2019-2020学年高中物理 第一章 2 时间和位移课件 新人教版必修1

2时间和位移1.了解时刻和时间间隔,会在坐标轴上区分时刻和时间间隔。2.知道路程与位移,能说出路程是物体通过的实际轨迹的长度,位移是运动物体位置的改变。3.知道矢量和标量,能区分哪些是矢量,哪些是标量。4.会求解直线运动的位置和位移。一二三四一、时刻和时间间隔1.时间间隔和时刻的比较:2.时间的测量:常用的测量时间的工具有钟表、停表、打点计时器等。秒是时间的国际制单位。项目意义时间轴表示对应物理量通常说法(举例)时刻一瞬间轴上一点状态(如位置)第3s末时间间隔一段时间轴上一段过程(如路程)前2s内、第3s内联系两个时刻之间的间隔即为时间间隔一二三四2016年10月17日7时30分,神舟十一号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。212秒后,整流罩分离,10分钟后,船箭分离。计划2天内与天宫二号交会对接。10月19日3时31分,神舟十一号飞船与天宫二号自动对接成功。在上面给出的时间中,哪些指的是时间间隔?哪些指的是时刻?提示:212秒、10分钟、2天指的是时间间隔;7时30分、3时31分指的是时刻。一二三四二、路程和位移项目位移路程含义描述物体位置的变化表示物体运动轨迹的长度大小从初位置指向末位置的有向线段的长度物体运动轨迹的长度方向性有(选填“有”或“无”)方向,从初位置指向末位置无(选填“有”或“无”)方向联系一般情况下,位移的大小小于(选填“大于”“小于”或“等于”)路程,在向着一个方向的直线运动中,位移的大小等于(选填“大于”“小于”或“等于”)路程温馨提示位移永远不可能等于路程,因为它们分别属于不同性质的物理量,一个是矢量,一个是标量。一二三四如图所示,汽车上的里程表,显示的数字表示位移还是路程?提示:里程表显示的数字表示路程。一二三四三、矢量和标量项目矢量标量定义既有大小又有方向的物理量只有大小没有方向的物理量举例位移、速度、力等质量、体积、温度等运算法则遵循平行四边形定则(第三章中讲述)遵循算术加法的法则一二四三四、直线运动的位置和位移描述直线运动的位置和位移,只需建立直线坐标系,用坐标表示位置,用坐标的变化表示位移。如图所示,一个物体沿直线从A点运动到B点,若A、B两点的位置坐标分别为xA和xB,则物体的位移为Δx=xB-xA,若物体从B点运动到A点,则物体的位移为Δx=xA-xB。一二三一、时刻和时间间隔的区别和联系1.时刻与时间的区别和联系项目时刻时间(间隔)区别时刻对应于物体所处的位置或状态时间(间隔)对应于物体所经历的某段过程时刻只有先与后、早与迟的区别,而没有长短之分没有先与后、早与迟的区别,只有长短之分在时间轴上,时刻用一个点表示在时间轴上,时间用线段表示联系两个时刻的间隔即为时间一二三2.用时间轴表示时间和时刻(1)第1s内、第2s内、第3s内……第ns内指的都是时间,都为1s。(2)最初2s内、最初3s内……最初ns内都是指时间,在数值上对应所述值。(3)第1s末(第2s初)、第2s末(第3s初)……第ns末,都是指时刻。如图所示,第3s末和第8s初都是时刻,第5s末和第6s初是同一时刻(在时间轴上是同一点)。第2s初到第3s末的时间间隔为2s。一二三温馨提示我们在日常生活中往往不区分时刻和时间间隔,而把它们通称为时间,但在以后的学习中必须加以区分。(1)在判断时间间隔和时刻时,要注意一些关键字的含义,如:“初”“末”“时”“内”等。(2)要弄清时间间隔和时刻在时间轴上的表示。一二三二、位移和路程的区别与联系项目位移路程区别描述质点位置的变化,是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢量,有大小,也有方向标量,有大小,无方向由质点的初、末位置决定,与质点的运动轨迹无关既与质点的初、末位置有关,也与运动路径有关联系①都是描述质点运动的空间特征②都是过程量③一般来说,位移的大小不等于路程,在一个运动过程中,位移的大小不大于相应的路程。只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程一二三温馨提示路程不能明确物体开始在哪里,最终的位置怎样。位移则能明确表示物体的始末位置(在什么方向,相距多远),但不能说明物体“走了多少路”。两者具有相互弥补的作用。两者虽然单位相同,却是不同的物理量。一二三三、矢量和标量1.矢量的表示:(1)矢量用带箭头的线段表示,线段的长度表示矢量的大小,箭头的方向表示矢量的方向。(2)在同一直线上的矢量,可先建立直线坐标系,在数值前加上正负号表示矢量的方向,正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号则相反。2.大小的比较:标量大小的比较只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值的大小且绝对值大的矢量就大。如两位移x1=2m,x2=-3m,则两位移的大小关系为x1x2,而对温度t1=2℃和t2=-3℃来说,则温度t1高于温度t2。3.运算方法:标量的运算法则为算术法,即初中所学的加、减、乘、除、乘方和开方等运算方法;矢量的运算法则为平行四边形定则,这将在以后学习。一二三温馨提示(1)求某一矢量时,除求出其大小外,还要指出它的方向。(2)矢量的“+”“-”仅仅表示方向,不表示矢量的大小。类型一类型二类型三类型一对时刻和时间间隔的认识【例题1】(多选)关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是()A.物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔D.第4s末就是第5s初,指的是时刻点拨:生活中有关时间的描述有很多,如:几秒内,第几秒,几秒初,几秒末,前几秒,后几秒等,要分清各种说法的准确含义。解析:5s时指的是5s末这一时刻,选项A正确;5s内指的是前5s这一时间间隔,选项B错误;第5s内指的是4s末到5s末这1s时间间隔,选项C正确;前1s末和后1s初是同一时刻,故第4s末和第5s初是同一时刻,选项D正确。答案:ACD类型一类型二类型三题后反思区分时刻和时间间隔的方法:(1)利用上下文判断。分析所给的说法,根据题意进行判断。(2)利用时间轴判断。画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔标出来,时刻对应一个点,时间间隔对应一条线段。类型一类型二类型三类型二位移和路程的计算方法【例题2】若规定向东方向为位移的正方向,今有一个皮球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经5m与墙相碰后又向西做直线运动,经7m而停下。则上述过程中皮球通过的路程和位移分别是()A.12m2mB.12m-2mC.-2m2mD.2m2m点拨:位移大小等于初、末位置间的直线距离,方向从初位置指向末位置。路程为实际路径的长度。类型一类型二类型三解析:如图所示,设皮球开始时停在A点,与墙壁碰撞反弹后停在B点。则皮球通过的路程为5m+7m=12m;位移为从A到B的有向线段,长度为2m,方向向西,故位移为-2m。答案:B题后反思此类问题的分析方法:(1)以某物体为研究对象,选择一个研究过程。(2)找出研究过程的初始位置,则由初位置指向末位置的有向线段就是位移。(3)画出物体的运动轨迹示意图,则实际路径的总长度就是路程。类型一类型二类型三触类旁通若规定向西方向为位移的正方向,上述过程中皮球通过的路程和位移分别是多少?解析:若规定向西方向为位移的正方向,则皮球通过的路程为5m+7m=12m;位移仍为从A到B的有向线段,大小为2m,方向向西,故位移为2m。答案:路程为12m,位移为2m类型一类型二类型三类型三矢量和标量的运算方法【例题3】某中学垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒,如图所示。一名击球员击球后,由本垒经一垒、二垒跑到三垒。求:(1)运动员从本垒到二垒过程的路程和位移。(2)运动员在整个过程中的路程和位移。点拨:路程是运动员经过的路径的长度,而位移大小是初位置到末位置的有向线段的长度,位移方向由初位置指向末位置。类型一类型二类型三解析:(1)运动员从本垒到二垒过程的路程l1=2×16.77m=33.54m,(2)从本垒经一垒、二垒跑到三垒的路程是l2=3×16.77m=50.31m。位移x2=16.77m,方向从本垒指向三垒。答案:(1)33.54m23.72m,由本垒指向二垒(2)50.31m16.77m,由本垒指向三垒题后反思(1)位移是矢量,求矢量时,不仅要求出其大小,还要说明它的方向。(2)两个同类的标量求和,可以把它们直接相加。(3)两个不同方向的同种矢量不能大小直接相加。位移x1=16.772+16.772m≈23.72m,方向由本垒指向二垒。类型一类型二类型三触类旁通若运动员从本垒经一垒、二垒、三垒,最后又回到本垒,则此过程的路程和位移大小分别又是多少?解析:运动员从本垒经一垒、二垒、三垒,又回到本垒,通过的路程l=4×16.77m=67.08m,位移x=0。答案:路程为67.08m,位移为0