内容正文:
第2节 时间 位移
第一章 运动的描述
1
想一想
如何准确地描述汽车所处的位置?
时间+位置
新知导入
2
1.知道时间间隔、时刻的区别和联系。
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移的大小和方向。
3.了解标量和矢量,知道位移是矢量,时间和路程是标量。
4.能用一维直线坐标系表示物体的位置和位移。
5.能够使用打点计时器。
学习目标
3
2.时间间隔(简称时间):是指两时刻的间隔,表示一段过程,在时间轴上用线段来表示。关键词“内”“经历”“历时”。
1.时刻:表示某一瞬时,在时间轴上用点来表示。关键词“初”“末”“时”。
3.用时间轴表示时刻和时间间隔
40分钟
8:00
8:40
t/h
点
时刻
线段
时间间隔,简称“时间”
时间轴:表示时间的数轴
知识点一:时刻和时间间隔
新知探究
t/s
2
3
1
0
第一秒末
(第二秒初)
第三秒末
(第四秒初)
第一秒
第二秒
第三秒
t/s
2
3
1
0
前一秒
前二秒
前三秒
第二秒末
(第三秒初)
第一秒初
t/s
0
t2
t1
时间轴上有三个标注:0、t1、t2,对应三个时刻: 0时刻、t1时刻、t2时刻。
如果以t1时刻为计时的起点,t1到t2的时间间隔(时间): 。
如果以0时刻为计时的起点,0到t1的时间间隔(时间): 。
Δt= t2- t1
Δt= t1- 0= t1
第n秒开始的点就是第n秒初,第n秒初就是第(n-1)秒末
新知探究
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 某个过程,可以计量 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
时刻与时间间隔的区别和联系
新知探究
要定量描述物体的位置变化,可以利用我们已有的数学知识,建立直线坐标系。
北京长安街
参考系
坐标系
A
坐标原点:天安门
正方向:向东为正
单位长度:200m
想一想
如果可以看作质点的汽车沿直线运动,怎样定量描述汽车的位置变化呢?
知识点二:位置和位移
新知探究
(1)三要素:原点、正方向、单位长度
1.坐标系
(2)分类
x/m
0
1
2
3
-1
①直线坐标系(一维坐标系)
只能描述直线运动
A
A点坐标
新知探究
③空间直角坐标系(三维坐标系)
可以描述空间内的运动
P点坐标()
②平面直角坐标系(二维坐标系)
只能描述平面内的运动
x/m
y/m
0
3
A
2
A点坐标()
新知探究
2.路程:
质点运动轨迹的大小
学校
家
沿途中的路径,从家到学校和从学校到家的路程一样吗?运动情况一样吗?位置变化一样吗?
路程不能描述物体运动的方向。路程与物体运动轨迹有关,而位置的变化仅与物体起点与终点的位置有关。
3.位移:
从初位置(起点)指向末位置(终点)的有向线段
≥
位移的大小
路程
=
单向直线运动时的路程
位移的大小
新知探究
4.矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量叫作矢量。如:位移
(2)标量:只有大小没有方向的物理量叫作标量。如:路程。
(3)注意:
①矢量有方向,一般通过正负来表述方向;
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。
新知探究
(4)运算:
①标量相加——遵从算术运算的法则;
②矢量相加——遵从三角形定则(或平行四边形定则)。
A
B
C
北
东
三角形定则:两个矢量相加时,首尾依次相连,合矢量为从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端。
三角形定则:当多个矢量不共线时,它们相加也遵从多个矢量依次首尾连接,最终从第一个矢量的始端指向最后一个矢量的末端。
新知探究
知识点三:直线运动的位移
x
x1
5 m
想一想
做直线运动的小车的位移怎么表示呢?
x2
Δ x
法一:位移的图示法
法二:位移的代数表示法
Δx=x2-x1
若两坐标之差为正,则位移的方向与x轴的正方向相同;若两坐标之差为负,则位移的方向与x轴的正方向相反。
新知探究
情景探究:有一辆汽车在公路上行驶,一位观察者测定以下结果:
时间(t/s) 0 4.9 10.0 15.1 19.9
位移(x/m) 0 100 200 300 400
请你分析数据,看有什么规律?
①位移随时间的增加而增加;
②大约5s内的位移都是100m。
怎样直观表示汽车位移与时间的关系呢?
新知探究
位移-时间图像(x-t图像):
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
在平面直角坐标系中,纵轴表示位置坐标,横轴表示时间,描述位移随时间变化关系的图像,叫位移-时间图像。
将表格数据描点连线
A
表示汽车在4.9 s末时刻处在离出发点100 m处的位置
x-t图像只能描述直线运动,不能描述曲线运动
新知探究
1.x-t图像是一条倾斜直线,代表物体做什么运动?
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
2.x-t图像是一条水平直线,代表物体做什么运动?
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
物体做匀速直线运动
物体静止
新知探究
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
A
B
P
3.A、B两图线倾斜方式不同表示什么意思?
4.A、B两图线的交点P表示什么意思?
两物体运动方向相反
两物体在该时刻相遇
新知探究
知识点四:位置和时间的测量
测量时间
测量位移
频闪相机
新知探究
电磁打点计时器:约8 V交流电
电火花计时器:220 V交流电
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,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。
新知探究
练习使用打点计时器
1.固定打点计时器;
2.安装纸带;
3.先启动电源, 后用手水平地拉动纸带,随后立即关闭电源;
4.取下纸带;
试拉纸带无明显阻滞现象
0
5
10
15
5.取下纸带,利用刻度尺从参考点测量位移数值,设计表格记录数据。
区间 0~5 0~10 0~15 0~n
x/m
t/s
新知探究
新知探究
课堂小结
1.下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是( )
A.第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔
B.“早上第一节课8∶00上课”,其中8∶00指的是时间间隔
C.物体第3 s末的位置坐标是(2 m,3 m),其中第3 s末指的是时刻
D.物体第3 s内运动了4 m,其中第3 s内指的是时刻
C
当堂检测
2.(多选)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,路程不同而位移一定相同
C.质点通过一段路程,其位移可能为零
D.质点运动位移的大小可能大于路程
BC
当堂检测
3.一质点先向东直线运动3m,再向南直线运动4m,则该质点的位移大小和路程分别是( )
A.5m ,7m
B.7m ,5m
C.1m ,7m
D.7m ,1m
A
当堂检测
A.2s内物体一直沿正方向做匀速直线运动
4.(多选)关于如图位移时间图像,判断正确的是( )
B.位移最大为5m
C.第2s末回到出发点处,前2s内总位移为10m
D.前2s内总路程为10m
BD
5
1
2
x/m
t/s
0
当堂检测
5.(多选)对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中,正确的是( )
A.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B.两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C.电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D.电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉
AB
当堂检测
Lavf58.12.100
Lavf58.12.100
Lavf58.12.100
$