内容正文:
2 时间 位移
[课标引领]
学业质量水平要求
合格性考试
1.能够在实际问题中区分时刻和时间间隔。
2.形成初步的矢量和标量的概念,理解位置、路程及位移,知道它们的区别。
3.能在坐标系中简单地描述物体的位置和位移,知道位移和时间的测量方法,认识位移—时间图像
选择性考试
1.会用科学方法描述物体位置的变化,并掌握一维矢量的运算。
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移的大小和方向。
3.理解位移—时间图像
一、时刻和时间间隔
(1)火车站服务处出售的2019年《旅客列车时刻表》为什么不叫作《旅客列车时间表》?
答案:《旅客列车时刻表》列出的都是火车发车和到站的时刻。
(2)火车站广播道:“从北京驶往广州的×××次列车将于11点20分到达本站1号站台,停车12分钟,请旅客们做好登车准备。”这里的12分钟是指时间间隔还是时刻?火车正点驶离本站的时刻是多少?
答案:12分钟是指停车的时间间隔;正点驶离本站的时刻是11点32分。
(3)张强同学手里拿着汽车票,上面写道“发车时间:14点30分。”这里的“时间”指的是时间间隔还是时刻?
答案:这里的“时间”实际是指发车的时刻。
1.时刻:表示某一瞬间,在表示时间的数轴上用点表示。
2.时间间隔:表示两个时刻之间的间隔,在表示时间的数轴上用线段表示。
二、位置和位移
位移的大小一定小于路程吗?
答案:不一定。物体做单向直线运动时位移的大小等于路程。
1.坐标系
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。
2.一维坐标系: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。
3.路程和位移
(1)路程:物体运动轨迹的长度,有大小,没方向。
(2)位移:描述物体位置的变化,既有大小又有方向。可用从初位置指向末位置的有向线段来表示,符号为l。
(3)单位:厘米(cm)、米(m)、千米(km)等。
4.矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移。
(2)标量:只有大小,没有方向的物理量,如路程。
三、直线运动的位移
做直线运动的物体,它的初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移应该是由x1指向x2的有向线段,其大小等于末位置与初位置之差,即Δx=x2-x1。
四、位移—时间图像
把一跑步者在各时刻所对应的位置在位置—时间的关系坐标中描出,作最佳拟合线。此图线显示了在不同的时间里跑步者的位移。
(1)位置—时间关系是跑步者的运动轨迹吗?
答案:不是,该关系图线只是反映跑步者运动过程中位置随时间变化情况。
(2)位置—时间关系的建立有什么物理意义吗?
答案:位置—时间关系的建立很好地描述了跑步者位置随时间的变化情况。
1.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。
2.在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,通过对应数值作图线,就得到位置—时间图像,如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,图像就为位移—时间图像,又称x-t图像。
3.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
学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,工作电压约为8 V。
1.判断
(1)时刻就是时间间隔,两者都是时间,没有本质区别。( × )
(2)路程是标量,位移是矢量,两者都描述物体的运动。( √ )
(3)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。( × )
2.如图所示,“第2 s初”“第5 s末”“第6 s内”分别对应时间轴上的哪一点或哪一段?在图中标明。
答案:如图所示。
3.如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位移?汽车由C到D的位移如何描述?
答案:位移用坐标变化量表示,ΔxAB=x2-x1=30 m-10 m=20 m;ΔxCD=10 m-40 m=-30 m。
探究点一 时刻和时间间隔
请同学们讨论分析两名同学说的时间是一个时刻还是时间间隔?
答案:五点钟是一个时刻,半个小时为时间间隔。
时刻
时间间隔
概念
表示某一瞬间
两个时刻之间的间隔
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
表示
方法
用时间轴上的点表示
用时间轴上的一段线段表示
描述
关键
词
“初”“末”“时”,如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时”
“内”,如“第2 s内”“前3 s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔,时间间隔能表示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一