2019-2020学年新教材高中物理 1.2 时间 位移课件 新人教版必修第一册

2．时间位移知识纲要导引核心素养目标物理观念理解时刻和时间间隔、路程和位移的概念，认识矢量和标量，认识位移—时间图像科学思维能区别日常生活中所说的时间的含义，区分路程和位移，知道矢量和标量遵从不同的运算法则，能在坐标系中定量描述直线运动的位置和位移科学探究(1)时间和时间间隔的区别；(2)位移和路程的关系科学态度与责任具体情境中时间与时间间隔、路程与位移的描述基础导学一、时刻和时间间隔(自学教材第18页“时刻和时间间隔”部分)1．表示：时刻和时间间隔可以在时间轴上表示，时间轴上的每一个点都表示一个不同的，时间轴上的一条线段表示的是，如图，“8时”“8时45分”表示时刻，“45min”表示．上午前两节课开始和结束的时刻及两节课和课间休息所持续的时间间隔2．联系：两个时刻之间的即为时间间隔．时刻时间间隔时间间隔间隔二、位置和位移(自学教材第18、19页“位置和位移”部分)1．坐标系(1)为了定量地描述物体的，需要在上建立适当的坐标系(coordinatesystem)①若想说明地面上某人所处的位置，可以采用平面直角坐标系来描述．②如果物体做直线运动，可以用一维坐标系来描述．(2)一维坐标的建立物体做直线运动时，通常选取这条直线为x轴，在x轴上任选一点作为，规定好坐标轴的和单位，物体的位置就可以用它的来描述．位置参考系原点正方向长度位置坐标原点正方向原点正方向2．路程和位移(1)路程(path)路程是物体运动轨迹的长度．(2)位移(displacement)①表示方法：由初位置指向末位置的，如图所示．从初位置到末位置的有向线段表示位移②物理意义：描述物体的．③大小：从到的有向线段的长度．④方向：从指向．有向线段位置变化初位置末位置初位置末位置3．矢量和标量(1)矢量在物理学中，像位移这样的物理量叫作矢量，它既有又有．(2)标量像温度、路程这样的物理量叫作标量，它们只有，没有．大小方向大小方向三、直线运动的位移(自学教材第19页“直线运动的位移”部分)1．物体做直线运动时，如图所示，若物体在时刻t1处于位置x1，在时刻t2处于位置x2，那么位移Δx等于两时刻位置的坐标变化，即Δx＝.2．Δx为正值表示物体向运动，Δx为负值表示物体向运动．(均选填“正方向”或“负方向”)x2－x1正方向负方向四、位移—时间图像(自学教材第20页“位移—时间图像”部分)1．位移—时间图像建立在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，位置—时间图像就成为位移—时间图像，又称x­t图像．2．图像的意义从x­t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移．五、位移和时间的测量(自学教材第20、21页“位移和时间的测量”部分)1．位移和时间的测量方法先记录某一时刻物体运动的位置，再推断出它在一段时间内的位移．(1)用照相的方法记录物体的位置．(2)用钟表记录物体运动的时刻．(3)用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置．(4)用打点计时器来记录时间和位移．2．电磁打点计时器(1)电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器．(2)结构(3)工作电压电磁打点计时器的工作电压是4～6V的低压交流电源．当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点．【思考】(1)时刻就是时间间隔，两者都是时间，没有本质区别．()(2)“现在是北京时间8点整”，这里的“8点整”指的是时刻．()(3)路程是标量，位移是矢量，两者都描述物体的运动．()(4)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程．()(5)如果位移x1＝2m，x2＝－5m，则x1x2.()(6)物体前半阶段的路程是2m，后半阶段的路程是3m，则总路程一定是5m．()(7)电磁打点计时器正常工作时使用220V交流电．()×√√××√×【教材解疑】(第20页)[思考与讨论]某物体从A点运动到B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？问题解答：因为xA＝5m，xB＝2m，所以物体的位移Δx＝xB－xA＝2m－5m＝－3m.位移的大小为3m，位移的方向指向x轴负方向．课堂探究主题一时刻和时间间隔【问题探究】探究点1时刻和时间间隔的区别读图区分时刻和时间间隔．提示：对应数轴来看就可以啦，10分钟对应的是一段，为时间间隔.8点对应的是一点，是时刻．探究点2时刻和时间间隔的生活用语和专业术语时刻和时间间隔既有联系又有区别．我们经常会遇到生活用语和专业术语，要注意它们的区别，这一点要引起重视．甲同学问：什么“时间”上课？乙同学说：8时上课．甲又问：一节课多长“时间”？答：45分钟．(1)甲同学第一次问到的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？(2)第二次问到的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？提示：(1)第一次问到的“时间”是“时刻”．(2)第二次问到的“时间”是“时间间隔”．关键词：时初、末、时，是时刻对应着物体运动过程中的某个位置，显示运动的一个瞬间．关键词：内、经历、历时．数值后跟“内”、“中”一般为时间，两个时刻之间的间隔，表示用时多少，对应着运动的一个过程．【探究总结】1．时刻和时间间隔的表示方法(1)时刻的表示方法在时间轴上用一个点来表示，如第1s末，第1s初等，如图所示：(2)时间间隔的表示方法在时间轴上用一段线段来表示，如第2s内，前2s内等，如图所示：在国际单位制中，时间和时刻的单位都是秒，符号是s，常用的单位还有min、h，换算关系是1h＝60min＝3600s．2.时刻和时间间隔的区别与联系时刻时间间隔区别(1)时刻指一瞬间，对应于物体所处的位置；(2)在时间轴上用一个点表示；(3)只有先后、早迟的区别，没有长短之分(1)时间间隔指两时刻之间的间隔，对应于物体的一段路程或位移；(2)在时间轴上用线段表示；(3)有长短之分联系(1)用t1和t2分别表示先后两个时刻，Δt表示两个时刻之间的时间间隔，则Δt＝t2－t1；(2)时间轴上的两个点无限靠近时，它们之间的时间间隔就会趋于0，时间间隔就趋于时刻了时刻对应着某个事件开始、结束或进行到某一状态时所对应的瞬间，时间间隔对应着某个事件所经历的某个过程．【典例示范】例1下列说法正确的是()A．“北京时间10点整”，指的是时间，一节课是45min，指的是时刻B．列车在上海站停了20min，指的是时刻C．在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间D．电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻解析：“北京时间10点整”，指的是时刻，一节课是45min，指的是时间，故A错误．列车在上海站停了20min，指的是时间，故B错误．在日常生活中，人们对时间与时刻的说法并不是特别明确，在有些情况下，“时间”就是时刻，如“现在是什么时间？”但是时刻不能是时间，故C错误．电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻，故D正确．答案：D方法技巧时刻与时间间隔的两种判断方法(1)利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会．时刻指一瞬间，对应某一位置；时间间隔指两时刻之间的时间间隔，对应一段过程．(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．训练1下表是D3111次动车宁德至福州南站区间运行时刻表，则()车次出发站开车时间到达站到达时间用时里程硬座软座D3111宁德12：13福州南12：4835分88km25.5元30.5元A.表中“12：13”表示时刻B．该动车从宁德至福州南的位移为88kmC．表中的“35分”表示时刻D．该动车从宁德至福州南全程做匀速直线运动解析：表中“12：13”表示时刻，选项A正确；该动车从宁德至福州南的路程为88km，选项B错误；表中的“35分”表示时间间隔，选项C错误；该动车从宁德至福州南全程中不是直线运动，故不可能做匀速直线运动，选项D错误．故选A.答案：A主题二位置和位移【问题探究】探究点1位移和路程的关系2018元旦到元宵节期间，北京举办以“激情冰雪·魅力北京”为主题的冰雪文化旅游节．爸爸带李想同学去参加系列冰雪文化旅游活动，同时参观清华、北大等名校，让李想设计出行路线，路线起点：济南，终点：北京．他有三种方式可供选择．乘长途汽车、坐高铁和乘飞机．(1)三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？(2)如何描述位置的变化？提示：(1)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，即位置的变化相同．(2)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．探究点2位移和路程的大小关系(1)在体育比赛中，有很多不同的赛事．一位同学参加百米比赛，另一位同学沿着400m的跑道跑一圈．则他们的位移和路程分别是多少？(2)请思考：位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？提示：(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．沿着400m的跑道跑一圈的同学，位移是0，路程是400m.(2)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．同样的位置变化，位移只有一个，路程可以有无数个．探究点3直线运动的位置和位移如图所示，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．(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？提示：(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.位移方向不一定是运动方向．【探究总结】1．位移和路程的区别与联系位移路程物理意义表示物体的位置变化表示物体运动轨迹的长度大小等于物体由初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关按运动轨迹计算的实际长度区别标矢量矢量标量联系(1)二者都是为了描述物体的运动而引入的物理量，它们的单位相同，国际单位制中的单位是m；(2)同一运动过程的路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程2.直线运动的位置和位移的关系(1)质点的位置用坐标值表示，位移用坐标的变化量表示．(2)位移Δx＝x2－x1，其绝对值表示位移的大小．(3)Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与正方向相同，负值表示与正方向相反．位移和路程的确定方法(1)找到研究的过程．(2)确定过程的初位置和末位置．(3)作出从初位置到末位置的有向线段就是位移．(4)画出物体运动轨迹示意图，实际路线总长度就是路程．【典例示范】例2如图表示垒球场的内场，它是一个边长为16.77m的正方形，四角分别为本垒和一、二、三垒．一位球员击球后由本垒经一垒、二垒跑到三垒，他的位移是多少？方向怎样？经过的路程是多少？解析：明确运动员的轨迹及其初、末位置，运动员由本垒经一垒、二垒到达三垒，则初位置是本垒，末位置是三垒，故位移大小x＝16.77m，方向由本垒指向三垒．路程s＝16.77m×3＝50.31m.答案：16.77m方向由本垒指向三垒50.31m[拓展]在[例2]中该运动员在由本垒经一垒、二垒跑到三垒过程中，他的最大位移是多少？方向如何？经过的最大路程是多少？解析：当运动员跑到二垒时，其位移最大，xmax＝2L＝2×16.77m≈23.72m，方向由本垒指向二垒；运动员只要运动，路程会越来越大，故运动员跑到三垒时，路程最大，smax＝50.31m.答案：23.72m方向由本垒指向二垒50.31m训练2[2019·池州高一检测]党的十九大报告指出，广泛开展全民健身活动，加快推进体育强国建设．当全民健身上升为国家战略后，百姓以各种方式强身健体，获得幸福感．某人晨练，按图所示走半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向．他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他到D点时，他的路程和位移大小及位移的