时间和位移.docx
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时间和位移
时间和位移
适用学科
高中物理
适用年级
高一
适用区域
安徽
课时时长(分钟)
60
知识点
知识点名称必须与题库管理系统中最后一级知识点相同,推荐1-10个,如有多个知识点,每个知识点一行。
教学目标
1.知道时间和时刻的区别和联系.
2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别.
3.知道标量和矢量.
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系
教学重点
1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
2.位移的概念以及它与路程的区别.
教学难点
1.正确认识生活中的时间与时刻.
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移.
【教学过程】
一、复习预习
我们平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔.
教师设疑:
时刻指的是某一瞬间,时间间隔指的是两个时刻的间隔,那采取什么样的描述可以更加直观形象?
可以参考数学的方法.
二、知识讲解
考点1:
时刻和时间间隔
我们平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔.
教师设疑:
时刻指的是某一瞬间,时间间隔指的是两个时刻的间隔,那采取什么样的描述可以更加直观形象?
可以参考数学的方法.
学生表述:
可以采用数形结合的方法,即用时间坐标轴来描述.如图1-2-4.
图1-2-4
总结:
时刻在时间轴上对应于一点,表示某一瞬间,时刻与质点的位置相对应,即某一时刻物体在某一位置上.
时间间隔在时间轴上对应于两点间的一段,表示一段过程.时间间隔与质点运动的位移或路程相对应,即在某段时间内,质点通过了一段路程或发生了一段位移.
难点辨析:
如图1-2-4所示,时间轴上的A点为计时的起点,为0时刻,或称为第1s初;C点为2s末;AC段表示前2s时间,是开始计时到第2s末的时间间隔;第3s对应着CD段,表示第2s末到第3s末这1s的时间间隔,它与前3s是不同的.
考点2:
路程和位移
位移:
从初位置指向末位置的一条有向线段.
要点点拨:
位移与路程的区别.
1.质点的实际运动路径的长度,叫路程,路程只有大小,单位是长度的单位.
2.位移是有向线段,线段的长度表示位移的大小,有向线段箭头的指向表示位移的方向,位移的单位是长度的单位.
3.路程是与质点的运动轨迹有关的,位移的大小则取决于物体初末时刻的位置变化.
教师设疑:
位移的大小和路程在一般情况下是不相等的,那相等的条件是什么?
结论:
只有在质点做单向直线运动时路程和位移的大小才相等.
考点3:
矢量和标量
到目前为止,我们已经接触过很多的物理量了,如力、速度、位移、路程、质量、长度等等,这些物理量有什么共同点和区别吗?
学生讨论:
像力、速度、位移,既有大小、又有方向;
像质量、路程、长度,只有大小,没有方向.
教师总结:
在物理学中,像位移这样的物理量叫做矢量,它既有大小,又有方向;
像路程这样的物理量,只有大小,没有方向的叫做标量.如温度、质量等.
考点4:
直线运动的位置和位移
直线运动是最简单的运动,其表示方式也最简单.
在北京长安街上,以天安门为起点,向西1000m,我们就很容易找到相应的位置.
教师点评:
如果物体做的是直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移.
1.位置:
用坐标轴上的一个点来表示,如图1-2-6所示.
图1-2-6
物体先后经过两个坐标为x1和x2的位置,坐标的变化量Δx表示物体的位移.
图中的x1、x2表示A、B两位置的坐标.
2.位移:
用坐标轴上的一段有向线段表示.如图1-2-6中从A位置到B位置的位移可用有向线段Δx表示,且Δx=x2-x1.
三、例题精析
【例1】以下的计时数据指时间的是()
A.天津开往德州的625次列车于13h35min从天津发车
B.某人用15s跑完100m
C.中央电视台新闻联播节目19h开播
D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
E.某场足球赛开赛15min时甲队攻入一球
解析:
A、C、D、E中的数据都是指时刻,而B中的15s与跑完100m的这一过程相对应,是时间.
答案:
B
【例2】一位同学从操场中心A出发,向北走了40m,到达C点,然后又向东走了30m,到达B点。
用有向线段表明该同学在A→C过程,C→B过程和A→C→B全过程的位移,并求出三个位移的大小。
解析:
如图1-2-4所示,有向线段AC表示第一次的位移,有向线段CB表示第二次的位移,有向线段AB表示两次行走的合位移,因为在行走过程中,位置变化的最后结果是从A到B,其大小分别是AC=40m,CB=30m,AB=50m。
四、课堂运用
【基础】
1.关于位移和路程,下列说法中正确的是()
A.出租车是按位移的大小来计费的
B.出租车是按路程的大小来计费的
C.在田径场1500m长跑比赛中,跑完全程的运动员的位移大小为1500m
D.高速公路路牌上标示“上海100km”,表示该处到上海的位移大小为100km
答案:
B
2.跑道的直道和弯道的交点为A、B、C、D四点,如图1所示.运动员由A点出发沿跑道经过B、C、D点回到A点、则运动员()
A.从A到B与从C到D,经过的位移相同,路程相等
B.从A到B与从C到D,经过的位移不同,路程相等
C.从A到C位移的大小比经过的路程要小
D.从A到C与从B到D经过的路程相等,位移相同
答案:
BC
【巩固】
1.从水平匀速航行的飞机上,地面上的观察者以地面作为参考系,观察被投下的物体的运动,如图2所示,则下列说法中正确的是()
A.物体是竖直下落的,其位移的大小等于飞机的高度
B.物体是沿着曲线下落的,其位移的大小等于飞机的高度
C.物体是沿着曲线下落的,其位移的大小等于路程
D.物体是沿着曲线下落的,其位移的大小小于路程
答案:
D
2.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后.第几秒内位移最大()
t/s
0
1
2
3
4
x/m
0
5
-4
-1
-7
A.1sB.2sC.3sD.4s
答案:
B
【拔高】
1.一个人晨练,按如图5所示走半径为R的中国古代的八卦图,中央的S部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向.他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他走到D点时,他的路程和位移的大小分别为____________、____________,位移的方向为______________.
答案:
2R+2πR、2R、由A指向C
2、中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒,如图所示。
一位击球员击球后,由本垒经一垒、二垒直跑到三垒。
他运动的路程是m,位移是m,位移的方向。
答案:
50.31、16.77、本垒指向三垒
课程小结
项目
概念
注意点
时刻
时间点
用时间轴上的点来表示
时间间隔
一段时间
用时间轴上两点间的线段来表示
位移
从初位置到末位置的有向线段
是矢量
路程
物体实际路径的长度
是标量
规律方法总结:
1.理解和计算一个物理量时,最根本的方法是紧扣其定义.
2.只有当物体做单向直线运动时,位移的大小才和路程相等.
课后作业
【基础】
1.以下的计时数据,指时间间隔的是()
A.学校每天8:
10准时上课
B.每节课45分钟
C.数学考试9:
40结束
D.周末文艺晚会18:
40开始
答案:
B
2.下列关于位移和路程的说法,正确的是()
A.位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量
B.在直线运动中,位移和路程是相同的
C.位移只取决于始末位置,而路程还与实际运动的路线有关
D.物体的路程总大于或等于位移的大小
答案:
CD
【巩固】
1.如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大()
A.沿1较大B.沿2较大
C.沿3较大D.都一样大
答案:
D
2.从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小皮球,在与地面相碰后弹起,上升到高为6m处被接住,则这一段过程中()
A.小球的位移为11m,方向竖直向下,路程为11m
B.小球的位移为6m,方向竖直向上,路程为11m
C.小球的位移为5m,方向竖直向下,路程为6m
D.小球的位移为1m,方向竖直向上,路程为11m
答案:
D
【拔高】
1、一质点由位置A向北运动了4m,右转弯向东运动了3m到达B.在上面过程中质点运动的路程是多少?
运动位移是多少?
方向如何?
解析:
本题运用位移和路程的区别与联系以及位移的矢量性.
质点运动的路程为(4+3)m=7m.起始位置到末了位置的位移为
m=5m,sinθ=
θ=37°,即位移的大小是5m,位移的方向是向北偏东37°.
思维延伸:
如果一质点沿半径为r=20cm的圆周,自A点出发顺时针到达B点,如图1-2-5所示,求质点的位移与路程.
图1-2-5
解析:
质点的路程l等于质点通过的弧长,即l=
×2πr=
πr=
×3.14×20cm=94.2cm,质点位移s的大小等于A、B两点间的距离,即s=
=
r=1.414×20cm=28.3cm,位移s的方向与半径OA成45°角沿A→B.
小结:
标量的相加遵从算术加法的法则.
矢量的相加遵从平行四边形定则.
点评:
这里不要求学生完整地得出平行四边形定则,但一定要让学生思考,认识到路程和位移的区别.对矢量的相加法则即平行四边形定则,教师在此可不必详谈,后面会有专门论述.
2、一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1
(1)几秒内位移最大()
A.1sB.2sC.3sD.4sE.5s
(2)第几秒内位移最大()
A.1sB.2sC.3sD.4sE.5s
(3)几秒内路程最大()
A.1sB.2sC.3sD.4sE.5s
(4)第几秒内路程最大()
A.1sB.2sC.3sD.4sE.5s
解析:
由表中数据可看出,(1)4s内的位移是-7m,其大小为7m,最大。
所以选项D正确。
(2)第2s内的位移是-9m,其大小是9m,最大,所以选项B正确。
(3)由于质点一直在运动着,时间越长,经过的轨迹也越长,在5s内的路程也最大,所以选项E正确。
(4)在第2s内质点的位移最大,路程是9m也最大,所以选项B正确。
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- 关 键 词:
- 时间 位移