
?2 時間 位移
第1課時 時間 位移
[學習目標] 1.知道時刻與時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系.2.理解位移和路程的概念,掌握矢量和標量的區(qū)別.
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)一維坐標系的三要素:原點、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.
(2)位移:
①物理意義:描述物體(質(zhì)點)位置的變化.
②定義:由初位置指向末位置的有向線段.
3.矢量和標量
(1)既有大小又有方向的物理量叫矢量,只有大小沒有方向的物理量叫標量.
(2)①時間;②溫度;③力;④質(zhì)量;⑤路程;⑥位移.屬于矢量的有③⑥,屬于標量的有①②④⑤.
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所示.
圖1
1.物體的初、末位置:可用位置坐標x1、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:Δx=x2-x1.
(1)若Δx為正,則位移的方向指向x軸的正方向;
(2)若Δx為負,則位移的方向指向x軸的負方向.
1.判斷下列說法的正誤.
(1)時刻就是一瞬間,即一段很短很短的時間間隔.( × )
(2)上午第一節(jié)課8點上課,這里的8點指時刻.( √ )
(3)在800 m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,800 m指位移.( × )
(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.( × )
(5)一個物體的位移為零,路程也一定為零.( × )
2.小明同學4×10 m折返跑測試成績?yōu)?.87 s,則小明在測試中路程為 m,位移為 m.9.87 s指 (填“時刻”或“時間間隔”).
答案 40 0 時間間隔
一、時刻和時間間隔
導(dǎo)學探究
1.根據(jù)圖2回答問題.
圖2
“五點鐘”“半個小時”“10分鐘”“8點”請把它們分類,它們的含義相同嗎?
答案 “五點鐘”“8點”指時刻;“10分鐘”“半個小時”指時間間隔.不同.
2.如圖3所示,在時間軸上標出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s內(nèi)”“前3 s內(nèi)”,然后指出哪些表示時刻,哪些表示時間間隔?
圖3
答案
“第3 s初”“第3 s末”表示時刻,
“第3 s內(nèi)”“前3 s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
上的表示
用點表示
用線段表示
描述關(guān)鍵詞
“初”“末”“時”,如“第1 s末”“第2 s初”“3 s時”
“內(nèi)”,如“第2 s內(nèi)”“前3 s內(nèi)”
聯(lián)系
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,好比一段錄像;時刻可以顯示運動的一瞬間,好比一張照片
以下各種關(guān)于時間和時刻的說法中正確的是( )
A.列車員說“火車8點42分到站”指的是時間間隔
B.輪船船務(wù)員說“本班輪船離港時間為17點25分”指的是時間間隔
C.“前3秒”“最后3秒”“第3秒內(nèi)”指的都是時間間隔
D.“第1秒末”“最后1秒”指的都是時刻
答案 C
解析 列車員說“火車8點42分到站”指的是時刻,A錯;輪船船務(wù)員說“本班輪船離港時間為17點25分”指的是時刻,B錯;“前3秒”“最后3秒”“第3秒內(nèi)”指的都是時間間隔,C對;“第1秒末”指的是時刻,“最后1秒”指的是時間間隔,D錯.
判斷時刻與時間間隔的兩種方法
(1)根據(jù)上下文判斷:分析題干,根據(jù)題意去體會和判斷.時刻對應(yīng)的是某一狀態(tài),時間間隔對應(yīng)的是某一過程.
(2)利用時間軸判斷:畫出時間軸,把所給的時刻和時間間隔表示出來,對應(yīng)一個點的是時刻,對應(yīng)一段線段的是時間間隔.
二、路程和位移 矢量和標量
導(dǎo)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?
圖4
(2)①如果一位同學從操場中心A點出發(fā)向北走了40 m到達B點,然后又向西走了30 m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 (1)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70 m,位移為從A點指向C點的有向線段,大小為50 m.
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.
知識深化
1.位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
項目
比較
位移
路程
區(qū)
別
物理意義
描述物體的位置變化,是由初位置指向末位置的有向線段
描述物體運動軌跡的長度
矢標性
矢量
標量
相關(guān)因素
由物體的初、末位置決定,與物體運動路徑無關(guān)
既與物體的初、末位置有關(guān),也與物體運動路徑有關(guān)
2.矢量和標量
(1)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、路程等.
(2)矢量
矢量是指既有大小又有方向的物理量,如位移、力等.矢量可以用帶箭頭的有向線段表示,在一維坐標系中可以用正負號表示它的方向.
[深度思考] 當物體做直線運動時,位移的大小一定等于路程嗎?
答案 只有在物體做單向直線運動時,位移的大小才等于路程.
如圖5所示,某人沿半徑R=50 m的圓形跑道跑步,從A點出發(fā)逆時針跑過圓周到達B點,試求由A到B的過程中,此人運動的路程和位移(取π=3.14,=1.414).
圖5
答案 235.5 m 70.7 m,方向由A指向B
解析 此人運動的路程等于所對應(yīng)的弧長,即路程s=×2πR=235.5 m.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=70.7 m,位移的方向由A指向B.
針對訓練 (2021·濟寧一中月考)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120 m到達井底,然后在井底又沿著水平隧道向東走了160 m到達B井,最后從B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面上,則此次巡檢中安檢員( )
A.發(fā)生的位移是200 m,方向向東;通過的路程是160 m
B.發(fā)生的位移是400 m,方向向東;通過的路程是160 m
C.發(fā)生的位移是160 m,方向向東;通過的路程是400 m
D.發(fā)生的位移是160 m,方向向東;通過的路程是240 m
答案 C
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
在一維坐標系中,物體的位置用它的坐標表示,坐標的絕對值表示物體到坐標原點的距離.
2.位移在一維坐標系中的表示
用初、末坐標的差值即Δx=x2-x1表示位移.Δx的絕對值表示位移大小,Δx的正負表示方向,正為沿x軸正方向,負為沿x軸負方向.
3.建立一維坐標系時,選擇不同的坐標原點,物體的位置坐標不同,但在同一運動過程中物體位移是相同的.
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Δx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Δx1=-4 m-5 m=-9 m;從C運動到B,它的位移為Δx2=1 m-(-4 m)=5 m.下列說法中正確的是( )
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B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.物體從A到B的位移Δx=4 m
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B的位移,選項A、C錯誤,B正確;物體從A到B的位移Δx=1 m-5 m=-4 m,故選項D錯誤.
(2021·定遠育才學校月考)下列關(guān)于位移和溫度的說法中,正確的是( )
A.兩運動物體的位移大小均為30 m,這兩個位移一定相同
B.做直線運動的兩物體位移x甲=3 m,x乙=-5 m,則甲的位移大于乙的位移
C.溫度計讀數(shù)有正有負,其正、負號表示溫度的方向
D.溫度計讀數(shù)t1=3 ℃,t2=-5 ℃,則t1>t2
答案 D
考點一 時刻和時間間隔
1.以下的計時數(shù)據(jù)指時間間隔的是( )
A.中央電視臺《新聞聯(lián)播》節(jié)目19時開播
B.在田徑運動會上,李明在100米決賽中以12.38秒的成績獲得冠軍
C.2020年11月24日4時30分,嫦娥五號發(fā)射成功
D.2020年11月28日8時30分,“奮斗者”號載人潛水器成功坐底10 909米深海后順利返航
答案 B
2.(2020·浙江省高一月考)如圖1所示,為有力支援武漢“抗疫”,空軍在2020年2月2日凌晨出動8架大型運輸機,分別從沈陽、蘭州、廣州、南京起飛,向武漢緊急空運795名軍隊支援湖北醫(yī)療隊隊員和58噸物資,上午9時30分全部抵達武漢天河機場.對以上描述下列說法正確的是( )
圖1
A.計算運輸機飛行時間時,運輸機不能看成質(zhì)點
B.在分析運輸機著陸動作時,運輸機可以看成質(zhì)點
C.“上午9時30分”指的是最后一架運輸機的飛行時間
D.“上午9時30分”指的是最后一架運輸機抵達武漢的時刻
答案 D
解析 計算運輸機飛行時間時,與運輸機的大小和形狀無關(guān),所以可以將運輸機看成質(zhì)點,A錯誤;在分析運輸機著陸動作時,不能忽略運輸機的大小和形狀,運輸機不能看成質(zhì)點,B錯誤;“上午9時30分”指的是最后一架運輸機抵達武漢的時刻,D正確,C錯誤.
3.(多選)根據(jù)如圖2所示的時間坐標軸,下列有關(guān)時刻與時間間隔的敘述正確的是( )
圖2
A.t2表示時刻,稱為第2 s末或第3 s內(nèi),也可以稱為2 s時
B.0~t2表示時間間隔,稱為最初2 s內(nèi)或第2 s內(nèi)
C.t2~t3表示時間間隔,稱為第3 s內(nèi)
D.tn-1~tn表示時間間隔,稱為第n s內(nèi)
答案 CD
解析 t2表示時刻,稱為第2 s末或第3 s初,故A錯誤;0~t2表示時間間隔,稱為前2 s內(nèi)或最初2 s內(nèi),第2 s內(nèi)表示1 s末到2 s末這1 s的時間間隔,故B錯誤;t2~t3表示時間間隔,稱為第3 s內(nèi),故C正確;tn-1~tn表示時間間隔,稱為第n s內(nèi),故D正確.
考點二 位移和路程 矢量和標量
4.(多選)關(guān)于位移和路程,下列說法中正確的是( )
A.沿直線運動的物體,位移和路程是相等的
B.質(zhì)點沿不同的路徑由A到B,其位移是相同的
C.質(zhì)點通過一段路程,其位移可能是零
D.質(zhì)點運動的位移大小可能大于路程
答案 BC
解析 在往復(fù)直線運動和曲線運動中,位移的大小是小于路程的,位移只取決于初、末位置,與路徑無關(guān),而路程是與路徑有關(guān)的,故選項B、C正確,A、D錯誤.
5.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.-10 m的位移比5 m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正確;-10 m的位移比5 m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,C錯誤;溫度是標量,負號表示該溫度比0 ℃低,正號表示該溫度比0 ℃高,故-10 ℃的溫度比5 ℃的溫度低,D正確.
6.400 m比賽中終點在同一直線上,但起點不在同一直線上,如圖3所示,關(guān)于這樣的做法,下列說法正確的是( )
圖3
A.這樣做的目的是使參加比賽的同學位移大小相同
B.這樣做的目的是使參加比賽的同學路程相同
C.這樣做的目的是使參加比賽的同學所用時間相同
D.這樣的做法其實是不公平的,明顯對外側(cè)跑道的同學有利
答案 B
解析 400 m比賽中,因為跑道外圈半徑大于里圈,當終點在同一直線上時,起點就不在同一直線上,這樣做的目的是使參加比賽的同學路程相同,B正確.
7.某學校田徑運動場400 m標準跑道的示意圖如圖4所示,100 m賽跑的起跑點在A點,終點在B點,400 m賽跑的起跑點和終點都在A點.在校運動會中,甲、乙兩位同學分別參加了100 m、400 m項目的比賽,關(guān)于甲、乙兩位同學運動的位移大小和路程的說法正確的是( )
圖4
A.甲、乙兩位同學的位移大小相等
B.甲、乙兩位同學的路程相等
C.甲的位移較大
D.甲的路程較大
答案 C
解析 位移是指從初位置到末位置的有向線段,位移是矢量,有大小也有方向.由題意可知,400 m的比賽中,起點和終點相同,所以在400 m的比賽中位移的大小是0,而在100 m的比賽中,做的是直線運動,位移的大小就是100 m,所以甲的位移為100 m,乙的位移是0,所以甲的位移大;路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度,路程是標量,只有大小,沒有方向,所以在100 m、400 m的比賽中,路程大的是400 m比賽,故乙的路程大,故A、B、D錯誤,C正確.
8.若規(guī)定向東方向為位移的正方向,今有一個皮球停在水平面上某處,輕輕踢它一腳,使它向東做直線運動,經(jīng)5 m時與墻相碰后又向西做直線運動,經(jīng)7 m后停下.上述過程中皮球通過的路程和位移分別是( )
A.12 m,2 m B.12 m,-2 m
C.-2 m,2 m D.2 m,2 m
答案 B
解析 如圖所示,設(shè)皮球開始時停在A點,與墻壁碰撞反彈后最終停在B點,則皮球通過的路程為5 m+7 m=12 m;位移為從A到B的有向線段,長度為2 m,方向向西,故位移為-2 m,故選B.
9.如圖5所示,A、B是靜止在球桌臺面上的兩個球,相距1.1 m,運動員將球A擊向球臺側(cè)壁C點,球A碰壁后反彈與球B相碰,已知C點與球A、球B原來位置的距離分別為0.6 m和0.9 m.關(guān)于球A從開始被擊到撞到球B的全過程中,下列判斷正確的是( )
圖5
A.球A通過的路程是1.5 m
B.球A通過的路程是1.1 m
C.球A通過的位移大小是0.9 m
D.球A通過的位移大小是0.6 m
答案 A
考點三 坐標系
10.某校操場的國旗平臺離地面的高度是0.5 m,將坐標系的原點定在平臺上,取旗桿所在直線向上為坐標軸的正方向,旗桿上固定國旗的A、B兩點離地面的距離分別為10.9 m和9.4 m,那么A、B兩點的坐標分別是( )
A.10.9 m,9.4 m B.11.4 m,9.9 m
C.10.4 m,8.9 m D.10.9 m,-9.4 m
答案 C
解析 A點的坐標為xA=10.9 m-0.5 m=10.4 m;B點的坐標為xB=9.4 m-0.5 m=8.9 m,C正確.
11.在某次鉛球比賽中,某運動員以18.62 m的成績獲得金牌.這里記錄的成績是指( )
A.比賽中鉛球發(fā)生的位移大小
B.比賽中鉛球經(jīng)過的路程
C.既是鉛球發(fā)生的位移大小,又是鉛球經(jīng)過的路程
D.既不是鉛球發(fā)生的位移大小,也不是鉛球經(jīng)過的路程
答案 D
解析 鉛球的運動軌跡如圖中曲線所示,鉛球的比賽成績18.62 m是拋出點A在地面上的豎直投影點A′到落地點B的距離,而位移大小是有向線段的長度,路程是曲線AB的長度,故D正確.
12.在一維坐標系中,某時刻A、B兩物體的位置坐標分別為xA=+2 m,xB=-3 m,以后某段時間內(nèi)A、B兩物體在坐標軸上的位移分別為ΔxA=+2 m,ΔxB=-3 m,下列說法正確的是( )
A.此刻A距離坐標原點比B更遠
B.此刻B物體處于坐標軸的負半軸上
C.此后的這段時間內(nèi),A的位移較大
D.這段時間末,B物體到達了坐標原點處
答案 B
13.如圖6所示,某人沿著傾角為45°的樓梯從一樓A位置走到了二樓B位置,如果樓梯間的寬度為L,則人的位移大小和路程分別為( )
圖6
A.2L,L
B.2L,(1+2)L
C.L,2L
D.L,(1+2)L
答案 D
14.如圖7所示,物體沿兩個半徑為R的圓弧由A運動到C,則它的位移和路程分別為( )
圖7
A.R,方向由A指向C;R
B.R,方向由A指向C;R
C.R,方向由A指向C;R
D.R,方向由C指向A;R
答案 C
解析 物體的位移大小為線段AC的長度,根據(jù)幾何關(guān)系可知:xAC==R,方向由A指向C;路程為一個半圓周長和一個四分之三圓周長之和,即s=+×2πR=πR,故A、B、D錯誤,C正確.
這是一份人教版 (2019)必修 第一冊2 時間 位移第一課時學案設(shè)計,共5頁。
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊2 時間 位移第1課時學案,共22頁。
這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊2 時間 位移第1課時導(dǎo)學案及答案,共13頁。
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