1.2 时间 位移 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第一章 运动的描述 第2节 时间 位移 高中物理必修第一册 机械运动研究的是物体的位置随时间变化的问题，因此要描述物体的运动，必须先要描述物体的位置和时间，那么，我们怎么去描述物体的位置和时间呢？ 问：现在是什么时间？ 问：这节课是多长时间？ 这两个“时间”的含义一样吗？ 时间 时刻 时间间隔 某一时间节点，在时间轴上用点来表示 两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示 t/h 8 9 10 上课 下课 45min 45min 上课 下课 一、时刻和时间间隔 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。 说一说 以下各种说法中，哪些指时间间隔？哪些指时刻？ （1）列车员说：“火车8时42分到站，停车8分钟。” （2）“您这么早就来啦，抱歉！让您等了这么久。” 动车时刻表 认识一下 这张动车时刻表中，哪些指的是时刻、哪些指的是时间间隔？ 试一试 在时间轴上标出下列时刻或时间间隔 “前3s”、“第3s末”、“第3s内” t/s 0 1 2 3 4 5 前3s 计时起点 第3s内或第3s 第3s末 第4s初 家 学校 甲 乙 丙 我们从家出发去学校有如图所示的三条线路 思考与讨论 问题2：你能说出三条线路有什么相同点吗？ 问题1：三条线路的轨迹长度一样吗？我们用那个物理量表示轨迹长度？ 路程s：运动轨迹的长度 s甲>s丙>s乙 位置变化相同，都是从家到学校 思考与讨论 问题3：如何去描述物体的位置变化呢？ 物理学中用位移来描述物体位置的变化 二、路程和位移 1、路程：物体运动轨迹的长度 2、位移：用l表示 （1）物理意义：反映物体位置变化的物理量 （2）表示：带箭头的有向线段 有向线段的长度表示位移的大小 箭头的方向表示位移的方向，即从初位置指向末位置 思考与讨论 问题4：位移的大小可能大于路程吗？ 家 学校 甲 乙 丙 只有在单向的直线运动中，位移的大小才等于路程。 路程一定不小于位移的大小 例1：（1）某位同学先向正东方向走了40m，从A点到达B点，他的路程和位移分别是多少？ A B 路程40m 位移大小40m （2）该同学又向正北方向走了30m，从B点到达C点，他的路程和位移分别是多少？ 路程30m 位移大小30m C （3）从A点到达C点，该同学全程的路程和位移分别是多少？ 路程70m，位移50m 为什么会这样？ 位移有方向！ 三、矢量与标量 1、矢量：既有大小、又有方向的物理量 2、标量：只有大小、没有方向的物理量 说一说 （1）我们学过的物理量有哪些是矢量、哪些是标量呢？ （2）电流是矢量还是标量呢？ （3）矢量和标量最本质的区别应该是什么呢？ 运算法则不同 思考与讨论 问题5：我们用位移来反映物体位置的变化，必须先定量地确定物体的位置，那么我们应该建立怎样的坐标系呢？ 描述百米赛跑中运动员的位置 描述投出去的篮球的位置 描述空中飞行的飞机的位置 一维直线坐标系 二维平面坐标系 三维空间立体坐标系 四、直线运动的位置和位移 研究做直线运动的物体，我们建立一维直线坐标系 x O Δx x1 x2 初位置 末位置 问题6：怎么表示位移？ 思考与讨论 从初位置指向末位置的有向线段 Δx＝x2 －x1 Δx为正，则位移方向指向x轴正方向 Δx为负，则位移方向指向x轴负方向 例2：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。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，填写一下表格。 坐标原点 抛出点坐标 最高点坐标 落地点坐标 从抛出点到最高点的位移 从最高点到落地点的位移 从抛出点到落地点的位移 地面 抛出点 物体的位置坐标与坐标原点的选取有关，但位移与坐标原点的选取无关，想想为什么？ 五、位移—时间图像 在直角坐标系中以时刻t为横轴，以位置x为纵轴，画出的图像称为位置—时间图像 以初始位置作为坐标原点O，则位置坐标与位移大小相等（x=Δx），位置—时间图像就变成了位移—时间图像，又称x-t图像 x-t图像反映了物体的位置或位移随时间变化的关系，图像上任一点表示物体在该时刻所处的位置 问题7：由x-t图像可以得到哪些信息呢？ 思考与讨论 （1）任意时刻所对应的位置 （2）任意一段时间内的位移 （3）发生一段位移所用的时间 注：x-t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动 例2：一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。如图近似描写了汽车在0时刻到40s这段时间的x-t图像。通过分析回答以下问题： （1）汽车最远位置距离出发点约为多少米？ （2）汽车在哪段时间没有行驶？ （3）汽车在哪段时间驶离出发点，在哪段时间驶向出发点？ 六、位移和时间的测量 问题8：要得到x-t图像，必须先测出位移和时间，那么我们物理上怎么测位移和时间呢 ？ 思考与讨论 学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移 两种打点计时器 电磁打点计时器：交流电源，工作电压约为8V，依靠振针压复写纸从而在纸带上打点，每隔0.02s打一次点 电火花打点计时器：交流电源，工作电压为220V，依靠电火花放电使墨粉纸在纸带上打点，每隔0.02s打一次点 实验：练习使用打点计时器 1、了解打点计时器的构造，然后把它固定好。 2、安装纸带。 3、启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。然后关闭电源。 4、取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出若干个点。例如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。 5、用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。 6、将测量出的时间和位移记录在表格中。 $$