内容正文:
第一章 运动的描述
课时1.2 时间 位移
1. 了解时间和时刻的区别,会用时间坐标轴表示时间和时刻。
2. 理解位移概念,知道位移是矢量,会用有向线段表示位移的大小和方向。知道位移和路程的区别与联系。
3. 理解坐标系的概念,会用一维和二维坐标描述直线运动的位置和位移
4. 理解位移一时间图像,能根据图像直观地描述物体的位置和位移。
5. 了解打点计时器基本结构和原理,会安装和使用打点计时器,会用打上点的纸带测量物体运动的时间和位移;
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、位置和位移从初位置到末位置的有向线段表示位移
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。
知识总结:位移和路程的区别
位移x
路程s
物理意义
描述物体位置的变化
表示物体运动轨迹的长度
决定因素
由初、末位置决定
由实际的运动路径决定
运算规则
矢量的平行四边形定则
标量的代数运算
大小关系
除单向直线运动外,位移大小均小于路程,即 x ≤ s
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。
电磁打点计时器
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。
基础过关练
题组一 时刻和时间间隔
1.(2023江苏扬州中学模拟)在某校举行的创新设计大赛上,某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟,该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是 ( )
A.上午9时和9时41分发出乐声,9时和9时41分指的是时间间隔
B.该音乐钟在每次乐声结束后隔40分钟发出下一次乐声,40分钟指的是时间间隔
C.该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声,1分钟指的是时刻
D.该音乐钟在上午10时22分会再次发出乐声,10时22分指的是时间间隔
2.(2022江苏无锡太湖高级中学期中)如图所示为一时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是 ( )
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内
题组二 位置、位移和路程
3.(2023江苏无锡太湖高级中学期中)苏炳添在东京奥运会男子“百米飞人大战”中一鸣惊人,跑出了9秒83这样打破亚洲纪录的惊人成绩。在4×100米接力比赛中,他处于第三棒,又将“圆月弯刀”技术发挥得淋漓尽致。若忽略交接棒带来的影响,则关于“百米飞人大战”和“接力比赛”第三棒的运动过程,下列说法正确的是 ( )
A.这两个过程中,苏炳添的位移相同
B.这两个过程中,苏炳添的路程相同
C.“百米飞人大战”中苏炳添的路程大
D.“接力比赛”中苏炳添的位移大
4.(2023北京理工大学附属中学期中)小球从2 m高的地方竖直下落,被水