第二讲 时间 位移 导学案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第二讲 时间和位移 一.时刻与时间 1.时刻：一个时间点，对应时间轴上一点，是一个状态量。 2.时间：指两个时刻之间的时间间隔，对应时间轴上的某一段，是一个过程量。 3.测量仪器：秒表、停表、打点计时器。 4.区分常见的时间描述 例1.关于时间、时刻的含义，下列说法正确的是（ ） A.第3s初是一段时间间隔，这段时间为1s B.第5s末与第6s初是指同一时刻 C.4s内与第4s内是指同一时间间隔 D.第2s内是一段时间间隔，这段时间为2s 二．矢量和标量 1.标量：只有大小没有方向的物理量。 2.矢量：既有大小又有方向的物理量。（方向指空间上的方向） 思考：电流是矢量还是标量？ 3.矢量的运算法则 （1）平行四边形定则和三角形定则 （2）两个矢量在同一直线方向进行加减运算时，需要把正、负号带入公式进行计算。 三．位置、位移和路程 1.位置：物体在某一时刻的空间点，是状态量。 2.位移：物体在某一时间间隔内，位置的变化（初、末位置的直线距离），是过程量，符号。 （1）单位：米，m； （2）矢量性：位移是矢量，有大小有方向。运算遵循矢量运算法则。 3.路程：物体运动轨迹的长度，无方向，是标量，符号。 4.位移和路程的概念辨析 （1）物体做什么运动的时候，位移和路程会相等？ （2）位移为零时，路程一定为零吗？ （3）路程为零时，位移一定为零吗？ 5.位移的运算 （1）沿一条直线运动：位移 如，位移 m；位移 m； （2）不沿一条直线运动：遵循矢量运算法则。 例2.如图所示的跑道，直道部分AB、CD的长度均为100m，弯道部分BC、DA是半圆弧，其长度为50m，A点为赛跑的起点，经B点到终点C，求： （1）赛跑的路程和位移； （2）跑至弯道BC的中点P时的路程和位移。 例3.图为我国古代八卦图。中央S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北方向。一质点从A点出发沿曲线ABCOADC进行，则当质点运动到D点时，所运动的路程和位移大小分别是 、 ，位移的方向为 。 6. 图像 （1）表示物体在每一时刻的位置，或每一段时间间隔的位移。 （2）图像辨析 例4.关于物体做直线运动过程中的x-t图像，下列说法正确的是（ ） A.x-t图像是物体的运动轨迹 B.x-t图像是一条直线，说明物体一定做匀速直线运动 C.x-t图像是曲线，则物体在运动过程中运动方向一定改变 D.两条x-t图像的交点表示两个物体相遇 例5.一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6s内（ ） A.物体先向左运动，2s后开始向右运动 B.在t = 2s时物体距出发点最远 C.前2s内物体位于出发点的左方，后4s内位于出发点的右方 D.在t = 4s时物体距出发点最远 例5题图 例6题图 例6.（多选）如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的x-t图像。由图可知（ ） A.在t1时刻，a车追上b车 B.在t2时刻，a、b两车运动方向相反 C.在t1到t2这段时间内，两车的位移相同 D.在t1到t2这段时间内，两车的路程相同 四．打点计时器 1.区分 电磁打点计时器 电火花打点计时器 示意图 打点原理 利用电磁铁原理，使振针有规律的振动打点 利用有规律的火花放电打点 不同结构 电磁铁、振针、复写纸 墨粉纸盘 工作电源 8V学生交流电源 220V交流电源 打点周期 0.02s 0.02s 误差分析 纸带与限位孔、振针、复写纸的摩擦，误差较大 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，误差较小 功能 功能相同，都是计时仪器 2.纸带的信息处理 （1）时间：打点计时器连接的都是频率为 的交流电源，所以每打一个点的时间间隔是 ，实际打出的点称为计时点，使用时经常每隔n个计时点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔是 。 （2）位移：测量时从选取的第一个计数点开始到最后一个计数点一次测量完成，不可分段测量。使用毫米刻度尺进行测量，读数时读至mm的下一位（此位是估读值）。 （3）纸带的选取：要选择点迹清晰，分布合理的纸带，选择计数点时，应该排除开始运动阶段密集和不均匀的点。 4.电火花打点计时器使用时要用两条纸带 （1）电磁打点计时器工作原理是振针打复写纸留点，如果使用两条纸带会增大摩擦，并且使两条纸带都留点，浪费纸带。 （2）电火花打点计时器工作原理是电火花将墨盘上的墨打在纸带上，如果持续只打在一点上，墨盘会被打穿，后面的点会不清晰，所以要墨盘上下各一条纸带，两条纸带同时摩擦墨盘使其转