第一章 2.时间 位移-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

2．时间　位移 素养目标 知识图解 物理观念 时刻和时间间隔、位移和路程、矢量和标量的概念 科学思维 矢量与标量的运算法则不同 科学探究 (1)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 (2)位移和时间的测量方法 科学态度 与责任 (1)从生活情境中认识时刻和时间间隔 (2)能结合位移—时间图像解答简单的实际问题 一、时刻和时间间隔 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刻，时间轴上的一条线段表示的是时间间隔。如图，“8时”“8时45分”表示时刻，“45 min”表示时间间隔。 2．联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔。 二、位置和位移 1．坐标系 (1)为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系(coordinate system) 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)一维坐标系的建立 物体做直线运动时，通常选取这条直线为x轴，在x轴上任选一点作为原点，规定好坐标轴的正方向和单位长度，物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。 2．路程和位移 (1)路程(path) 路程(path)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有向线段。 ②物理意义：描述物体的位置变化。 ③大小：从初位置到末位置的有向线段的长度。 ④方向：从初位置指向末位置。 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，它既有大小又有方向。 (2)标量 像温度、路程这样的物理量叫作标量，它们只有大小，没有方向。 三、直线运动的位移 1．直线运动与位移的关系 物体做直线运动时，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＝x2－x1，如图所示。 2．直线运动中位移的方向 Δx为正值表示物体向正方向运动，Δx为负值表示物体向负方向运动。 四、位移—时间图像 1．位移—时间图像的建立 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x ­t图像。 2．图像的意义 从x ­t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．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。 2．两种打点计时器 (1)电磁打点计时器 工作电压为4～6 V低压交变电源，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。 (2)电火花计时器的工作电压为220 V交变电源，当电源频率是50 Hz时打点周期是0.02 s。 (1)时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间间隔。(　　) (2)上午第一节课8点上课，这里的8点指时刻。(　　) (3)在800 m田径比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中的2分01秒46指的是时间间隔，800 m指位移。(　　) (4)物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量。(　　) (5)一个物体的位移为零，路程也一定为零。(　　) (6)如果位移x1＝2 m，x2＝－5 m，则x1>x2。(　　) (7)物体前半阶段的路程是2 m，后半阶段的路程是3 m，则总路程一定是5 m。(　　) (8)电磁打点计时器的工作电压约为6 V，6 V的蓄电池可以作为它的电源。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)× ⊲实例 时间轴上的点对应时刻，线段对应时间间隔，时间轴上的两个点无限靠近时，它们的时间间隔就会趋于0，即趋于时刻，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。 (1)位移相同，路程不一定相同，如图中由A到B的两条路径。 (2)路程相同，位移也不一定相同，如图中A到B与A到B′。 (3)位移为零，路程不一定为零；路程为零，位移一定为零。 位置坐标与位移的辨析 位置坐标是相对的，位移是绝对的。 (1)位置：物体某时刻所在的空间的一点。物体的位置坐标与坐标系的建立有关。同一位置，建立坐标系的原点不同或规定的正方向不同，物体的位置坐标就不同。 (2)位移：物体位置的变化，物体的位置变化与坐标原点和正方向的选取无关。 注意：物体(质点)位置的变化有两个要点：①位置变化的大小；②位置变化的方向。 测量手拉纸带的位移和时间 组织学生每两人一组，利用停表、纸带、彩色水笔和米尺设计一个实验，同时将位