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

1.2 时间 位移 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？ 新课引入 站名 到时 发时 时长 长沙南 -- 07:10 -- 岳阳东 07:43 07:45 2 分钟 武汉 08:35 08:38 3 分钟 复兴号G534（长沙南→北京西 ） 列车时刻表 表格中有很多时间信息，有什么不同？ 时刻和时间间隔 站名 到时 发时 时长 长沙南 -- 07:10 -- 岳阳东 07:43 07:45 2 分钟 武汉 08:35 08:38 3 分钟 时刻：时间点，是指某一瞬间，在表示时间的数轴上，用点来表示； 时间间隔：时间段，是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示。 上午8点上课 一节课40分钟 8点40分下课 物理考试90分钟 上午9点20分到操场 从北京到上海需要4个小时 上午11点考试结束 练一练 时间轴 如何在时间轴上表示“前几秒内” 、“后几秒内” ，“第几秒内” 、“第几秒初” 、“第几秒末”？（假定研究的过程持续了5 s） 前1秒 前2秒 后1秒 第1秒 第2秒 第3秒末 第4秒初 例题1：在如图所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是（ ） A. t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初 B. t2~t3表示时间间隔，称为第3 s内 C. t0~t2表示时间间隔，称为前2 s或第2 s内 D. tn-1~tn表示时间间隔，称为第(n-1) s内 练习 AB 思考 如何描述定量的描述物体的位置？ 东 西 直线运动，建立一维坐标系 原点 规定正方向 确定单位长度 A 平面运动，建立平面直角坐标系 思考 路程：物体运动轨迹的长度。 不同的路径所走的路程不同，但有没有相同量？ 如何描述物体位置的变化？ 位移：描述物体位置变化的物理量。 如果北京到长沙的距离与北京到重庆的距离相等，那么这两者的位置的变化相同吗？ 既有大小，又有方向 大小：初位置指向末位置的有向线段的长度 方向：由初位置指向末位置 只有大小没有方向 标量 矢量 如：路程、时间、质量、温度、长度、密度、能量、速率等。 如：位移、速度、力等。 算术运算法则 平行四边形定则 表示：用带箭头的有向线段表示。 需规定正方向，如果矢量与正方向相同，矢量为正值；如果矢量与正方向相反，矢量为负值。 同一直线上的矢量，可用正负表示方向。矢量大小只看其绝对值大小，绝对值大则矢量大，而正负只表示方向 思考 路程和位移的大小具有怎样的关系？ A B 一般而言，路程和位移的大小不相等 在什么运动情形下，路程与位移相等呢？ 只有当物体做单向直线运动时，路程和位移的大小才相等 例题2：关于位移和路程，下列说法正确的是（ ） A. 沿直线运动的物体，位移和路程是相等的 B. 质点沿不同的路径由A到B，其路程可能不同而位移是相同的 C. 质点通过一段路程，其位移可能等于零 D. 质点运动的位移大小可能大于路程 练习 BC 例题3：运动场上一圈为400米，假设跑完一圈的起点和终点位置相同，运动员从起点出发，跑3圈的路程是多少？位移又是多少？ 练习 前面学习了用一维坐标系描述物体的位置，那么，在一维坐标系中位移应该如何表示呢？ x/m 0 30 -20 西 东 思考 x１ 初位置 x２ 末位置 Δx 位移 位移=末位置－初位置 即 Δx＝x2 －x1 直线运动中的位移 1.某物体从A点运动到B点，坐标xA为-2m，xB为3m，物体的位移大小为多少？方向如何？　　　　　 x/m o xA xB -2 3 （1）大小：Δx＝xB －xA=3 - (-2)=5m （2）方向：沿x轴正方向。 思考 2.某物体从A点运动到B点，坐标xA为3m，xB为-2m，物体的位移大小为多少？方向如何？　　　　　 x/m o xA xB -2 3 （1）大小：Δx＝xB －xA= -2 - 3= -5m （2）方向：沿x轴负方向。 思考 如图所示，王丽同学在操场散步，从操场中的A位置向东走了30m的距离到达B位置，又向南走了40m的距离到达C位置，求：王丽同学从操场A位置到C位置的位移大小和路程？　　　　 位移大小的计算方式和路程大小的计算方式是否一样呢？　　　 扩展与讨论 如果我们记录了行驶在北京长安街上的汽车，在不同的时刻所处的位置，有什么办法可以把汽车的每一个时刻对应的位置直观的表示出来呢？　　　　 时刻t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位置x/m 200 400 600 800 1000 思考 时刻t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位置x/m 200 400 600 800 1000 (1)建立平面直角坐标系,选时刻t为横轴,选位置x为纵轴. (2)描点法描出数据. (3)用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来. 图像法： 思考 x/m 800 600 400 200 0 5 10 15 20 t/s 1000 位置—时间图像 位移—时间图像 如果将汽车的初始位置作为位置坐标的原点 时刻t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位置x/m 200 400 600 800 1000 时刻t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位置x/m 0 200 400 600 800 x/m 800 600 400 200 0 5 10 15 20 t/s 1000 位移：Δx＝x2 －x1 x1＝0 Δx＝x2 ＝x 思考 （1）x-t图象可以得到什么信息？ 初位置 末位置 位移 (2)x-t图象是否反映物体的运动轨迹？ x-t图像不是物体的运动轨迹，而是反应物体位移与时间的关系. 位移—时间图像 通过初中的学习和日常生活中的常识，说一下你都了哪些工具和方法来记录物体的位置和记录时间的？　　　　 思考 同桌之间，一位同学手拿一支彩色画笔，另一位同学牵动一条长纸带，使纸带在笔下沿着直线缓慢向前移动，拿笔同学按照一定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次） 纸带上有什么？ 两点间的时间间隔 两点间的位移 做一做 打点计时器 电磁打点计时器 原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。 工作电压：8V左右交流电源 作用：当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移。 线圈中通过周期性交流电→线圈中产生周期性的交变磁场→振片与永久磁铁周期性的吸引、排斥作用→带动振针周期性上下打点→每两点间的时间间隔为交流电周期0.02s→打点计时器可通过计算点迹间隔数n，测出时间间隔0.02n s； 打点计时器 电火花打点计时器 原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。 工作电压：220 V交流电源 作用：当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。 时间 位移 时刻 时刻 时间 是指某一瞬时，在表示时间数轴上，用点来表示 时间 是指两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。 从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段。 位移 路程 路程 位移 物体运动轨迹的长度。 x-t图像 反映物体位移与时间的关系。 打点计时器 电磁打点计时器 电火花打点计时器 课堂小结 【典例】（多选）小明乘出租车从超市回家，司机打出的发票如图所示，下列关于发票上数据的理解正确的是（　　） A．11：26指的是时刻 B．11：56指的是时间间隔 C．23.0km指的是路程 D．23.0km指的是位移 【正确答案】AC 练一练 从高为2 m处以某一初速度竖直向下抛出一个乒乓球，乒乓球在与地面相碰后弹起，上升到高为4 m处被接住，则乒乓球在这段运动过程中 （　　） A．它的位移为2 m，方向竖直向上，路程为6 m B．它的位移为6 m，方向竖直向上，路程为6 m C．它的位移为2 m，方向竖直向上，路程为2 m D．它的位移为6 m，方向竖直向下，路程为2 m A 练一练 如图所示为甲、乙、丙三质点沿同一直线运动的x﹣t图，由图可知在0﹣t1时间内（　　） A．甲的位移最大 B．甲、乙、丙位移相同 C．乙的位移最小 D．甲、乙的路程相同 B 练一练 电磁打点计时器是一种使用交变电源的常用计时仪器。当接通电源后，振针每隔一定时间打一次点，把纸带和运动物体连在一起，纸带上就会留下一系列点痕，我们就可以通过点痕之间的距离来判断物体的运动规律。 （1）最适合电磁打点计时器的工作电压为____； A．约8 V　　B．20 V　　C．110 V　　D．220 V （2）当交变电源的频率是20 Hz时，纸带上相邻两点间的时间间隔为______s。 A 0.05 练一练 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $$