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

指向问题链思考教学 高中物理必修一第一章第（2）节 时间 位移 目录 时刻和时间间隔 位置和位移 直线运动的位移 位移—时间图像 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 练习与应用 观察与思考 随着中国科技的进步，汽车智能驾驶技术愈发成熟，而汽车智驾必须依靠导航定位系统，它可以提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务。常用的全球导航卫星系统有美国的GPS、中国的北斗系统、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧盟的伽利略系统。 汽车在运动过程中，它的位置会随时间不断发生变化，如果要准确地描述行驶中地汽车在路上所处的位置，必须涉及位置、时间等概念。而要描述物体位置随时间的变化，首先要清楚“时间”一词含义 思考1：通过初中的学习，你对时间有哪些认识？请你说一说！ 指向问题链思考教学 情景导入 时间分为时刻和时间间隔。 概念：时刻是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。 概念：时间间隔是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示。 时间间隔简称时间 t/h 8 9 10 上课 上课 下课 下课 45min 45min 10min 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 指向问题链思考教学 时刻和时间间隔 时刻和时间间隔区别 t/s 2 3 1 4 0 第1秒末 第2秒末 第1秒 第3秒 第3秒初 第3秒内 前1秒 前2秒 3秒内 (2)时间：第1秒、第3秒、第3秒内、3秒内、前1秒、 前2秒、前3秒 第2秒初 前3秒 第3秒末 (1)时刻：第1秒末、第2秒初、第2秒末、第3秒初 指向问题链思考教学 时刻和时间间隔 A B C 9.05 9.25 9.45 观察与思考 思考2：我们知道为了定量描述小汽车位置，除了时刻外，还需要对应时刻的位置，怎样得到这些信息呢？ 在参考系上建立适当的坐标系获得。 x 0km 5km 15km 注意：在建立坐标系时，需在直线上规定原点、正方向和单位长度 1km 正方向 指向问题链思考教学 位置和位移 医 院 一 中 思考3：有了坐标系，我们就可以在坐标系中精确描述某质点在某时刻的位置，那怎样描述质点的位置的变化呢？ 问题：该同学去医院的几种路线有什么不同之处？有什么相同之处？ 一同学选择不同的路线从学校去医院 运动轨迹不同，路程长短不同； 初末位置相同，位置变化相同 路程(s) :物体运动轨迹的长度； 位移(x):表示物体位置的变化。 概念：从质点的初位置指向末位置的一条有向线段，叫做位移。 位移是矢量 思考4：什么是矢量？ 用位移描述物体位置的变化 区别 指向问题链思考教学 位置和位移 7 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； 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。 矢量 标量 既有大小，又有方向 只有大小 没有方向 运算 (1)矢量不能直接相加减，同一直线上的矢量运算时，可规定正方向，与正方向相同的矢量为正，与正方向相反的矢量为负，然后再按代数运算法则相加减 (2)不在同一直线上的矢量运算将在第三章学习 按代数运算法则相加减 矢量和标量 指向问题链思考教学 位置和位移 思考6：用一维坐标系可以描述物体在某时刻的位置，如图中x1、x2，那么在一维坐标系中位移应该如何表示呢？假设物体做直线运动，它的初位置为x1 ，末位置为x2 物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段，其大小： 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。 x/m o xA xB -2 3 x/m o xA xB -2 3 指向问题链思考教学 直线运动的位移 A B C x/m 正方向 1km 9.05 9.25 9.45 0km 5km 10km 思考7：汽车在平直公路上匀速行驶，汽车部分时刻对应的位置如图，如何更加直观的描述汽车的每一个时刻对应的位置呢？ x 0km 5km 10km t 9.05 9.25 9.45 汽车位置与时刻表 x 0 20 t 40 5 10 以t为横轴，以位置x为纵轴，建立直角坐标系 用平滑曲线连接 指向问题链思考教学 位移—时间图像 x-t 图像特征及意义 1. x-t图像是位置—时间图像，通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置。 注意：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，又称 x-t 图像。从 x-t 图像可以直观地看出物体在不同时间段内的位移。 2. x-t 图像中的任意一点(如A点)表示运动物体在某时刻相对于参考点的位移x。 3. x-t 图像不是反映物体的运动轨迹，而是位移x与时间的关系，因此x-t 图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动。 思考9：图中不同颜色的线表示物体在做什么运动？ 思考8：图中蓝色线表示物体做曲线运动吗？ x/m 2 1 0 3 4 5 x5=5m Δx=5m Δx=x 位置—时间 位移—时间 指向问题链思考教学 位移—时间图像 思考10：在日常生活中，我们用什么来记录物体运动的位置和时间？说一说！ 但学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 电磁打点计时器 1.工作电压：4 ~ 6 V交流电源 2.当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点。 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 电火花打点计时器 1.工作电压：220V交流电源 2.当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点。 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 实验操作及数据测量 0 5 10 15 区间 0-5 0-10 0-15 0-n x/m t/s 1.先启动电源，再拉纸带，随后立即关闭电源。 2.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。 3.利用表格做出x-t图像。 思考11：为什么做完实验要立即关闭打点计时器电源？ 防止打点计时器过热导致设备损坏 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 实验演示及注意事项 (1)如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s. (2)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带． (3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集． 指向问题链思考教学 位移和时间的测量 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”。 指向问题链思考教学 练习与应用 2. 某市出租汽车的收费标准有1.20元/km、1.60元/km、2.00元/km，其中的千米说的是路程还是位移? 指向问题链思考教学 练习与应用 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。 答案（1）由于百米赛跑的跑道是直道，因此运动员跑完全程的路程和位移大小相等，都是100m。 （2)800m跑比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程是相等的，都是800m，但位移不相同。400m跑道指的是位于第一跑道的运动员跑完一圈的实际路程为400m，为了使各跑道上运动员的实际路程相同，比赛的终点取在同一位置，起点就不能取同一位置了，所以位移不同。实际情况是越往外的跑道，起点与终点的距离越远，运动员的位移就越大。 指向问题链思考教学 练习与应用 4. 如图1.2-10，一个物体从P点运动到Q点，坐标xp为3m， xQ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。 指向问题链思考教学 练习与应用 5.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移。图1.2-11近似描写了汽车在0时刻到40s这段时间的x-t图像。通过分析回答问题。 （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? 指向问题链思考教学 练习与应用 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（图1.2-12)。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。 指向问题链思考教学 练习与应用 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $