
任務(wù)1:區(qū)別時刻與時間間隔.任務(wù)2:建立坐標(biāo)系準(zhǔn)確描述物體的位置.任務(wù)3:建立位移概念.任務(wù)4:建立位移-時間圖像.任務(wù)5:位移和時間的測量.
問題情境: 圖1為某學(xué)校作息時間表,圖2為時間軸
任務(wù)1:區(qū)別時刻與時間間隔
1.由作息時間表可知,第一節(jié)課8:45上課,9:25下課,每節(jié)課40min,期中“8:45”、“9:25”和“40min”都是我們?nèi)粘I钪兴f的時間,它們的意義相同嗎?是否應(yīng)該用更加準(zhǔn)確的概念來區(qū)分它們?
2.我們常用時間坐標(biāo)軸來表示時間,圖中坐標(biāo)軸上的“3”,它表示3s初還是3s末?2s末與3s初在坐標(biāo)軸上是同一點(diǎn)嗎?
3.你能在圖中標(biāo)出“前3s”、“第3s” 、“第3s初” 、“第3s末”和“3s”時嗎?上述哪些是時間間隔,哪些是時刻?時間間隔與時刻在坐標(biāo)軸上的特征是什么?
不相同;可用時刻和時間間隔
“前3s”“第3s”是時間間隔,“第3s初”“第3s末”“3s時”是時刻在坐標(biāo)軸上,時刻用一個點(diǎn)表示,時間間隔用一段線段表示
一 時刻和時間間隔的區(qū)別與聯(lián)系
【方法技巧】時刻與時間間隔的兩種判定方法(1)根據(jù)上下文判斷:時刻對應(yīng)事件狀態(tài),時間間隔對應(yīng)事件過程。(2)利用時間軸判定:畫出時間軸,軸上的點(diǎn)表示時刻,兩個時刻間一段線段表示時間間隔。
例 [多選]如圖所示為日全食的情景,北京時間2017年8月22日在某國發(fā)生的日全食從凌晨0時15分37秒開始初虧,從初虧到復(fù)原持續(xù)了2小時42分42秒。對此次日全食,該國迎來了2017年最黑暗的一天,廣大地區(qū)體驗(yàn)了120秒的完全黑暗,則( ?。〢.0時15分37秒是時間間隔B.2小時42分42秒是時間間隔C.在觀測日全食時可將太陽看成質(zhì)點(diǎn)D.地球繞太陽做圓周運(yùn)動,這是以太陽為參考系來描述的
【點(diǎn)評】?。?)時間對應(yīng)著某個事件所經(jīng)歷的某個過程。(2)時刻對應(yīng)著某個事件開始、結(jié)束或進(jìn)行到某一狀態(tài)時所對應(yīng)的瞬間。
任務(wù)2:建立坐標(biāo)系準(zhǔn)確描述物體的位置
問題情境:行駛在長安街上的汽車,茫茫大海中的輪船,空中飛行的飛機(jī),一維坐標(biāo)系
1.你正坐著汽車行駛在長安街上時,接到了同學(xué)的電話,你如何描述你的位置?輪船船長和飛機(jī)駕駛員如何報告位置?
2.物體做直線運(yùn)動時,常用一維坐標(biāo)系描述物體的位置,如圖中的坐標(biāo)系,表達(dá)了哪些信息?
3.一維坐標(biāo)系中A、B、C表示汽車運(yùn)動過程中經(jīng)過的幾個位置,A、B、C位置的坐標(biāo)分別是什么?坐標(biāo)值的意義是什么?
通過標(biāo)志牌;船長和駕駛員通過位置坐標(biāo)來描述
100m,150m,-100m;描述了物體所處的位置
問題情境:上海到北京間的高鐵網(wǎng)絡(luò)
1. 京滬高鐵東線建成后,從上海到北京,高鐵可走京滬高鐵西線或京滬東線.列車行駛的路程是否相同?位置的變化是否相同?
2.從上海到北京和從北京到上海,位置變化相同嗎?如何描述這種不同?
路程不相同;位置變化相同,初末位置一樣
起止點(diǎn)不一樣,不相同,需要考慮方向
位移為上海到北京的直線距離;位移之和不是1390km
4.如圖坐標(biāo)系中,若汽車沿直線先從0點(diǎn)到A點(diǎn),再從A點(diǎn)到B點(diǎn),位移分別等于多少?方向如何?總位移等于多少?方向如何?在坐標(biāo)系中各段位移及總位移如何計算?方向如何體現(xiàn)?
5.如圖坐標(biāo)系中,若汽車沿直線先從0點(diǎn)到B點(diǎn),再從B點(diǎn)到C點(diǎn),位移分別等于多少?方向如何?總位移等于多少?方向如何?在坐標(biāo)系中各段位移及總位移如何計算?方向如何體現(xiàn)?
100m,50m方向O→A,A→B;總位移為150m,方向O→B
150m,250m,方向O→B,B→C總位移100m,方向O→C位移為兩點(diǎn)距離的長度,方向?yàn)槌跷恢弥赶蚰┪恢?br/>二 位置、位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
例 如圖所示,一輛汽車從超市出發(fā),向東行駛了300 m到達(dá)電影院,繼續(xù)行駛了150 m到達(dá)度假村,又向西行駛了950 m到達(dá)博物館,最后回到超市。以超市所在的位置為原點(diǎn),以向東的方向?yàn)檎较?,?個單位長度表示100 m。(1)在直線坐標(biāo)系上表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置;(2)求汽車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移。
【解】(1)如圖所示。(2)汽車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移為Δx=x2-x1=-500 m-300 m=-800 m,負(fù)號表示其方向與規(guī)定的正方向相反,即方向向西。
任務(wù)4:建立位移-時間圖象
1.描述物體的運(yùn)動,位置與時刻、位移與時間間隔都是重要的物理量,怎樣簡潔、直觀地把它們同時表示出來?
2.如圖1中的坐標(biāo)系,若汽車從坐標(biāo)原點(diǎn)0點(diǎn)以10m/s的速度向東勻速行駛,若以0點(diǎn)為計時起點(diǎn),能在圖2中標(biāo)出1s、2.5s、3s、3.5s、4.5s、5s時的位置坐標(biāo)嗎?能求出第3s時的位移嗎?
可以注意第3s的時間是從第2是末到第3s末
3.觀察描出的六個點(diǎn)有什么規(guī)律?你是怎樣表示除這六個時刻以外的位置的?
4.勻速直線運(yùn)動物體的x-t圖象有什么特點(diǎn)?速度大小能夠反映嗎?
5.如圖3,A、B、C是三個物體做直線運(yùn)動的x-t圖象,物體如何運(yùn)動?運(yùn)動方向能看出來嗎?速度大小能看出來嗎?
大體在一條直線上;連線表示
一條傾斜的直線,速度大小用圖線的傾斜程度來反映
A沿正向勻速運(yùn)動B靜止C沿負(fù)向勻速運(yùn)動
例 如圖所示為某客車的x-t圖像。(1)根據(jù)圖像說明客車在各時間段的運(yùn)動情況。(2)客車最遠(yuǎn)位置距離出發(fā)點(diǎn)多少千米?
【思路點(diǎn)撥】 在x-t圖像中,圖線反映了物體的位移隨時間的變化規(guī)律。在t軸上方的位移為正,表示位移方向與規(guī)定的正方向相同;t軸下方位移為負(fù),表示位移方向與規(guī)定的正方向相反。
【解】(1)0~1 h,客車向正方向前進(jìn)40 km。1~1.5 h,客車靜止在40 km處。1.5~3 h,客車沿負(fù)方向返回。(2)由圖像可知,1 h末客車離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為40 km。
問題情境: 打點(diǎn)計時器、小車在軌道上運(yùn)動、實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶
任務(wù)5:位移和時間的測量
1.用什么工具測量小車運(yùn)動的位移?如果是mm刻度尺,讀數(shù)要求是什么?
2.用什么測量小車運(yùn)動的時間?為什么不能用停表(秒表)測量?
3.打點(diǎn)計時器各部分叫什么?打點(diǎn)計時器有什么功能(記錄哪些物理量)?
4.實(shí)驗(yàn)時,是先接通電源還是先釋放小車?
通過紙帶測量;注意估讀
用打出的紙帶,打點(diǎn)計時器就是測量時間的儀器,停表準(zhǔn)確度低
可以打出紙帶,紙帶記錄位移和時間
5.如圖中紙帶,選擇A為計時起點(diǎn),打下各點(diǎn)小車運(yùn)動的時間是多少?打下各點(diǎn)時小車的位移如何測量?
6.為了研究小車運(yùn)動位置隨時間的變化關(guān)系,需要記錄哪些數(shù)據(jù)?
相鄰點(diǎn)之間的時間間隔為T,位移可以采用圖示方法測量
打點(diǎn)間距變大,說明做加速運(yùn)動
1.[多選]關(guān)于時刻和時間間隔,下列說法正確的是( )A.2017年4月20日19時41分,海南文昌發(fā)射場,中國首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號”順利發(fā)射升空,這里指的是時刻B.高速攝像機(jī)拍攝子彈穿過蘋果瞬間的照片,曝光時間為10-6 s,這里指的是時刻C.中央電視臺每晚新聞聯(lián)播開始的時間是19時,這里指的是時間間隔D.物體在第4 s內(nèi)指的是物體在第3 s末到第4 s末這段時間間隔
2.如圖所示的時間軸,下列關(guān)于時刻和時間間隔的說法中正確的是( ?。〢.t2表示時刻,稱為第2 s末或第3 s初,也可以稱為2 s內(nèi)B.t2~t3表示時間,稱為前3 s內(nèi)C.t0~t2表示時間,稱為最初2 s內(nèi)或前2 s內(nèi)D.tn-1~tn表示時間,稱為第(n-1) s內(nèi)
3.一個小球從距地面4 m高處豎直向下拋出,被地面彈回,在距地面1 m處被接住,坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2 m處,選豎直向下為坐標(biāo)軸的正方向,拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)是( ?。〢.2 m,-2 m,-1 mB.-2 m,2 m,1 mC.4 m,0,1 mD.-2 m,0,-1 m
【方法技巧】利用坐標(biāo)軸解題的方法(1)建立坐標(biāo)系時,必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長度。(2)位置坐標(biāo)的意義:正、負(fù)表示方向,數(shù)值表示與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離。(3)坐標(biāo)軸的方向不一定非得在水平方向或豎直方向上,同時不能忽略“+”“-”號。(4)建立何種坐標(biāo)系,由物體運(yùn)動特點(diǎn)確定,建立坐標(biāo)系的原則是方便準(zhǔn)確地描述物體位置及位置變化。
4.在邊長為100 m的正方形廣場邊緣,一同學(xué)由a點(diǎn)沿如圖所示路徑散步。在由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中,該同學(xué)( ?。〢.通過的路程是50 m B.通過的路程是400 mC.位移大小是50 m D.位移大小是400 m
5.一質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)沿x軸運(yùn)動,如圖所示,t1時刻質(zhì)點(diǎn)位于x1=-3 m處。t2時刻質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x2=5 m處,t3時刻到達(dá)x3=-7 m處,則:(1)質(zhì)點(diǎn)在t1到t2這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何?(2)質(zhì)點(diǎn)在t2到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何?(3)質(zhì)點(diǎn)在t1到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何?
【解】?。?) =x2-x1=5 m-(-3 m)=8 m,位移大小為8 m,方向沿x軸正方向。(2) =x3-x2=-7 m-5 m=-12 m,位移大小為12 m,方向沿x軸負(fù)方向。(3) =x3-x1=-7 m-(-3 m) =-4 m,位移大小為4 m,方向沿x軸負(fù)方向。
6.[多選]如圖所示是一輛汽車做直線運(yùn)動的x-t圖像,關(guān)于線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動,下列說法正確的是( )A. 這輛汽車最遠(yuǎn)距離出發(fā)點(diǎn)30 kmB. AB段汽車靜止C. CD段表示汽車的運(yùn)動方向與初始運(yùn)動方向相同D. 0~4 h內(nèi),汽車的位移大小為30 km
解析:A對:由題圖可知,這輛汽車從O位置開始出發(fā),最遠(yuǎn)距離出發(fā)點(diǎn)30 km。B對:AB段圖線平行于時間軸,表示位移不隨時間變化,汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)。C錯:OA段表示汽車沿正方向運(yùn)動,CD段表示汽車沿負(fù)方向運(yùn)動,所以CD段汽車的運(yùn)動方向與OA段汽車的運(yùn)動方向相反。D錯:由題圖可知0~4 h內(nèi),汽車的位移大小為0。
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