内容正文:
第
节
2
时间 位移
第一章
1
学习目标
1.理解时刻与时间间隔、路程与位移、矢量和标量的区别,掌握位移-时间图像及其应用。
2.能在实际问题中,运用坐标系描述物体的位置和位移。
3.应用打点计时器,掌握位移和时间的科学记录方法。
这是我们暑假期间某天的学习计划表,表中有哪些关于时间的描述?
时间 科目 时长
早读 6:10-7:00 语文 50分钟
上
午 7:40-8:40 语文 60分钟
8:50-10:20 数学 90分钟
10:30-12:00 英语 90分钟
下
午 14:10-15:40 物理 90分钟
16:00-17:00 化学 60分钟
17:10—17:50 生物 40分钟
晚
上 19:00-19:30 观看新
闻联播 30分钟
19:40-20:10 语文自习 30分钟
20:20—20:50 数学自习 30分钟
21:00-21:30 英语自习 30分钟
这些对于时间的描述有什么不同?
我们如何它们进行准确的描述?
t/s
2
3
5
1
4
0
区分时刻和时间间隔
3
时刻 时间间隔
区别 (1)时刻指一瞬间,对应物体的各个状态;
(2)在时间轴上用一个点表示;
(3)只有先后的区别,没有长短之分 (1)时间是两时刻之间的间隔,对应物体的一个过程;
(2)在时间轴上用线段表示;
(3)有长短之分,无先后的区别
联系 (1)用t1和t2分别表示先后两个时刻,Δt表示两个时刻之间的时间间隔,则Δt=t2-t1;
(2)时间间隔是一系列连续时刻的积累,对应物体运动的过程,时刻对应物体运动的一瞬间。
请找出这个列车时刻表中的时刻和时间间隔。
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。
x/m
0
1
2
3
4
一维坐标系
二维坐标系
我们已经可以用时间轴来描述时刻和时间间隔,那么同学们能不能结合数学知识对物体的位置和位置变化进行描述?
6
路程:
物体运动轨迹的长度。
位移:
表示物体位置的变化。
由初位置指向末位置的有向线段。
有大小、无方向,标量。
有大小、有方向,矢量。
有了对位置的描述,接下来对位置的变化来进行描述。从北京到重庆,可以乘飞机直达,也可以坐火车,经石家庄、郑州、西安,到重庆,还可以先坐火车经石家庄、郑州,到武汉,再由武汉乘轮船到重庆,这些不同的路径进行比较有哪些不同,哪些相同。
从北京到重庆和从重庆到北京两个过程的位置变化有哪些相同之处和不同之处
7
以向东为正方向,一质点从A点沿直线运动到B点,如何对A、B的位置进行描述?这个物体的位移是多少?
xA=3m xB=-2m
Δx=xB-xA=-2m-3m=-5m
位移计算得“+”号,说明位移方向与正方向相同;位移计算得“-”号,说明位移方向与正方向相反。
时刻/s 0 1 2 3 4
位置坐标/m 0 5 -4 -1 -7
一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动)。
X/m
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
t=3s
t=1s
t=2s
t=4s
t=0s
①质点在3s内的路程;
②质点在3s内的位移;
③质点在前3s内的位移;
④质点在第3s内的位移;
⑤质点在___s内位移最大;
⑥质点在第___s内位移最大。
第3s是指2s末到3s末的时间间隔。
17m;-1m;-1m;3m;4;2
9
质点沿平直公路向东做直线运动,如何对质点在某一时刻的位置进行描述?
位移-时间图像
x/m
O
t/s
倾斜的直线表示质点做匀速直线运动;
曲线表示质点做变速直线运动;
平行于时间轴的直线表示质点静止;
斜率表示质点运动的快慢,斜率的绝对值越大,质点运动就越快。
实验室中使用 来记录时间和位移。
打点计时器
电火花计时器 电磁打点计时器
结构图示
工作电压
打点方式
打点周期
记录信息
220V交流电源
8V交流电源
周期性产生电火花
振针周期性上下振动
0.02s(频率50Hz,每隔0.02s打一次点)
0.02s(频率50Hz,每隔0.02s打一次点)
位置、时刻或位移、时间
生活中,人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置,从而推断出它在一段时间内的位移。实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
11
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。随后关闭电源。
(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。
测量前自己先设计一个表格,用来记录时间和位移。
实验时,是先接通电源还是先释放小车?
先接通电源后先释放小车。
测量位移能否直接测出AB段、BC段、CD段位移?
为了减小误差,分别测出AB段、AC段、AD段位移,通过相减求出BC段、CD段位移。
尝试画出小车的x-t图象,小车速度如何变化?
打点间距变大,小车做加速运动。
3组概念
1个图象
时刻和时间间隔
路程和位移
矢量和标量
位移-时间图象(x-t图象)
时间
位移
1个工具
打点计时器
课堂总结
判断正误
(1)时刻就是时间间隔,两者没有本质区别。
(2)在时间轴上,时刻用线段表示,时间间隔用点表示。
(3)路程是标量,位移是矢量,两者都是描述物体运动的物理量。
(4)物体在运动过程中的路程相等,位移一定也相等。
(5)建立一维坐标系时,需要选原点、规定坐标轴的正方向和单位长度。
(6)打点计时器能同时记录时间和位移。
×
×
√
×
√
√
(2020四川绵阳江油中学高一月考)以下的计时数据指时间间隔的是
A.中央电视台新闻联播节目每日19时开播
B.某人用15 s跑完100 m
C.李明同学每天早上6:00起床
D.由北京开往上海的某次列车于19点28分从北京站开出
B
(2021四川巴中高一期末)运动员在相距50 m的A、B两点间进行“折返跑”训练。从A点沿直线跑到B点,又从B点沿原路返回A点,此过程中运动员通过的路程和位移的大小分别是
A.100 m,40 m B.100 m,0
C.0,100 m D.100 m,50 m
B
(多选)同学们都喜欢上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期待。下图为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m 赛跑的起跑点,B点是 100 m 赛跑的起跑点。在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m 和800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束时
A.甲的位移大小最大
B.丙的位移大小最大
C.乙、丙的路程相等
D.丙的路程最大
AD
(多选)一质点运动的x-t图像如图所示,下列说法正确的是
A.0~6 s内位移为-4 m
B.2~4 s内位移为4 m
C.0~6 s内路程为4 m
D.2~6 s内质点一直向同一方向运动
AD
$$