内容正文:
1.2 时间 位移
——划重点之初升高暑假预习强化精细讲义
知识点1:时刻和时间间隔
1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用一个点表示,如8:00上班指时刻。时刻与物体所处的状态(或位置)对应.
如上图所示,第n秒末与第(n+1)秒初是指同一个时刻。
2.时间间隔
时间间隔指的是两时刻的间隔,在时间轴上用一段线段来表示,从开始到结束的时间,如一节课45分钟指时间。时间间隔与物体经历的过程(或位移)对应。
如上图所示,“n秒内”是指n秒的时间,“第n秒内”是指第n个1秒的时间。 “1s内”和“第1s内”表达的意义相同,都是时间轴上“0”至“1s”的时间间隔,“2s内”和“第2s内”表达的意义不同。
用t1、t2等符号表示时刻,△t表示两个时刻的时间间隔,△t=t2-t1。
【说明】生活中的“时间”是时刻还是时间间隔?
日常生活中我们所说的“时间”,有时是指时刻,有时是指“时间间隔”,应根据实际情况判断.表示时刻的关键词有“初”“末”“时”等,表示时间间隔的关键词有“内”“经历”“历时”等。
【典例1】根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.表示时刻,称为第2s末或第3s内,也可以称为3s时
B.表示时间间隔,称为第4s内
C.表示时间间隔,称为最初2s内或第2s内
D.表示时间间隔,称为前ns内
【典例2】关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.第4s末就是第5s初,指的是同一时刻
B.物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻
C.物体在5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
D.物体在第5s内指的是物体在第4s末到第5s末这1s的时间
知识点2: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.
(2)要素:画坐标系时,必须标上原点、正方向和单位长度,还应该标上相应的物理量及对应的单位.
坐标轴有正方向,坐标的正负不表示大小,而表示该位置相对坐标原点的方位。如图所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标xA = 3m;若它运动到B 点,此时它的位置坐标xB=-2m。
(3)分类:要准确地描述物体的位置及位置的变化,需要建立适当的坐标系。
①一维坐标系(直线坐标系):适用于描述物体在一条直线上运动的情形,用坐标x来准确描述物体的位置。图甲中所示P点的坐标为xp=2m。
②二维坐标系(平面直角坐标系):适用于描述物体在平面上运动的情形,用坐标(x,y)来准确描述物体的位置.图乙中所示P点的坐标为(2m,3m)。
③三维坐标系(空间直角坐标系):三维坐标系适用于描述物体在空间中运动的情形,用坐标(x,y,z)来准确描述物体的位置.图中所示P点的坐标为(2m,3m,2m).
2.路程
路程是物体运动轨迹的长度.物体运动轨迹可能是直线,也可能是折线或曲线. 路程只有大小,没有方向,其单位就是长度的单位.
3.位移
(1)位置是指物体运动时在某个时刻的空间点,对应的是时刻,是个状态量.
(2)位移是指从初位置指向末位置的有向线段,与路径无关,既有大小,又有方向.大小为初、末位置间线段的长度,位移单位也是长度的单位,方向由初位置指向末位置.用于表示物体(质点)的位置变化,对应的是时间间隔,是个过程量.
路程与位移的区别
(1)如图所示,物体从A运动到B,不管沿着哪条路径,位移都是一样的,可以用一条有方向(带箭头)的线段AB来表示.但是路径不同时,路程往往不同,如折线ACB和弧线ADB的长度不同,表示不同的路程。
(2)路程仅表示路径的长度,位移准确表示位置的变化。
(3)如果路程为零,意味着物体没有运动,位移一定为零.但位移为零,路程不一定为零.例如出租车绕城一周,位移为零,但路程不为零,出租车按路程收费。
(4)路程绝不可能等于位移,因为位移有方向。
(5)位移的大小不可能大于相应的路程,只有当质点做单向运动时,位移的大小才等于路程。
【典例1】关于位置坐标的变化量,下列说法中正确的是( )
A.位置坐标的变化量表示物体运动的路程 B.位置坐标的变化量的正负表示运动的方向
C.位置坐标的变化量的正负表示位移的方向 D.位置坐标的变化量表示物体运动的位移
【典例2】关于位移和路程的说法中正确的是( )
A.物体沿直线运动,通过的路程就是位移
B.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小
C.物体通过一段路程,其位移一定不为零
D.物体运动过程中的位移大小大于(或等于)物体通过的路程
【典例3】从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5m后回落,最后到达地面。如图所示,分别以地面和抛出点为原点建立一维坐标系,方向均以向上为正,则竖直向上抛出小球的坐标和位移是( )
A.以地面为坐标原点,从抛出点到落地点的位移是 3