12时间和位移学案(人教版必修1)

第1页共3页学案2时间和位移[学习目标定位]1.能说出时刻和时间间隔的区别及联系，能区分给定的时间到底表示时刻还是时间间隔.2.能说出位移与路程的区别和联系.3.知道什么是矢量、标量及其区别，知道位移是矢量．一、时刻和时间间隔1．时刻：指某一瞬间；在时间轴上，时刻用点来表示．2．时间间隔：指某两个时刻之间的间隔．在时间轴上，时间间隔用线段来表示．二、路程和位移1．路程：物体运动轨迹的长度．2．位移：由初位置指向末位置的有向线段．三、矢量和标量1．矢量：指的是既有大小又有方向的物理量．例如，位移．2．标量：只有大小没有方向的物理量．例如，时间、温度．一、时刻和时间间隔[问题设计]中考结束后，爸爸带小明乘火车去深圳旅游，火车20：30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1：53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4：26达安徽阜阳站……(1)上一段话中各个时间的含义一样吗？哪些是时刻，哪些是时间间隔？(2)时刻和时间间隔的区别是什么？在时间轴上如何表示时刻和时间间隔？[要点提炼]1．时刻只能表示某一瞬间，比如一张照片，对应某个时刻．时间间隔表示时间的一段，比如一段录相，对应某个时间间隔．2．时刻体现在时间轴上为某一个点；时间间隔体现在时间轴上为一段线段．[延伸思考]如图1所示，结合所给时间轴，请体会以下几个表述指的是时刻还是时间间隔：第2s末，2s末，2s内，第2s内．图1二、路程和位移[问题设计]1．小明和爸爸出发前，爸爸让小明设计出行路线，路线起点：北京，终点：深圳．他有三种方式可供选择：一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机．三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？如何描述位置的变化？2．分析下列两种情况下的位移和路程，并说明：一般情况下，位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？(1)一位同学参加百米比赛；(2)一位同学沿着400m的跑道跑一圈．一般情况下，位移的大小不等于路程．只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程．[要点提炼]路程和位移的比较1．路程表示物体运动轨迹的长度，大小等于轨迹的长度，无方向．2．位移表示物体位置的变化，大小等于从初位置到末位置有向线段的长度．方向由初位置指向末位置．3．同一运动过程的路程，不小于位移的大小；在单向直线运动中，位移的大小等于路程．三、矢量和标量[问题设计]一个袋子里原来有20kg大米，现在又放进去10kg大米，那么现在大米总量是30kg.如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40m到达B点，然后又向西走了30m到达C点，则他从A点到C点的位移是多大？从大小的计算方法上看，质量和位移有什么不同？[要点提炼]1．矢量的表示方法：用一条带箭头的线段来表示．线段的长度表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向．2．大小的比较：标量大小的比较一般只看自身数值大小，而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大，则该矢量大．3．运算规律：标量的运算法则为算术法则，即初中所学的加、减、乘、除等运算方法；矢量的运算法则为以后学习到的平行四边形定则．四、直线运动的位置和位移[问题设计]如图2所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市．第2页共3页图2(1)以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；(2)求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？答案(1)如图所示(2)轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为x＝－500m－300m＝－800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西．其路程为s＝150m＋450m＋500m＝1100m.[要点提炼]1．位置和时刻相对应，位移和时间间隔相对应．2．在一维直线坐标系中，某一个点对应一个位置，用一个点的坐标值表示；线段长对应一段位移，用两个坐标的差值表示，即Δx＝x2－x1，Δx的数值表示位移大小，Δx为正表示位移方向与正方向相同，Δx为负表示位移方向与正方向相反．一、时间间隔和时刻的理解例1如图3所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是()图3A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内B．t2～t3表示时间间隔，称为第3s内C．t0～t2表示时间间隔，称为最初2s内或第2s内D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内二、位移和路程的理解及计算例2某人向东行6km，再向北行10km，又向南行2km，试计算他的路程和位移．(以初始位置为原点，画出坐标图加以说明)三、矢量和标量的区别例3下列关于位移(矢量)和温度(标量)的说法中，正确的是()A．两个运动物体的位移大小均为30m，则这两个位移一定相同B．B．做直线运动的两物体的位移x甲＝3m，x乙＝－5m，则x甲x乙C．温度计读数有正也有负，其正、负号表示方向D．温度计读数的正、负号表示温度的高低，不能表示方向四、利用坐标系求位移例4一质点沿x轴运动，如图4所示，t1时刻质点位于x1＝－3m处，t2时刻质点到达x2＝5m处，t3时刻到达x3＝－7m处，则：图4(1)质点在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何？(2)质点在t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何？(3)质点在t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何？三组物理量的对比辨析物理量概念辨析位移与路程位移的大小等于初位置到末位置的直线距离，方向由初位置指向末位置；位移是矢量路程是物体运动轨迹的实际长度，路程是标量时刻与时间间隔时刻在时间轴上用一个点来表示．时刻对应的是位置时间间隔在时间轴上用线段来表示．时间间隔对应的是位移矢量与标量矢量：既有大小又有方向的物理量．如位移、速度和力标量：只有大小没有方向的物理量，如质量、温度、时间自我检测1.(时间间隔和时刻的理解)“嫦娥三号”于2013年12月2日凌晨1时30分在西昌卫星发射中心成功发射，她在太空跋涉约13天后，于14日21时11分在月球虹湾以东区域成功软着陆．以上记录时间的数据分别指的是()A．时刻、时间间隔、时刻B．时间间隔、时刻、时间间隔C．都是时刻D．都是时间间隔2．(矢量和标量)下列物理量中，哪个是矢量()A．质量B．时间C．路程D．位移3．(路程和位移的计算)如图5所示，某同学沿平直路面由A点出发前进了100m到达斜坡底端的B点，又沿倾角为60°的斜面前进了100m到达C点，求此同学的位移和路程．图5第3页共3页1.答案(1)不一样.20：30、1：53、4：26是时刻；5小时23分、2分钟为时间间隔．(2)时刻是指一个瞬间，时间间隔是指一段时间．在时间轴上用点表示时刻，用线段表示时间间隔．[要点提炼]2,答案由题图可知，“第2s末”和“2s末”都与时间轴上t＝2s那一点相对应，所以指的是时刻；“2s内”是从计时开始到2s末的时间间隔，时间间隔为2s；“第2s内”是第1s末或者说第2s初到第2s末的时间间隔，时间间隔为1s(如图所示)．二，1.答案三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样．可以用一条从北京到深圳的有向线段，即位移来描述位置的变化．2.答案(1)参加百米比赛的同学，从起点到终点的位移是100m，路程是100m.(2)沿着400m的跑道跑一圈的同学，位移是0，路程是400m.答案如图所示，位移为从A点指向C点的有向线段，大小为50m．质量是标量，遵从算术加法的法则，可以直接相加减；位移是矢量，不能直接相加减，位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度．例1.解析此题首先要注意时刻和时间间隔分别对应于时间轴上的一个点和一段线段．其次要注意：(1)第ns末等于第(n＋1)s初；(2)ns内不等于第ns内，ns内指的是从0至ns末共ns的时间，而第ns内指的是从(n－1)(3)Δx3＝x3－x1＝[－7－(－3)]m＝－4m，或Δx3＝Δx1＋Δx2＝[8＋(－12)]m＝－4m，大小为4m，方向由x1指向x3，沿x轴负方向．例2.解析坐标图如图所示路程为6km＋10km＋2km＝18km位移是O指向C的有向线段，大小为：x＝62＋82km＝10km设OA与OC的夹角为θ，则：sinθ＝810，所以θ＝53°故方向为东偏北53°.答案见解析例3.答案D例4.解析(1)Δx1＝x2－x1＝[5－(－3)]m＝8m，大小为8m，方向由x1指向x2，沿x轴正方向．(2)Δx2＝x3－x2＝(－7－5)m＝－12m，大小为12m，方向由x2指向x3，沿x轴负方向(负号可以用来表示方向)．(3)Δx3＝x3－x1＝[－7－(－3)]m＝－4m，或Δx3＝Δx1＋Δx2＝[8＋(－12)]m＝－4m，大小为4m，方向由x1指向x3，沿x轴负方向．自我检测1.A2.D3.173m，方向由A指向C200m解析画出该同学的位移矢量图如图所示，该同学的位移为AC方向由A指向C由直角三角形知识BD＝BCcos60°＝100×12m＝50mCD＝BCsin60°＝100×32m＝503m所以AC＝AD2＋CD2＝1502＋5032m＝1003m≈173m，方向由A指向C，路程s＝AB＋BC＝200m.