1.2 时间 位移 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“时间 位移”核心内容，涵盖时刻与时间间隔、位移与路程、一维坐标系、x-t图像及打点计时器等知识点。课前通过“描述长安街汽车位置”的问题导入，搭建生活实例到物理概念的学习支架，衔接位置与时间的关联，引导学生逐步深入。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（时间轴、坐标系）和科学探究（打点计时器实验）为核心，通过对比表格区分位移与路程，结合x-t图像分析运动阶段，配合实验操作步骤。帮助学生形成运动观念，提升实验能力，也为教师提供结构化教学资源，便于实施探究式教学。

第一章 运动的描述 1.2 时间 位移 人教版普通高中物理（2019） 2026年8月29日星期六9时21分9秒 学习目标 1.知道时刻与时间间隔的区别和联系. 2.理解位移和路程的概念，掌握矢量和标量的区别. 3.会用一维坐标系描述直线运动的物体的位置和位移，能根据 位移—时间图像描述物体的位置和位移. 4.认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移. 2026年8月29日星期六9时21分9秒 课前导入 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? 1.2.1 时刻和时间间隔 1.2.1 时刻和时间间隔 我们常说 “第一节上课时间是8：00”，“一节课的时间是40分钟”。这两句话中时间意思相同吗？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 2026年8月29日星期六9时21分9秒 01 时刻：时间轴上的“点” 指某一瞬间，是时间轴上的一个点，没有持续长度。例如：上午8时上课、8时45分下课，这些具体的时间点就是时刻，对应时间轴上的一个确定坐标。 02 时间间隔：时间轴上的“段” 指两个时刻之间的间隔，是时间轴上的一个线段，表示过程持续的长短。例如：从8时到8时45分，这两个时刻之间的45分钟，就是这节课的时间间隔，反映了时间的流逝量。 1.2.1 时刻和时间间隔 1.2.1 时刻和时间间隔 时间轴表示时间和时刻 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.1 时刻和时间间隔 时刻与时间间隔的比较   时刻 时间间隔 在时间轴上的表示 用点表示 用线段表示 描述关键词 “初”“末”“时”，如“第1 s末”“第2 s初” “3 s时” “内”，如“第2 s内” “前3 s内” 联系 两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.1 时刻和时间间隔 2026年8月29日星期六9时21分9秒 如图所示，是火车订票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？ 1.2.2 位置和位移 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.2 位置和位移 如何定量描述人在地面上的位置？如图甲，如何定量描述一辆沿直线行驶在北京长安街上的汽车所处的位置？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 位置的描述：坐标系 01 一维坐标系的构建四要素 ① 选定轴线：以物体运动轨迹所在直线为x轴，确立基准。 ② 确定原点：在轴上选定点O作为位置计算的参照中心。 ③ 规定方向：用箭头标注正方向，反向即为负方向。 ④ 设定单位：统一度量标准（如米），实现位置量化。 02 位置坐标的物理内涵 坐标是兼具“数值”与“方向”的物理量。数值的大小代表物体到原点的距离，正负号代表物体相对于原点的方位。 例如：坐标+30m表示物体在原点正方向30米处；坐标-20m则表示在原点负方向20米处。 图示：一维坐标系示意图，以岗亭为原点（O），向东为x轴正方向。该模型直观展示了如何通过坐标数值的正负与大小，精确描述物体在直线上的具体位置。 1.2.2 位置和位移 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.2 位置和位移 物体位置的描述我们清楚了，那么，物体位置的变化该怎样描述呢？ 如图，从十堰到西安，导航软件给我们提供了不同的路径，尽管路径不同，但也有相同点，你能找出来吗？ 我们应该如何描述沿不同路径的位置变化呢？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.2 位置和位移 不难发现，不同路径的轨迹长度不一样，也就是我们初中学习的路程不一样。但是不同路径的初末位置相同，也就是位置变化相同。 那么我们怎么描述物体运动的位置变化呢？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.2 位置和位移 01 路程 (Path) 物体运动轨迹的实际长度，只有大小、没有方向，是标量。路程的大小取决于物体实际走过的路径，路径越曲折，路程越长。 02 位移 (Displacement) 从初位置指向末位置的有向线段，既有大小又有方向，是矢量。位移只由初、末位置决定，与运动路径无关，是描述物体位置变化的核心物理量。 2026年8月29日星期六9时21分9秒 矢量与标量 01 矢量 (Vector) 定义：既有大小，又有方向的物理量，运算遵循平行四边形定则。 实例：位移、力、速度、加速度、电场强度等。 02 标量 (Scalar) 定义：只有大小，没有方向的物理量，运算遵循代数法则。 实例：路程、长度、质量、时间、温度、能量等。 图示解析：曲线ACB代表物体运动的实际轨迹长度，即路程（标量）；而有向线段AB表示从初位置到末位置的位置变化，即位移（矢量）。这一对比直观揭示了二者的本质区别。 1.2.2 位置和位移 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.2 位置和位移 项目 比较 位移 路程 区 别 物理 意义 描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段 描述物体运动轨迹的长度 矢标性 矢量 标量 相关 因素 由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关 既与物体的初、末位置有关，也与物体运动路径有关 联系 (1)都是过程量 (2)位移的大小不大于相应的路程，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.3 直线运动的位移 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.3 直线运动的位移 做直线运动的物体，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的红色有向线段，常用Δx表示位移Δx＝x2 －x1。　　　　　　 要确定一个物体的位移，首先请确定其始位置与末位置。 位移等于末位置坐标减去始位置坐标。 Δx x１ x２ x Ｏ 我们用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？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.3 直线运动的位移 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。 思考与交流 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.3 直线运动的位移 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。 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？　　　　　 思考与交流 2026年8月29日星期六9时21分9秒 Δx = x₂ - x₁ （位移 = 末位置坐标 - 初位置坐标） 其中：Δx 表示位移变化量，x₂ 表示末位置坐标，x₁ 表示初位置坐标。 正号 (+)：同向 当 Δx > 0 时，位移方向与 x 轴正方向相同。这意味着物体沿着我们规定的正方向发生了位置移动。 负号 (-)：反向 当 Δx < 0 时，位移方向与 x 轴正方向相反。负号仅代表方向，不代表位移的大小。 1.2.3 直线运动的位移 思考与交流 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.4 位移-时间图像 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.4 位移-时间图像 鸭妈妈带着小鸭子一直沿直行进，如何定量描述鸭子在沙滩里的位置和位移？ 建立直线坐标系 鸭子行进的时间可以用直线坐标系表示吗？那么哪些方法可以表示什么时间到达什么位置呢？ 不能，可以用列举法和图像法 如何用图像直观地表示鸭子在什么时刻 到达了什么位置？ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.4 位移-时间图像 横轴：时间 (t) 作为自变量，横轴刻度代表时间的流逝，数值从左到右递增，直观反映运动发生的先后顺序。 纵轴：位置 (x) 作为因变量，纵轴刻度代表物体的空间位置坐标，数值的正负表示物体相对于参考点的方位。 图像上的点：状态标识 图像上的任意一点 (t, x)，精准对应物体在某一特定时刻所处的具体位置，是运动状态的直接映射。 图像上的线段：过程描述 两点间的线段反映一段时间间隔内的位置变化（位移），线段的斜率绝对值代表速度大小，斜率正负代表速度方向。 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.4 位移-时间图像 观察图像，请解释一下图中每个阶段的运动情况. 观察图示：0~10秒，图像为倾斜上升直线，代表物体沿正方向匀速直线运动；10~20秒，图像水平，代表物体静止；20~40秒，图像为倾斜下降直线，代表物体沿负方向匀速直线运动。x-t图像不仅能展示位置，更能直观反映速度的变化。 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.4 位移-时间图像 从位移—时间图像(x－t图像)中获得的信息 (1)任一时刻质点的位置 图像中的每一个点表示质点某时刻的位置. (2)质点在某段时间内发生的位移. (3)两图线的交点表示两质点在这一时刻位于同一位置，即相遇了. (4)截距 若图像不过原点，如图中图线甲所示，表示质点的出发位置不在坐标原点，图线乙则代表t＝t1时刻质点才开始运动. 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.5 位移和时间的测量 1.2.5 位移和时间的测量 如何测量位移与时间？ 计时工具：捕捉时间 • 日常计时：手表、手机，随时随地读取时间。 • 专业测速：电子秒表，精准捕捉毫秒级变化。 • 古老智慧：日晷、沙漏，感受时间的自然节律。 定位方法：定格瞬间 • 直接观察：肉眼记忆，即时但主观误差大。 • 影像记录：拍照录像，可回放分析细节。 • 空间标记：地图打点，数字化记录轨迹。 生活中的方法虽便捷，但在科学实验中，我们需要更精确、更连续、可量化的记录方式。今天，我们将解锁实验室里的“时空记录仪”——打点计时器，它能完美解决运动中位移与时间的同步记录难题！ 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.5 位移和时间的测量 电磁打点计时器： 工作电压 采用低压交流电 (4~6V)，需连接学生电源交流输出端，确保实验安全，是物理力学实验的基础设备。 工作原理 线圈通交流电产生交变磁场，驱动振片振动，带动振针打点。我国电网频率为50Hz，故每隔0.02秒打一个点。 核心组件 由线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔和复写纸组成。各部件精密配合，将电信号转化为纸带的机械点迹。 ▲ 内部结构与工作原理示意 ▲ 电磁打点计时器实物与配件 💡 实验操作要点 1. 安装时复写纸需平整，纸带穿过限位孔并压在其下。 2. 先通电后释放小车，确保打点清晰。 3. 拉动纸带时保持匀速，避免点迹模糊。 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.5 位移和时间的测量 电火花打点计时器：原理与对比 01 核心工作原理 直接接入220V家用交流电，利用正负电极间的高压电火花击穿纸带形成点迹。打点频率为50Hz，即每隔0.02秒记录一次位置。其最大特点是“非接触式打点”，几乎消除了机械摩擦带来的误差。 对比维度 电磁打点计时器 电火花打点计时器 工作电压 低压交流电 (4~6V)，需专用电源 高压交流电 (220V)，直连家庭电路 打点方式 振针撞击复写纸，接触摩擦阻力大 电火花击穿纸带，几乎无摩擦阻力 实验精度 摩擦阻力影响大，实验误差较明显 阻力极小，实验误差更小，数据更准 总结： 电火花打点计时器凭借“零接触摩擦”的优势，在精度上优于电磁打点计时器，是更理想的实验选择；但因其使用220V高压交流电，操作时必须严格遵守安全规范，防止触电。 2026年8月29日星期六9时21分9秒 1.2.5 位移和时间的测量 2026年8月29日星期六9时21分9秒 动手实践：练习使用打点计时器 01 / 实验关键步骤 1. 安装器材 固定计时器，纸带穿孔并系于小车尾部。 2. 启动实验 先接通电源待稳定，再释放小车运动。 3. 纸带处理 取下纸带，筛选点迹清晰的有效样本。 4. 数据计算 数点计算时间，测量间距计算位移。 02 / 实验核心注意事项 操作顺序：先通电，后释放 —— 确保纸带起始点迹充足，数据有效。 安全与设备：断电与平整 —— 实验后及时断电；纸带需平整，防卡顿。 效果检查：点迹清晰 —— 检查电源电压、复写纸或墨粉纸盘状态。 课堂小结 课堂小结 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 2026年8月29日星期六9时21分9秒 新课结束 请配套习题第一章第二节 $