内容正文:
第二节
时间 位移
第一章 运动的描述
1
新课导入与学习目标
01
新课讲解
02
课堂练习
03
课后小结
04
目录
CONTENT
目录
新课导入与学习目标
1.知道时刻与时间间隔的区别和联系,能在具体的情景下识别时刻和时间间隔
2.能在坐标系上定量地描述物体的位置,知道路程与位移的区别
3.初步了解矢量与标量的不同
4.能够描述直线运动的位移的大小和方向,初步了解位移—时间图像的物理意义
5.练习使用打点计时器,测量位移和时间
学习目标
要讨论物体位置随时间的变化,就要涉及位置、时间等概念。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?你对时间是怎样认识的?
新课导入
新课讲解
我们常说 “第一节上课时间是8:00”,“一节课的时间是45分钟”。
这两句话中时间意思相同吗?
课
程
表 第一节 08:00---08:45 语文
第二节 08:55---09:40 数学
第三节 10:00---10:45 物理
第四节 11:00---11:45 化学
我们的学习场景:
一、时刻和时间间隔
神舟十七号载人飞船计划于4月返回东风着陆场
搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭点火发射
神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆
2023年10月26日
11时14分
2023年10月31日
8时11分
2024年4月
神舟十七号在太空驻留的时间
时刻:一个时间点,与物体运动过程中的位置、状态对应
时间:两个时刻之间的时间间隔
1.时刻:指某一瞬时,它在表示时间的数轴上用点表示。
2.时间间隔:是指两时刻的间隔,时间间隔简称时间对应于某个过程。
3.时刻和时间在数轴上表示
8
9
t/h
上课
8:00
下课
8:45
上课
8:55
下课
9:40
45 min
一节课时间
45 min
一节课时间
课间10 min
均表示时刻,在时间轴上用一个点表示
均表示时间间隔,在时间轴上用一条线段表示
4.时刻与时间间隔的区别和联系
时间间隔 时刻
含义 两个时刻之间所经过的时间段 某一瞬间
数轴上的表示 线段 点
本质与计量 表某个过程,可以计量 表某个状态,无法计量
(1)区别:
(2)联系:
①时间间隔是两个时刻之间所经过的时间段
②时间间隔是由无数个时刻组成的
如图所示,分别是火车和飞机订票app软件截图,你能从图中找出哪些是表述的时刻?哪些是表述的是时间间隔吗?
5.时间可以用公式表示
式中t1和t2分别表示先后两个时刻,△t表示这两个时刻之间的时间。
△t = t1- t2
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。
二、位置和位移
1.坐标系: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。
直线坐标系(一维坐标系)
x/m
10
20
30
40
50
O
-50
40
-30
-20
-10
描述直线运动
直角坐标系(二维坐标系)
x/m
10
20
30
40
O
40
30
20
10
y/m
描述平面上运动的物体的位置
空间直角坐标系(三维坐标系)
描述立体空间内运动的物体的位置
2.路程s:是质点运动轨迹的长度。
(2)物理意义:描述物体(质点)位置变化的物理量。
(3)大小:初、末位置间线段的距离。
(4)方向:初位置指向末位置。
A
3.位移
(1)定义:由从初位置指向末位置的有向线段。
B
C
D
位移和路程的比较
比较项 位移 路程
区别 意义
大小
方向
联系
描述质点位置变化
描述质点轨迹的长度
从初位置到末位置的有向线段的长度
运动轨迹的长度
从初位置指向末位置
无方向
①都是描述质点运动的物理量
②都是过程量
③单位相同
④位移的大小不大于相应的路程
⑤只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程
4.矢量:在物理学中,像位移这样的物理量叫作矢量,它既有大小又有方向。
标量:在物理学中,像温度、路程这样的物理量叫作标量,它们只有大小,没有方向 。
位移、速度、力等
路程、温度、密度、时间等
对矢量、标量的理解
(1)大小的比较
标量大小的比较只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量就大。
(2)运算方法
标量的运算法则是算数法,即初中学过得加减乘除,乘方和开方等,矢量的运算法则为平行四边形法则,这要以后才能学习。
三、直线运动的位移
思考讨论:在一维坐标系中用坐标表示物体的位置,那么,你知道位移应该如何表示吗?
0 1 2 3 4 5 6
∆x
t1
x1
t2
x2
物体在 t1 时刻处于“位置”x1,在 t2 时刻处于“位置” x2,那么x2 -x1就是物体的“位移”记为:
Δx= x2 -x1
时刻和位置对应,时间间隔和位移对应,Δx的正负号表示位移的方向
若两坐标之差为正,则位移的方向指向x轴的正方向;
若两坐标之差为负,则位移的方向指向x轴的负方向。
思考讨论:某物体从A点运动到B点,坐标xA为5m,xB为2m,物体的位移大小等于多少?方向如何?
Δx= xB− xA= 2 m-5m= −3m
位移的方向指向x轴的负方向
x
x
xA
xB
O
1 2 3 4 5
四、位移—时间图像
1.x-t图像的建立:平面直角坐标系中,
横轴:时间,单位s(秒)
纵轴:位移,单位m(米)
这种图像叫位移——时间图像,简称位移图像。
①由x-t图像可知物体各时刻所处位置及物体发生一段位移所需时间
②x-t图像只能用来描述直线运动
x-t图像中,表示位移的x轴是一条方向固定的直线
(2)根据x-t图像分析物体的运动
③x-t图像不是物体运动的轨迹
表示的是位移随时间t变化的情况
④纵轴截距表示物体的初始位置(x1、x2)
⑤交点表示相遇(点B)
从 x-t 图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。
t
x
x1
t1 t2
A
B
五、位移和时间的测量
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。
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。
学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
频闪照相
打点计时器的分类
供高中学生实验用的打点计时器:电磁打点计时器和电火花打点计时器。
电磁打点计时器
电火花打点计时器
2.电磁打点计时器
线圈
振片
复写纸
振针
永久磁铁
限位孔
接线柱
定位轴
(2)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。
(1)工作电压:4 ~ 6 V交流电源
3.电火花计时器
(1)构造:
(2)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。
墨粉纸盘
纸带
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。
1.了解打点计时器的构造,然后把它固定好。
永久磁铁
线圈
振针
振片
复写纸
限位孔
纸带
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。
实验:练习使用打点计时器
5.测量出相邻计数点(中间隔4个计时点)间的距离。
0
1
2
3
4
人为选取的点迹
4.取下纸带,从能看得清的某个点(取为计时起点0)开始数起,数每隔n个计时点取一个计数点,如有n个点,则两个计数点时间Δt=0.02(n+1)s;
全球导航卫星系统
全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。
空间部分即导航卫星系统,一般由数十颗卫星组成,每颗卫星可以发送导航卫星信号,编织成细密的网络,使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星。
全球导航卫星系统
课堂练习
1.如图,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是( )
A.4R,2πR
B.4R向东,4πR向东
C.4πR向东,4R
D.4R向东,2πR
1.答案:D
解析:位移大小等于首末位置的距离,为4R,方向向东;路程等于运动轨迹的长度,为2πR,没有方向。
故选D。
2.一小车沿直线运动,从t=0开始由静止匀加速至t =t1时刻,此后做匀减速运动,到t =t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中,可能正确的是( )
2.答案:D
解析: x-t图像的斜率表示速度,小车先做匀加速运动,因此速度变大即0-t1图像斜率变大,t1-t2做匀减速运动则图像的斜率变小,在t2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
3.—物体做直线运动,其位置-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
3.答案:D
解析:由题图可知,物体从-5m处向右运动至5m处,然后返回至4m处,则物体在前4s内向右运动,后2s内向左运动,故A、C错误;在t=4s时物体距出发点最远,故B错误,D正确.
课堂小结
时间 位移
时刻和时间间隔
位置和位移
时间轴上表示时刻、时间间隔
时刻:一瞬间,在时间轴上用“点”表示
时间间隔:在时间轴上两点之间,用“线段”表示
直线运动的位移
坐标系:原点、正方向、单位长度,三种坐标系
路程:物体运动轨迹的长度,标量
位移
定义:从初位置指向末位置的有向线段
物理意义:表示位置变化的物理量
矢量:初、末位置间线段的长度;初位置指向末位置
Δx= x2-x1,矢量,正负表方向,绝对值表大小
感谢观看
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