒初到第幾秒末的1s時(shí)間內(nèi) 本題中物體在第1s內(nèi) 第2s內(nèi) 第3s內(nèi)和第4s內(nèi)的位移大小分別為5m 9m 3m和6m 故該題選b 3 路程指的是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 本題中物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng) 運(yùn)動(dòng)的軌跡越長(zhǎng) 故該題選d 4 由以上分析可知 物體在第1s內(nèi) 第2s內(nèi) 第3s內(nèi) 第4s內(nèi)的路程大小分別為5m 9m 3m和6m 故該題選b 一 時(shí)間間隔和時(shí)刻1 時(shí)間間隔 用時(shí)間坐標(biāo)軸上的 來表示 2 時(shí)刻 用時(shí)間坐標(biāo)軸上的 來表示 課時(shí)訓(xùn)練 默讀記憶 二 位移和路程3 一般說來 當(dāng)物體從某一點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)b時(shí) 盡管可以沿不同的軌跡 走過不同的 但位置的變動(dòng)是相同的 在物理學(xué)中用位移來表示物體 質(zhì)點(diǎn) 的 我們從物體的 到 作一條有向線段 用這條有向線段表示位移 位移既有 又有 是矢量 4 1934年10月 中共中央和中央紅軍八萬余人 從江西瑞金進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移 開始長(zhǎng)征 歷時(shí)2年 于1936年10月 紅軍三大主力在甘肅會(huì)寧地區(qū)會(huì)師 宣告紅軍二萬五千里長(zhǎng)征勝利結(jié)束 這里的二萬五千里指的是 路程是物體沿 經(jīng)過的實(shí)際長(zhǎng)度 路程只有 沒有 是標(biāo)量 5 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線且運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí) 路程與位移的大小 其他情況下路程的數(shù)值都 位移的數(shù)值 三 矢量和標(biāo)量6 矢量是既有 又有 的物理量 標(biāo)量是只有 沒有 的物理量 矢量相加與標(biāo)量相加遵從不同的 兩個(gè)標(biāo)量相加遵從 的法則 兩個(gè)矢量相加遵從 定則 自主校對(duì) 一 1 一段距離2 點(diǎn)二 3 路程位置變化初位置末位置大小方向4 路程運(yùn)動(dòng)軌跡大小方向5 相等大于三 6 大小方向大小方向法則算術(shù)加法平行四邊形 1 以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是 a 中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目19 00開播b 北京奧運(yùn)會(huì)百米飛人大戰(zhàn)中金牌得主博爾特的成績(jī)是9秒69 破世界紀(jì)錄 c 為落實(shí)省規(guī)范辦學(xué) 學(xué)校規(guī)定早上起床的時(shí)間是6 30d 天津開往德州的4403次列車于15時(shí)47分從天津西站發(fā)車答案 b 解析 時(shí)刻與時(shí)間間隔的區(qū)別在于 時(shí)刻在時(shí)間軸上表示的是一點(diǎn) 而時(shí)間間隔在時(shí)間軸上表示的是一段 也可以這樣去區(qū)別 看描述的數(shù)據(jù)是否有始末之分 如b項(xiàng)中博爾特用9秒69跑完百米 自然有起點(diǎn)和終點(diǎn) 計(jì)時(shí)自然也有始末之分 所以b項(xiàng)中指的是時(shí)間間隔 2 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 由定義知 位移是由初位置指向末位置的有向線段 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 位移與路程無關(guān) 當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 位移的大小才等于路程 故a b d均錯(cuò)誤 c正確 3 關(guān)于矢量和標(biāo)量 下列論述中正確的是 a 有方向的物理量一定是矢量b 矢量一定具有方向c 只有大小而沒有方向的物理量一定是標(biāo)量d 標(biāo)量一定只有大小而沒有方向答案 bc 解析 矢量不僅要有方向 而且在運(yùn)算中要遵循平行四邊形定則 有些具有大小和方向的物理卻不是矢量 如電流等 可見a項(xiàng)錯(cuò) b項(xiàng)對(duì) 同樣 判斷某物理量是否是標(biāo)量也不能只看有無方向 還要看運(yùn)算是否滿足算術(shù)法則 如上面提到的電流就是一個(gè)具有方向的標(biāo)量 當(dāng)然無方向的物理量必然是標(biāo)量了 故c項(xiàng)對(duì) d項(xiàng)錯(cuò) 4 某物體沿半徑為r的圓周做勻速運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)了3圈回到原位置 運(yùn)動(dòng)過程中位移的最大值和路程的最大值分別是 a 2 r 2 rb 2r 2rc 2r 6 rd 2 r 2r答案 c 解析 注意題中指運(yùn)動(dòng)過程中 并不是指3圈后 故位移最大時(shí)是與起點(diǎn)共直徑時(shí) 途中共出現(xiàn)了3次 而只要物體在運(yùn)動(dòng) 其路程就會(huì)增加 故路程最大是運(yùn)動(dòng)3圈再回到起點(diǎn)時(shí) 時(shí)間的基本單位時(shí)間是與人類生活有著密切關(guān)系的物理量 其基本單位的定義一直在發(fā)展 這反映了人們對(duì)時(shí)間概念的實(shí)際理解和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 直線運(yùn)動(dòng)中用到時(shí)間的國(guó)際單位為秒 但到底多長(zhǎng)時(shí)間為1秒 理想的單位時(shí)間必須要尋找一個(gè)不受外界條件干擾的事件所經(jīng)歷的過程來作為單位時(shí)間的定義 課外閱讀 1 生物時(shí)晝夜的更迭 月亮的盈虧 寒暑的交替為定量測(cè)量時(shí)間提供了自然的單位 日 月 年 但這些單位都是很長(zhǎng)的時(shí)間段 為測(cè)量更短暫的現(xiàn)象 需要更小的時(shí)間單位 比如 老中醫(yī)以自己一次呼吸長(zhǎng)短來感覺病人脈搏的快慢 在先進(jìn)的測(cè)量工具出現(xiàn)之前 人們靠心臟搏動(dòng)間隔 一次