内容正文:
第2节 时间 位移
学习目标要求
核心素养和关键能力[来源:Z&xx&k.Com]
1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。
2.知道位移与路程的区别和联系。
3.知道矢量、标量及其区别。
4.知道位移和时间的测量方法,并初步理解位移—时间图像。
1.科学思维
能创新运用数学思维来描述时间、位置信息,科学推理得出描述运动的物理量。
2.关键能力
利用数学方法解决物理问题的能力
一、时刻和时间间隔
1.时刻:表示某一时间点,即瞬间,在时间轴上用点来表示。
2.时间间隔:表示某一时间段,在时间轴上用线段来表示。
3.时刻与时间间隔的联系:两个时刻之间的过程即为时间间隔。
[判一判]
(1)2020年1月11日早晨7时36分,天安门广场上五星红旗冉冉升起,7时36分指时刻。(√)
(2)小明同学每天早上6:00起床,上学路上需要10分钟,6:00和10分钟都是指时间间隔。(×)
二、位置和位移
1.路程:物体运动轨迹的长度。
2.位移
(1)物理意义:描述物体位置变化的物理量。
(2)定义:从初位置到末位置的有向线段。
(3)大小:初、末位置间有向线段的长度。
(4)方向:由初位置指向末位置。
3.矢量:像位移这样既有大小又有方向的物理量。
标量:像温度、路程这种只有大小,没有方向的物理量。
4.直线运动的位移
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示。
(1)物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示。
(2)物体的位移:Δx=x2-x1。
(3)Δx的绝对值表示位移的大小,Δx的正、负表示位移的方向,正值表示与x轴的正方向相同,负值表示与x轴的正方向相反。
[判一判]
(1)汽车里程表记录的是汽车的位移。(×)
(2)200 m短跑比赛中运动员的位移是200 m。(×)
[做一做]
某物体从A点运动到B点,坐标xA为5 m,xB为2 m,物体的位移大小等于多少?方向如何?
提示 大小等于3 m,方向由A指向B(指向x轴负方向)。
三、位移—时间图像
1.x-t图像实质是位置—时间图像,选取物体运动的初始位置为坐标原点,则位置坐标与位移大小相等,位置—时间图像就成为位移—时间图像。
2.物理意义:描述了物体在不同时间内的位移。
3.位移和时间的测量
(1)实验室中常用打点计时器在纸带上打出的点迹分布来记录时间和位移。
(2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,工作电压为 8 V,当电源频率是50 Hz时,每隔0.02__s打一次点。
(3)纸带上各点之间的距离表示相应时间间隔内物体位移的大小。
(4)电火花计时器:计时原理与电磁打点计时器相同,在纸带上打点的是电火花和墨粉。
[判一判]
(1)利用位置—时间图像可以确定某段时间内物体的位移。(√)
(2)电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源。(×)
(3)当电源频率为50 Hz时,两种打点计时器都是每隔0.02 s打一次点。(√)
探究
对时刻和时间间隔的理解
■情境导入
(1)“五点钟”指的是时刻,还是时间间隔?
(2)“半个小时”指的是时刻,还是时间间隔?
提示 (1)时刻 (2)时间间隔
■归纳拓展
1.时刻和时间间隔的比较
时刻
时间间隔
物理
意义
是事物运动、发展、变化所经历的各个状态先后顺序的标志,是状态量
是事物运动、发展变化所经历的过程长短的量度,是过程量;可以简称为“时间”
表述
方法
“第1 s末”“第4 s初”“第4 s末”等
“第1 s内”“前2 s”“后5 s”等
联系
①两个时刻之间的间隔即为一段时间间隔,即Δt=t2-t1
②时间间隔是一系列连续时刻的积累,能展示物体运动的过程;时刻可以显示物体运动的一瞬间
2.时刻和时间间隔在表示时间的数轴上的表示
(1)时刻
(2)时间间隔
[例1] (多选)关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是( )
A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
D.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻
解析 画出表示时间的数轴
从坐标轴上分析,选项A、C、D正确。
答案 ACD
[针对训练1] 以下的计时数据指时间的是( )
A.中央电视台《新闻联播》节目19时开播
B.在田径运动会上,李明在100米决赛中以12.38秒的成绩获得冠军
C.早上7时起床
D.2019年2月11日19时30分,玉兔二号月球车进入第二个月夜休眠模式
解析 B项中的12.38秒的成绩与运动100米这一过程相对应,是时间。
答案 B
探究
对位置、位移和路程的理解
■情境导入
中考结束后,小明准备从天津去上海参观复旦、交大等名校