1、 时间和位移问题导入1 某同学绕操场400米跑道跑了一圈,他通过的路程和位移大小相同吗?简答:不相同,路程是400米,位移大小为0。路程描述该同学运动轨迹的长度;位移大小为0则表示位置没有变化(又回到了原位置)2 出租汽车的收费标准有1.20元/公里、1.60元/公里、2.00元/公里-其中的“公里”指的是路程还是位移?简答: 公里指的是路程,汽车的行驶路线一般不是直线。重点聚焦:1 时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用 表示, 用线段表示,时刻与物体的 相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的 相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。 2 路程和位移 路程
2、是物体运动轨迹的 。位移是用来表示物体(质点)的 的物理量。位移只与物体的 有关,而与质点在运动过程中所经历的 无关。物体的位移可以这样表示:从 到 作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的 ,有向线段的方向表示位移的 。3 矢量和标量既有 又有 的物理量叫做矢量,只有大小,没有方向的物理量叫做 。矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从 的法则,矢量相加的法则与此不同。典型题精讲例1.以下的计时数据指时间的是A.中央电视台新闻联播节目19时开播B.某人用15 s跑完100 mC.早上6 点起床D.天津开往德州的625次硬座普快列车于13 h 35 min从天津西站发车精析:A、C、
3、D中的数据都是指时刻,在B中15s对应的是跑完100m这一运动过程,是时间。答案:B例2 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,其路程可能不同而位移是相同的C 质点通过一段路程,其位移可能是零D 质点运动的位移大小可能大于路程分析:沿直线运动的物体,若没有往复运动,也只能说位移的大小等于路程,但不能说位移等于路程,因为位移是矢量,路程是标量,若有往复时,其大小也不相等。在有往复的直线运动和曲线运动中,位移的大小是小于路程的,位移只取决于始末位置,与路径无关,而路程是与路径有关的。答案:BC例3一位同学从操场中心出发,向北走了
4、40m,到达C点,然后又向东走了30m,到达B点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移),三个位移的大小各是多少?由此可以得出什么结论?ABC30m40m东北精析:如图1-2-1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表示两次行驶的合位移,因为在行驶过程中,位置变化的最后结果是从A到达B,其大小分别:是=40m, =30m,=50m。如果两次位移直接相加,其和为70m,而我们求出的合位移大小为50m,可见合位移并不是两个位移直接相加的结果。求合矢量的法则将在第三章详细学习。 图1-2-1【例4】 如图4,
5、一个小球沿半径为R的圆周从A点起逆时针转了三圈又到达圆周上的B点,已知OAOB则在这段时间里小球的位移大小是_,方向为_,走过的路程是_。思路:想一想“位移”是如何定义的。点评:路程在生活中已熟悉,位移是个新概念,这类题无非这分两个不同的概念。 答案:R; R考题回放例1.(2004年泰安市高考模拟题)从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则这段过程中( )A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7mB. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7mC. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3mD. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为
6、7m精析:本题考查基本知识在实际问题中的应用.理解位移和路程概念,并按要求去确定它们.题中物体初末位置高度差为3m,即位移大小,末位置在初位置下方,故位移方向竖直向下;总路程则为7m。答案:A例2(2004年泰安市高考模拟题)我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行,15日09时0分“神舟5号“飞船点火,经9小时40分50秒,在15日18时40分50秒我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国国旗,再经11小时42分10秒,于16日06时23分飞船在内蒙古中部着路。以上数据中表示时刻的有 ;表示时间的有 。精析:时刻指的是某一瞬间,在时间轴上对应的是一个点,而时间指的是时间间隔,在
7、时间轴上对应的是一段线段。故记录时刻的有:15日09时0分、15日18时40分50秒、16日06时23分。记录时间的有:9小时40分50秒、11小时42分10秒。探究延伸例 一实心长方体木块,体积是abc,如图1所示,有一质点自A点运动到B点,求:(1)最短路程;(2)质点位移的大小。图1-2-2精析:在解决这些实际问题时,除用常规方法外,还要注意思维的发散,或逆向思维。本题的创新之处就在于思维方法的创新。(1)路程最短就是质点通过的路径最短,质点必须走一条直线,为了找到这条直线,可将木块的两个面展开,如图2所示,则路程为AB的长度,此时,故最短路程为(2)质点的位移总是从初位置指向末位置,即为立体图中的A、B两点的距离。如图3所示,=,位移大小为。