12时间和位移课件(人教版必修1)

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．知识·储备区学习·探究区自我·检测区1．在国际单位制中长度的基本单位是___，符号是__；此外还有比米大的单位千米(km)、比米小的单位分米(dm)、厘米(____)、毫米(mm)、微米(μm)．学生常用的测量长度的工具是________．2．在国际单位制中，时间的基本单位是___，符号是__.时间单位还有小时(h)、分(min)．知识·储备区米mcm刻度尺秒s知识·储备区学习·探究区自我·检测区3．时刻和时间间隔时刻指___________；时间间隔指某两个时刻之间的_______．在时间轴上，时刻用___来表示，时间间隔用______来表示．4．路程和位移路程是物体运动____________；位移是表示物体(质点)__________的物理量，用由_______指向________的有向线段来表示．有向线段的______表示位移的大小，有向线段的_______表示位移的方向．知识·储备区某一瞬时间隔点线段轨迹的长度位置变化初位置末位置长度方向知识·储备区学习·探究区自我·检测区5．矢量和标量矢量指的是既有______又有______的物理量；标量只有______没有______．位移是______，时间是______(填“矢量”或“标量”)．知识·储备区大小方向大小方向矢量标量知识·储备区学习·探究区自我·检测区一、时刻和时间间隔[问题设计]一列火车由北京开往深圳，20∶30分准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1∶53分到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4∶26分到达安徽阜阳站…….(1)上一段话中各个地方的时间含义一样吗？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？学习·探究区知识·储备区学习·探究区自我·检测区答案(1)不一样.20∶30分、1∶53分、4∶26分是时刻；5小时23分、2分钟为时间间隔．学习·探究区(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．知识·储备区学习·探究区自我·检测区[要点提炼]1．时刻只能表示某一______，比如一张照片对应某个时刻．时间间隔表示时间的______，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___；时间间隔体现在时间轴上为__________．学习·探究区瞬间一段点一段线段知识·储备区学习·探究区自我·检测区二、路程和位移[问题设计]1．中考结束后，爸爸准备带小明去参观清华、北大等名校，并让小明设计出行路线，路线起点：济南，终点：北京．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？学习·探究区答案三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从济南到北京，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样．可以用一条从济南到北京的有向线段，即位移来描述位置的变化．知识·储备区学习·探究区自我·检测区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．学习·探究区答案(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.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．知识·储备区学习·探究区自我·检测区[要点提炼]路程和位移的区别与联系比较项目路程位移意义表示物体_______________表示物体____________大小等于_____的长度等于从初位置到末位置的___________的长度方向无方向从初位置指向________联系(1)二者___________，都是长度单位(2)同一运动过程的路程，不小于位移的大小，在______________中，位移的大小等于路程学习·探究区运动轨迹的长度位置的变化轨迹有向线段末位置单位相同单向直线运动知识·储备区学习·探究区自我·检测区三、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？学习·探究区答案如图所示，位移为从A点指向C点的有向线段的长度，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．知识·储备区学习·探究区自我·检测区[要点提炼]1．标量只有大小而没有方向的物理量．如：_____、_____、时间、路程、温度等，其运算遵从算术运算法则．2．矢量有大小和方向的物理量，如______、力、速度等，其运算法则不同于标量．3．矢量的表示方法：用一条带箭头的线段来表示．___________表示矢量的大小，___________表示矢量的方向．学习·探究区长度质量位移线段的长度箭头的指向知识·储备区学习·探究区自我·检测区四、直线运动的位置和位移[问题设计]如图1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．图1(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？学习·探究区知识·储备区学习·探究区自我·检测区答案(1)如图所示学习·探究区(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.知识·储备区学习·探究区自我·检测区[要点提炼]1．位置和时刻相对应；位移和__________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_____，Δx为正表示位移方向与正方向______，Δx为负表示位移方向与正方向______．学习·探究区时间间隔大小相同相反知识·储备区学习·探究区自我·检测区例1如图2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2A．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内学习·探究区知识·储备区学习·探究区自我·检测区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距离．其次要注意：(1)第ns末等于第(n＋1)s初；学习·探究区(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)s末至ns末共1s的时间．故只有B正确．答案B知识·储备区学习·探究区自我·检测区例2学校举行秋季运动会，操场的400m跑道如图3所示，图中AF、CD是百米直道，其余部分是两个等长的百米半圆弯道．某运动员参图3加200m径赛，起点是A点，求参赛过程中运动员的位移．学习·探究区解析该题的关键是要知道200m跑道的特点，运动员的参赛项目为200m径赛，即他跑过的路程为200m，所以该运动员由A出发，沿弯道ABC到达C，接着沿直道CD到达终点D结束比赛．由A向D引有向线段，该线段的长度即为运动员的位移．知识·储备区学习·探究区自我·检测区学习·探究区因弯道ABC的长度为100m，故：AC＝2×100πm＝63.7m由直角△ACD得位移大小为x＝AD＝AC2＋CD2＝63.72＋1002m＝118.6m设位移AD与AF夹角为θ，则：tanθ＝ACCD＝63.7100＝0.637所以θ＝arctan0.637答案118.6m，方向与直道AF夹角为arctan0.637知识·储备区学习·探究区自我·检测区例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．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，不能表示方向学习·探究区解析当两个矢量大小相等、方向相同时，才能说这两个矢量相同；直线运动的位移的“＋”、“－”号表示方向；温度是标量，标量的正、负表示大小(即温度的高低)．D知识·储备区学习·探究区自我·检测区例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)物体在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何？(2)物体在t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何？(3)物体在t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何？学习·探究区知识·储备区学习·探究区自我·检测区解析(1)Δx1＝x2－x1＝[5－(－3)]m＝8m，大小为8m，方向由x1指向x2，与x轴同向．学习·探究区(2)Δx2＝x3－x2＝(－7－5)m＝－12m，大小为12m，方向由x2指向x3，与x轴反向(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，与x轴反向．答案见解析知识·储备区学习·探究区自我·检测区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和路程矢量与标量矢量：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、时间学习·探究区知识·储备区学习·探究区自我·检测区1．第三十届奥运会开幕式于2012年7月27日20∶12(伦敦当地时间)在伦敦举行，所有比赛历时17天．以上记录时间的数据分别指的是()A．时刻和时间间隔B．时间间隔和时刻C．都是时刻D．都是时间间隔自我·检测区解析2012年7月27日20∶12指的是开幕的时刻；17天是所有比赛所用的时间，指的是时间间隔．故A正确．A知识·储备区学习·探究区自我·检测区2．关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是()A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B．位移的大小不会比路程大C．路程是标量，即位移的大小D．当质点做直线运动时，路程等于位移的大小自我·检测区解析位移是矢量，其大小等于从初位置指向末位置的线段的长度，其方向由初位置指向末位置，而不是质点运动的方向，A错．知识·储备区学习·探究区自我·检测区位移的大小是初位置到末位置的线段的长度，而当物体从初位置运动到末位置时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线．如质点沿曲线ABC从A到达C，路程是曲线ABC的长度，而位移大小是线段AC的长度，方向由A指向C(如图甲)．同样，质点沿直线从A点经B点到C点，又从C点折回B点，质点通过的路程是线段AC的长度加CB的长度，而质点的位移的大小是线段AB的长度，方向由A指向B(如图乙)．只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，B对，C、D错．自我·检测区答案B知识·储备区学习·探究区自我·检测区3．物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量表示物体的位移．如图5所