1.2 时间和位移 教学目标
(1)知道时间和时刻的含义及区别,知道在实验中测量时间的方法;
(2)掌握位移的概念,它是表示质点位置变动的物理量,是矢量,可以用有向线段来表示; (3)知道路程和位移的区别;
(4)知道直线运动的位置和位移的关系。
教学重点: 时间和时刻的概念和区别;位移的矢量性、概念。 教学难点: 位移和路程的区别。 教学过程:1、时刻和时间间隔
(1)时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻,时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔(画出一个时间轴加以说明)。
(2)在学校实验室里常用秒表,电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。 例1:下列说法中指的是时间的有( ),指的是时刻的有( )。
A.第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。
2关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.物体在5s时就是指物体在5s末时,指的是时刻 B.物体在5s时就是指物体在5s初时,指的是时刻 C.物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间
D.物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间 3.关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻 B.物体在5 s时指的是物体在5 s初时,指的是时刻 C.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s初这1 s的时间 D.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间 4.下列说法中指时间间隔的是( )
A.天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发 B.某人用15 s跑完100 m
C.中央电视台新闻联播节目每天19时开始 D.某场足球赛在开赛80分钟时,甲队才攻入一球 2、路程和位移 坐标系
物理研究中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坐标系(坐标系相对于参考系是静止的)
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当物体沿直线运动即一维运动时
如上图我们如何建一个数学坐标系来定量表示ABC三个位置, A在收费站的西边100米,B在收费站东100米,C在收费站东面200米。
如何建立坐标系:
1、(作实物图的简化图)作一直线沿ABC所在的直线方向,据物体实际位置关系在直线上用点把它们标出。
2、确定正方向(任意,此处以正东为正方向)。
3、取原点(任意),并指出原点所代表的参照物。
4、标出位置坐标。
领悟:坐标的正负表示物体是在原点正方向的一侧还是负方向的一侧,坐标值的大小表示物体到原点的距离。(位置坐标用X表示)
注意:原点的选择是任意的,一般情况下以参照物为原点,但没有要求一定以参照物为原点。
例题5.一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住,坐标原点定在抛出点正下方2 m处,坐标轴的正方向设为向下,则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m 路程和位移
(1)路程:质点实际运动轨迹的长度,它只有大小没有方向,是标量。
(2)位移:是表示质点位置变动的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段来表示,位移的大小等于质点始、末位置间的距离,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取决于初、末位置,与运动路径无关。
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(3)位移和路程的区别:
(4)一般来说,位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的无往返的直线运动时位移大小才等于路程。 例(1)(多选)关于质点运动的位移和路程,下列说法正确的是()
A.质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量 B.路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量 C.任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等 D.位移是矢量,而路程是标量,因而位移不可能和路程相等 (2)下列关于路程和位移的说法,正确的是()
A.位移就是路程 B.位移的大小永远不等于路程 C.若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程
D.位移是矢量,有大小而无方向,路程是标量,既有大小,也有方向
(3)如图甲,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面上,手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B为小球向右到达的最远位置,小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm,AB=3cm,则自0时刻开始:
A.0.2s内小球发生的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是7cm
B.0.6s内小球发生的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是13cm C.0.8s 内小球发生的位移是0,经过的路程是20cm
D.1.0s内小球发生的位移大小是7cm,方向向左,经过的路程是27cm (4)关于质点的位移和路程,下列说法正确的是()
A.位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向 B.路程是标量,也是位移的大小 C.质点做直线运动时,路程等于其位移的大小 D.位移的数值一定不会比路程大 3、直线运动的位移:在直线运动中,两点的位置坐标之差值就表示物体的位移。
4、矢量和标量:(1)矢量:既有大小、又有方向的物理量。 (2)标量:只有大小,没有方向的物理量。 例1.关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )
A.矢量是既有大小又有方向的物理量 B.标量是既有大小又有方向的物理量 C.位移-10 m比5 m小 D.-10 ℃比5 ℃的温度低 练习
1.以下说法正确的是( )
A.学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8∶00”是指时间间隔 B.火车站公布的旅客列车运行表是时刻表
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C.体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔 D.“神舟五号”绕地球飞行14周,耗时21时23分钟是时刻 2.下列计时数据指的是时间的是( )
A.在整个90分钟的比赛中,甲、乙两足球队“互交白卷” B.他每天都看电视节目“新闻早8点” C.列车到站时间晚点5分钟 D.高考数学考试的时间是2 小时
3.下列说法表示同一时刻的是( )
A.第2 s末和第3 s初 B.前3 s内和第3 s内 C.第3 s末和第2 s初 D.第1 s内和第1 s末 4.下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是( ) A.两个运动物体的位移大小均为30 m,则这两个位移可能相同 B.做直线运动的两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲>x乙 C.温度计读数有正、有负,其正、负号表示方向
D.温度计读数的正、负号表示温度的高低,不能说表示方向 5.关于位移和路程,下列说法中正确的是( )
A.位移与路程都用来反映运动的路径长短 B.在直线运动中位移的大小一定等于路程 C.位移既有大小又有方向,路程只有大小没有方向 D.位移是标量,路程是矢量 6.下列哪种情况下指的是位移的大小( )
A.机动车里程表上所显示的千米数 B.标准田径场跑道的周长是400 m C.乘火车或飞机由北京到上海的直线距离约为1 080 km D.计量跳远运动员的比赛成绩
7.在2010年广州亚运会上,甲、乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400 m和100 m田径决赛,且两人都是在最内侧跑道完成了比赛,则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程大小s甲、s乙之间的关系是( )
A.x甲>x乙,s甲 9.如图5所示,是一位晨练者每天早晨进行锻炼时的行走路线,从A点出发,沿半径分别为3 m和5 m的半圆经B点到达C点,则他的位移和路程分别为( ) A.16 m,方向从A到C;16 m B.16 m,方向从A到C;25.1 m C.25.1 m,方向从A到C;16 m D.16 m,方向从C到A;16 m 4 10.如图6所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是( ) A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内 B.t2~t3表示时间,称为第3 s内 C.t0~t2表示时间,称为最初2 s内或第2 s内 D.tn-1~tn表示时间,称为第(n-1)s内 10.以北京长安街为x轴,向东为正方向,以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O,建立一维坐标系,一辆汽车最初在原点以西3 km处,几分钟后行驶到原点以东2 km处. (1)这辆汽车最初位置和最终位置分别是( ) A.3 km 2 km B.-3 km 2 km C.3 km -2 km D.-3 km -2 km (2)如果将坐标原点向西移5 km,则这辆汽车的最初位置和最终位置分别是( ) A.5 km 7 km B.2 km 5 km C.2 km 7 km D.3 km 5 km 11.如图7所示,一辆轿车从超市出发,向东行驶了300 m到达电影院,继续行驶了150 m到达度假村,又向西行驶了950 m到达博物馆,最后回到超市.以超市所在的位置为原点,以向东的方向为正方向,用1个单位长度表示100 m,试求: 图7 (1)在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置; (2)轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少? 5 s乙 C.x甲>x乙,s甲>s乙 D.x甲