1.2 时间 位移（培优教学课件）物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦时间与时刻、位移与路程、矢量与标量等核心概念，通过“描述汽车位置”“上课时间表述差异”等生活问题导入，搭建从生活经验到物理概念的学习支架，衔接运动描述的基础内容。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过时间轴模型区分时刻与时间间隔，直线坐标系定量分析位移，结合打点计时器实验视频及全球卫星导航系统应用实例，培养学生矢量分析能力与严谨物理观念，助力教师高效突破重难点，提升学生解决实际运动问题的能力。

1.2 时间 位移 第一章 运动的描述 人教版必修第一册 物理观念 能够区分时刻与时间、路程与位移，掌握标量、矢量的基本概念，会用直线坐标系定量描述物体位置与位置变化。 科学思维 建立状态量与过程量、矢量与标量的物理思维，通过对比辨析厘清路程、位移的本质区别，初步形成矢量分析思维。 科学探究 结合生活运动场景与坐标系绘图分析，自主探究时间、路程、位移的规律差异，掌握运动问题的定量探究方法。 科学态度 与责任 树立物理概念严谨精准的认知，摒弃生活化模糊表述，体会精准物理量在科学研究和生活应用中的重要意义。 学习目标 重点 1. 区分时刻与时间间隔，掌握时间轴的规范表示方法。 2. 明确路程与位移的区别，理解位移的矢量性特征。 3. 掌握直线坐标系中位置、位移的计算及正负号的方向意义。 4. 能够准确区分常见的标量和矢量物理量。 难点 1. 破除初中思维误区，精准辨析往返、曲线运动中的路程与位移。 2. 深刻理解位移矢量性，明白位移为零、路程不为零的运动特点。 3. 熟练掌握直线运动中位移正负判定方法，精准判断运动方向。 4. 初步建立矢量思维，适应物理量大小与方向双重分析逻辑。 重点难点 1. 时刻和时间间隔 2. 位置和位移 3. 直线运动的位移 4. 位移-时间图像 5. 位移和时间的测量 6. 课堂总结 7. 练习与应用 8. 提升训练 学习内容 导入新课 要讨论汽车的位置随时间的变化，就要涉及时间、位置等概念。 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，我们认为应该采用什么方法来描述它？ 导入新课 1.“8:00上课”和“45分钟一节课”表述的是同一种物理含义吗？ 2.学生绕操场跑一圈，运动轨迹有长度，位置变化了吗？ 一、时刻和时间间隔 第2节 时间 位移 北京时间2026年5月11日8时14分，长征七号遥十一火箭在海南文昌发射天舟十号货运飞船，约10分钟船箭分离入轨；当日13时11分自主对接空间站天和核心舱后向端口，全程约5小时，实现天舟系列十战十捷。 上述材料中描述的时间有什么不同之处？你对时间是怎么认识的？ 一、时间和时间间隔 上午8点上课 一节课45分钟 8点45分下课 物理考试75分钟 上午9点20分到操场 从家到学校需要30分钟 说出它们的区别： 上午11点考试结束 一、时间和时间间隔 时刻 8:00 时间间隔 45min 8 9 10 t/h 时刻 8:45 1．时刻：表示某一瞬间，在时间轴上用点来表示； 2．时间间隔（简称时间）：是指两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。 时间轴：表示时间的数轴 一、时间和时间间隔 t/h 8 9 10 上课 上课 下课 下课 45min 45min 10min 1.时刻只能显示运动过程的某一个瞬间（照相） 状态 过程 一、时间和时间间隔 2.时间可以用来展示某一个运动过程（录像） 第1秒末 第3秒初 第3秒末 t/s 2 3 5 1 4 0 第1秒末 第3秒初 第3秒末 第1秒 前2秒 第3秒 在时间数轴中找出 第1秒 前2秒 第3秒 一、时间和时间间隔 根据“G87的列车时刻表”中的数据，列车从北京西到郑州东、西安和成都东分别需要多长时间？ 站名 到达 发车 北京西 07：00 07：00 石家庄 08：01 08：03 郑州东 09：21 09：24 洛阳 10：00 10：02 西安 11：21 11：25 成都东 14：33 14：33 一、时间和时间间隔 时间的计算：末时刻减初时刻， △ t=t2-t1 时间分别为： 2小时21分、4小时21分、7小时33分. 1.在时间坐标轴中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。 2.第几秒表示一秒的时间间隔； 3.表示时刻的关键词：初、末、时; 4.表示时间的关键词：内、经历、历时; 5.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。 规律 一、时间和时间间隔 【典例1】以下的计时数据指时间间隔的是（    ） A．我们下午3点20分出发，不要迟到 B．我校的百米跑记录是12秒 C．1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权 D．世界杯足球决赛在今晚8时开始 B 一、时间和时间间隔 二、 位置和位移 第2节 时间 位移 二、位置和位移 1. 在校运动会上，运动员沿直线100m冲刺时，如何准确描述运动员的位置及位置变化？ 2. 当观察某人在水平地面上运动时，如何准确的描述他的位置及位置变化？ 3. 当歼-20在空中执行作战任务时，又该如何描述它的位置及位置的变化呢？ A 坐标系三要素：原点、正方向、单位长度 ⑴直线坐标系（一维坐标系） 1.坐标系：一般说来，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。 　笛卡儿发明坐标系 二、位置和位移 两辆汽车从大连出发去广州，沿图中两条不同路线行驶。若某时刻两车分别到达图中位置，为了描述两车所在位置应该建立怎样的坐标系？ 两车从大连出发沿不同路线到达广州的过程有什么相同点和不同点？ 轨迹不相同, 位置变化相同。 l (2)平面直角坐标系（二维坐标系） 路程 位移 二、位置和位移 方向：从初位置指向末位置。 （1）路程：物体在运动的过程中的轨迹长度。 （2）位移：物体的位置的变化叫做位移，即由物体的初位置指向末位置的有向线段。常用字母“x”表示。 大小：起点指向终点的线段的长度 2. 路程和位移 二、位置和位移 A B 1 3 2 思考：从A到B和从B到A，它们的位移相同吗？ 提示：相同既包括大小也包括方向，而相等仅只大小相等。 不相同 路程和位移的区别 （1）位移决定于物体位置的改变，路程则决定于运动轨迹的长度; （2）路程只有大小无方向,位移既有大小又有方向; （3）路程和位移的大小一般不相等; 注意：只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程. 二、位置和位移 3.矢量与标量 （1）矢量(vector)：既有大小，又有方向；如：位移、速度、力等。 （2）标量(scalar)：只有大小，没有方向；如：路程、时间、质量、温度、长度、密度、能量、速率等。 二、位置和位移 注意： （1）矢量有方向，而标量无方向 （2）要描述一个矢量，必须有大小、方向两个方面 （3）只有大小、方向都相同时，两个矢量才相同 （3）矢量的表示：用带箭头的有向线段表示。 线段长度——表示矢量大小。 箭头方向——表示矢量方向。 二、位置和位移 注意： （1）矢量需规定正方向，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。 （2）要描述一个矢量，必须有大小、方向两个方面，其大小看其绝对值。 （3）只有大小、方向都相同时，两个矢量才相同。 （2）矢量相加与标量相加遵从不同的法则！矢量遵守矢量的叠加法则（第3章讲解） （1）标量相加——遵从算术运算的法则。 思考：矢量相加也遵从这样的法则吗？ 矢量与标量的运算 如：桶中原来有2kg水，又倒入1kg水，那么现在水的质量是 ？ 二、位置和位移 二、位置和位移 【典例2】如图所示，一个质点从A运动到C，再从C运动到B。下列说法正确的是(　　) A．整个过程中，质点的路程为4 m B．A到C的位移为9 m C．C到B的位移大于A到C的位移 D．A到C的位移可以用从A指向C的有向线段表示 D 二、位置和位移 【详解】A．整个过程中，质点通过的路程为s=9m+5m=14m，故A错误； B．A到C的位移为-9 m，故B错误； C．由图知C到B的位移小于A到C的位移，虽然前者正数，后者是负数，但正负号表示方向，因此比较大小要看长度，故C错误； D．根据位移的定义，A到C的位移可以用从A指向C的有向线段表示，故D正确。 三、 直线运动的位移 第2节 时间 位移 三、直线运动的位移 【典例1】在下述问题中，能够把研究对象看做质点的是（ ） A．研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作 B．用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置 C．将一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D．欣赏进行花样滑冰的运动员的优美动作 B 【详解】A．研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时，航天员的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略，此时不能将航天员看为质点，A错误； B．用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时，“武汉”舰自身的形状与大小对所研究问题的影响可以忽略，此时可以把“武汉”舰看成质点，B正确； C．将一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上时，硬币的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略，此时硬币不能看成质点，C错误； D．欣赏进行花样滑冰的运动员的优美动作时，滑冰运动员的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略，此时滑冰运动员不能看成质点，D错误。 思考：如何精确表示位移？ 如果物体沿直线运动，可以建立直线坐标系。它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线，常用Δx表示坐标之差，所以在研究直线运动时， 常用Δx表示位移 Δx＝x2 －x1 若从2运动到1呢 三、直线运动的位移 举例：物体从A运动到B，xA＝3m， xB=-2m,它的坐标变化量Δx＝？ Δx x/m Ｏ Ａ Ｂ 【答案】Δx＝ xＢ－ xＡ ＝-2m－3m ＝-5m 若Δx>0,则表示位移方向与x轴正方向相同；若Δx<0,则表示位移方向与x轴正方向相反 三、直线运动的位移 说明：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。 三、直线运动的位移 【典例3】如图，从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升2m后回落，最后到达地面。分别以地面和抛出点为坐标原点、以向上为正方向建立一维坐标系，则（　　） A．以地面为坐标原点，全过程总位移为 B．以抛出点为坐标原点，全过程总位移为3m C．以地面为坐标原点，全过程的路程为 D．以抛出点为坐标原点，全过程的路程为 【详解】总路程：上升2m ， 下落，总路程恒为，和原点无关。 初位置是抛出点，末位置是地面，位移方向向下，大小为3m；向上为正方向，因此位移为，和原点无关。，故CD错误。 A．以地面为原点，初位置坐标，末位置坐标，位移，故A正确； B．以抛出点为原点，初位置坐标，末位置坐标，位移，不是，故B错误； A 四、 位移——时间图像 第2节 时间 位移 物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图象直观地表示。 在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置-时间图象，通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置 如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等（x=Δx），位置-时间图像就成为位移-时间图像，亦称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。 四、位移——时间图像 物理意义： 描述物体位移随时间的变化关系 1、图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。 2、图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。 3、x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。 四、位移——时间图像 位移-时间图像 t/s x/m O t1 t2 t3 t4 x1 x2 x3 x4 A B C D 直线表示的是：物体做匀速直线运动 四、位移——时间图像 t/s x/m O 平行于t轴的直线表示的是：物体静止 0 t / s x / m a b c t1 x1 两图象的交点代表两物体相遇 b.图线水平代表物体静止 a.图线向上走代表物体向正方向运动 c.图线向下走代表物体向负方向运动。 四、位移——时间图像 四、位移——时间图像 【典例4】（多选）如图所示，是一辆汽车做直线运动的x-t图象，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法不正确的是（　　） A．OA段运动最快 B．AB段汽车静止不动 C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相反 D．运动4h后汽车的位移大小为30km 【详解】A．位移图象的斜率等于物体的速度，故CD段斜率最大，表示物体速度最大。故A错误； B．AB段物体的位移不随时间而变化，物体处于静止状态。故B正确； C．OA段物体沿正方向运动，CD段物体沿负方向运动，所以CD段的运动方向与初始速度的方向相反。故C正确； D．0～4h内，汽车的初末位置的坐标相同，故位移大小为0，故D错误。 AD 五、 位移和时间的测量 第2节 时间 位移 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，例如：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。 五、位移和时间的测量 两种打点计时器 直流？ 交流？ 五、位移和时间的测量 工作电压： . 打点周期： . 打点方式： . 记录信息： . 值流电 约8V 利用振动的振针打点 T = 0.02s 时间和位移 1.电磁打点计时器 频率50Hz，每隔0.02秒打一次点。 五、位移和时间的测量 工作电压： . 打点周期： . 打点方式： . 记录信息： . 交流电220V 利用火花放电打点 T = 0.02s 时间和位移 2.电火花计时器 五、位移和时间的测量 3.打点计时器使用步骤 （1）固定计时器。 （2）穿纸带。 （3）先启动电源，再拉纸带，随后立即关电源。 （4）利用刻度尺从参考点测量位移数值，设计表格记录数据。 0 1 2 3 五、位移和时间的测量 （5）利用表格记录数据，合理选取标度做出x-t图像。 （6）整理器材。 x/m 0 t/s 区间 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 x/m t/s 五、位移和时间的测量 判断物体的运动规律 通过研究纸带，间接的反映物体运动情况： 1. 打出的点越密，则运动越慢； 2. 若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。 五、位移和时间的测量 五、位移和时间的测量 视频：练习使用打点计时器 五、位移和时间的测量 【典例5】使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下步骤，正确的排列顺序为（　　） ①把电火花计时器固定在桌子上    ②安装好纸带 ③松开纸带让物体带着纸带运动    ④接通220V的交流电源 ⑤按下脉冲输出开关，进行打点    ⑥及时断电，然后取下纸带 A．①②④⑤③⑥ B．①④⑤②③⑥ C．①②③④⑤⑥ D．②①④⑤③⑥ A 科学漫步 全球卫星导航系统 全球卫星导航系统是目前广泛应用的新一代导航定位系统，利用近地空间的卫星为各类用户提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务。 1. 卫星导航定位 全球卫星导航系统一般分为空间段、地面段和用户段三大部分。空间段即卫星导航系统，一般由数十颗卫星组成，每颗卫星可以发送卫星导航信号，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。地面段则负责操控系统和向卫星注入导航电文等。用户段通过接收机能够接收导航卫星发送的信号，并精准地进行定位、授时和测速。 2. 卫星导航系统分类 科学漫步 全球卫星导航系统 3. 卫星导航的应用 全球卫星导航系统能够在全球范围内实时、全天候和全天时地提供服务，也就是说不受地域和天气影响，全球任何时刻都能得到持续可靠的定位服务。因此，从身边的车载导航、手机定位，到机场调度、海事救援和地质测绘等，都有广泛的应用。感兴趣的同学可以上网查一查全球 卫星导航系统在有关方面的具体应用。 科学漫步 全球卫星导航系统 4. 北斗导航系统 常用的全球卫星导航系统有我国的北斗卫星导航系统、美国的全球定位系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧盟的伽利略系统。北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的世界一流全球卫星导航系统。它能提供全天候、全天时、高精度的定位、导航与授时服务。2012年，北斗二号系统建成，面向亚太地区提供服务。2020年，北斗三号系统建成，面向全球用户提供服务。 六、课堂总结 第2节 时间 位移 位置 位移 路程：质点在运动的过程中，实际走过的轨迹长度。 位移：质点的位置的变化叫做位移。用质点的初位置指向末位置的有向线段表示。 时间 时刻 时间间隔（简称时间）：是指两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。 时刻：表示某一瞬间，时间轴上用点来表示； 图像 f=50Hz 计时器 T=0.02s 三、课堂总结 七、练习与应用 第2节 时间 位移 1．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。” (2)“您这么早就来啦，抱歉！让您等了这么久。” (3)“前3s”“最后3s”“第3s末”“第3s内”。 四、练习与应用 【解析】(1)火车8时42分到站，指的是时刻；停车8分指的是时间间隔； (2)让您等了这么久指的是时间间隔； (3)“前3s”“最后3s” “第3s内”指的都是时间间隔，“第3s末”指的是时刻。 2．某市出租汽车的收费标准有、、，其中的千米说的是路程还是位移？ 四、练习与应用 【答案】路程 【详解】这里的千米指的是路程，因为汽车的行驶路线一般不是直线，计价器是按照实际走过的轨迹长度，即路程来计费。 3．田径运动场跑道周长是400m。 (1)百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员跑完全程的路程是多少？位移大小是多少？ (2)800m跑比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程相同吗？跑完全程的位移相同吗？请结合田径比赛的规则想一想。 四、练习与应用 【答案】(1)100m，100m；(2)路程相同，位移不同 【详解】(1)路程和位移的大小均是100m。 (2) 800米比赛的规则是，起跑是在自己的跑道里，直到运动员通过标志可以串道的分离线才能离开自己的跑道。所以不同跑道的运动员跑完全程的路程相同。由于起点不同，而终点相同，所以跑完全程的位移大小、方向都不同。 4．如图，一个物体从P点运动到Q点，坐标为3m，为-2m，它的位移大小是多少？方向如何？请你画出它的位置坐标和位移矢量。 四、练习与应用 【答案】5m，由P点指向Q点，位置坐标和位移矢量见解析 【详解】根据位移的定义可得 负号表示位移方向沿x轴负方向，从P点指向Q点，大小为5m。它的位置坐标和位移矢量如图所示 P 5．一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以表示它相对于出发点的位移。下图近似描写了汽车在0 时刻到 40s这段时间的x-t图。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？ 四、练习与应用 【答案】（1）30m；（2）10s～20s；（3）0～10s，20s～40s；（4）3m/s，正方向；1.5m/s，负方向 四、练习与应用 【详解】（1）根据x-t图像可知，汽车最远位置距离出发点约为30m； （2）在10s～20s时，汽车没有行驶，此时位移保持不变，汽车位置距离出发点也为30m； （3）汽车在0～10s时向前做匀速直线运动，汽车在哪段时间驶离出发点；在20s～40s时，汽车向负方向做匀速直线运动，汽车驶向出发点，直到汽车到达出发点； （4）汽车前10s内的速度,速度大小是，方向是正方向。 汽车在后20s内的速度,速度大小是，方向是负方向。 6．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，填写以下表格。 四、练习与应用 坐标原点 抛出点的坐标 最高点的坐标 落地点的坐标 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 ______ ______ ______ ________ ________ ________ 表  竖直向上抛出小球的坐标和位移 3 8 0 5 -8 -3 0 5 -3 5 -8 -3 八、提升训练 第2节 时间 位移 八、提升训练 C 1．北京国际马拉松赛于2022年11月6日7：30鸣枪开赛，全程42.195km。某运动员用2小时14分34秒跑完全程。下列说法正确的是（　　） A．“7∶30”是时间间隔 B．“2小时14分34秒”是时刻 C．“42.195km”是路程 D．“42.195km”是位移大小 八、提升训练 C 2．关于矢量和标量的说法中不正确的是（ ） A．甲、乙发生位移分别为5 m、-10 m，则乙的位移大 B．描述矢量既要说明大小，又要指明方向 C．矢量的大小就是标量 D．温度计读数时正的温度一定高于负的温度，正负不能代表方向 八、提升训练 D 3．如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的 正下方时，气门芯位移的大小为（     ） A． B． C． D． 【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图 由几何知识得，气门芯的位移大小 八、提升训练 C 4．如图所示，某质点沿半径为的半圆弧由点运动到点，则它通过的位移和路程分别是（　　） A．0；0 B．，向东； C．，向西； D．，向东； 【详解】根据位移和路程的概念可知，质点沿半径为的半圆弧由点运动到点，则它通过的位移为，方向向西；路程为。 八、提升训练 5．如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C，则分别求： (1)它的路程； (2)它的位移。 （1）路程为 （2）位移是从起点到终点的有向线段， 所以从A运动到C的位移大小为，方向由A指向C。 八、提升训练 B 八、提升训练 B $