内容正文:
2.时间 位移
学习目标
核心素养
1.知道时刻和时间间隔的区别和联系,能够识别具体情境下的时刻和时间间隔。
2.理解位移的概念和矢量性,知道位移和路程的不同。(重点)
3.知道矢量和标量的运算差异,能进行一维情况下矢量的运算。(难点)
4.理解位移—时间图像的意义,能根据图像直观地描述物体的位置和位移。
1.物理观念:时刻和时间间隔、位移和路程、矢量和标量的概念。
2.科学思维:直线运动中位置、位移在坐标轴中的表示方法。
3.科学探究:探究时刻和时间间隔、位移和路程、矢量和标量的区别与联系。
4.科学态度与责任:从生活情景中认识时刻和时间间隔。体会位移的矢量性,区别位移和路程。
阅读本节教材,回答第14页“问题”并梳理必要知识点:教材第14页问题提示:(1)准确描述汽车的位置,需要建立一个坐标系。(2)时间间隔与时刻是两个不同的概念,教材将进行详细讲解。
一、时刻和时间间隔
1.时刻:表示某一瞬间,在时间轴上用点表示,如第2 s末、第8 s初等均为时刻。
2.时间间隔:表示两个时刻之间的时间。在时间轴上用线段表示,如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔。
注意:时间间隔通常说时间,要注意区分现实中的一些说法与物理概念的区别。如学校中的“时间表”中显示的数字均为时刻,列车售票厅内显示的是时刻表。
二、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的:定量描述物体的位置及位置的变化。
(2)坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度。
(3)常见的坐标系的种类:直线坐标系、平面坐标系和空间坐标系。
2.路程:物体运动轨迹的长度。
3.位移
(1)物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量。
(2)定义:从初位置到末位置的一条有向线段。
(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。
4.矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移等。
(2)标量:只有大小、没有方向的物理量,如质量、时间、路程等。
注意:物体位置变化有两个要点:①位置变化的大小;②位置变化的方向。
三、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,方向由A指向B。
注意:(1)计算位移时,位置坐标要带符号运算。
(2)此方法只适用于物体做直线运动的情况。
四、位移—时间图像
物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地表示,如图所示。
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
1.记录物体的位置和时间的方法
可以用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。学校实验中常用打点计时器来记录时间和位移。
2.电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器,工作电压为4~6 V,当电源频率是50 Hz时,每隔0.02 s打一次点。
电磁打点计时器
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)物体在一条直线上运动时,路程和位移的大小相等,且位移是矢量,路程是标量。
(×)
(2)位移取决于运动的始、末位置,路程取决于实际运动的路径。
(√)
(3)时刻就是一瞬间,即一段很短的时间间隔。
(×)
(4)一分钟可分成60个时刻。
(×)
2.(多选)下列说法正确的是( )
A.“北京时间8点整”指的是时间间隔
B.第n s内就是(n-1) s末到n s末这1 s时间间隔(n为任意正整数)
C.列车在南京站停15分钟,指的是时间间隔
D.不管是前5 s还是第5 s,都是指时间间隔
BCD [8点整指的是某一瞬间,是时刻,A错误;第n s指的是(n-1) s末到n s末这段时间间隔,B正确;停站15分钟,指一段时间,是时间间隔,C正确;前5 s指0到5 s的时间间隔,第5 s指的是第5 s初至第5 s末这1 s的时间间隔,都是指时间间隔,D正确。故选B、C、D。]
3.(多选)如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴)。在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标轴上有两点A和B,A点的位置坐标为xA=5 m,B点的位置坐标为xB=-3 m。下列说法中正确的是( )
A.A点位于广场中心南边5 m处
B.A点位于广场中心北边5 m处
C.B点位于广场中心南边3 m处
D.B点位于广场中心北边3 m处
BC [由位置坐标的意义可知,A点在原点的正方向5 m处,即在广场中心北边5 m处,故A错误,B正确;同理,B点在原点的负方向3 m处,即在广场中心南边3 m处,故C正确,D错误。]
时刻和时间间隔
2019年3月10