内容正文:
2023-2024学年高一 元创物理 提前学 + 强基础 必修一第一章:运动的描述
2.时间 位移
核心目标
1. 知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法,会在具体的问题中辨析、识别。
2. 理解位移的含义及矢量性,会表示位置、位移。理解位移一时间图像的物理意义,能根据图像分析位移。
【阅读+理解】----提前学知识要点
问题
如果要准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置,你认为应该采用什么方法?你对时间是怎样认识的?
1. 时刻和时间间隔
首先要清楚“时间” 一词的含义。说到时间,不能不说时刻和时间间隔。时刻和时间间隔既有联系又有区别。
上午8时上课、8时45分下课,这里的“ 8 时”“ 8时45分”是指这节课开始和结束的时刻,而这两个时刻之间的45 min,则是这两个时刻之间的时间间隔(如图)。
在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。我们平时说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,要根据上下文认清它的含义。
2. 位置和位移
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。
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;如果物体做直线运动,可以用一维坐标系来描述。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。
例如,要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置,可以沿东西方向建立一维坐标系,x轴的正方向指东,选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O,汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来。如果汽车的坐标是30 m,表示它在岗亭以东30 m处;如果汽车的坐标是-20 m,表示它在岗亭以西20 m处(如图)。
物体位置的变化该怎样描述呢?
从北京去重庆,可以乘火车或飞机,还可以先乘火车到武汉,然后乘轮船沿长江而上。
路程是物体运动轨迹的长度。旅行者所经过的线路不同,说明路程也不同。
但是,就位置的变动来说,他总是从北京到达了重庆,即位置的变化是相同的。
由初位置指向末位置的有向线段能准确地描述旅行者位置的变化。只要物体的初、末位置确定,这个有向线段就是确定的,它不因路径的不同而改变。
物理学中用位移来描述物体位置的变化,并用l表示(如图)。
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;
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。
3. 直线运动的位移
在一维坐标系中位移应该如何表示呢?
设初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段,其大小等于末位置与初位置坐标之差x2-x1。
由于常用Δx表示坐标之差,所以在研究直线运动时,常用Δx表示位移,记为Δx=x2-x1
若两坐标之差为正,则位移的方向指向x轴的正方向;若两坐标之差为负,则位移的方向指向x轴的负方向。
4. 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,在直角坐标系中选时刻 t 为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像,通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置。
如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx ),位置—时间图像就成为位移—时间图像,又称x-t 图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。
【理解+记忆】----常思考笔记重点
一、时刻和时间间隔
1. 时刻:上午8时上课、8时45分下课,“ 8时”“ 8时45分”是 ,在表示时间的数轴上,用 来表示.
2. 时间间隔:两个 之间的间隔,在表示时间的数轴上用 来表示.
3. 时间:有时指 ,有时指 ,要根据上下文认清它的含义.
二、位置和位移
1. 位置:物体(质点)所占据的空间的一个点。用 定量地描述物体的 .
(1)说明地面上某人所处的位置,可以采用 坐标系来描述。
(2)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 ,规定好坐标轴的 和 ,物体的位置就可以用它的 来描述.
2. 路程:物体 的长度.
3. 位移:描述物体 的物理量.定义为由 指向末位置的 .
4. 既有大小又有方向的物理量是 ,如位移;只有大小,没有方向的物理量,叫 ,如温度、路程等。
三、直线运动的位移
做直线运动的物体,若初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移