1、2时间位移1知道时刻与时间间隔的区别和联系，能在具体的情境下识别时刻和时间间隔。2能在坐标系上定量地描述物体的位置，知道路程与位移的区别，初步了解矢量与标量的不同。3能够描述直线运动的位移的大小和方向。4初步了解位移时间图像的物理意义，知道位移和时间的测量工具，认识和练习使用打点计时器。一、时刻和时间间隔1时刻：在表示时间的数轴上，用点来表示。2时间间隔：两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上用线段来表示。3时间：有时指时刻，有时指时间间隔，要根据上下文认清它的含义。4时刻和时间间隔的联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔。二、位置和位移1坐标系(1)建立目的：定量地描述物体的位置。(2)种类：
2、若想说明地面上某人所处的位置，可以采用平面直角坐标系来描述；若物体做直线运动，可以用一维坐标系来描述。(3)建立方法：物体做直线运动时，通常选取这条直线为x轴，在x轴上任选一点作为原点，规定好坐标轴的正方向和单位长度，物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。2路程和位移(1)路程：物体运动轨迹的长度。(2)位移物理意义：描述物体位置变化的物理量。定义：由初位置指向末位置的有向线段。3矢量和标量(1)矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移。(2)标量：只有大小没有方向的物理量，如温度、路程。三、直线运动的位移如图，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
3、有向线段，其大小等于末位置与初位置坐标之差，用x表示位移，则xx2x1。若x0，则位移的方向指向x轴的正方向；若x0，则位移的方向指向x轴的负方向。四、位移时间图像在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置时间图像。若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，位置时间图像就成为位移时间图像，又称xt图像。五、位移和时间的测量1测量工具及用途2打点计时器(1)电磁打点计时器：是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为46 V，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点，其构造如图所示。当电源的频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点。如果把纸带和运动的物
4、体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。(2)电火花打点计时器：计时原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。判一判(1)在时间轴上，时刻用线段表示，时间间隔用点表示。()(2)30 s由30个时刻组成。()(3)质点沿单一方向的直线运动，通过的路程就等于位移的大小。()(4)质点通过一段位移后，它的路程可能为零。()(5)带正、负号的物理量不一定是矢量。()(6)路程和位移的单位相同，所以路程就是位移。()(7)位置时间图像就是位移时间图像。()(8)从位移时间图像上可以知道物体在任意时间内位移的大小。()(9)将交流电源改
5、为直流电源，打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变。()(10)用手拉动纸带时，拉动的速度越大，纸带上打出的点越稀疏。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)想一想(1)老张起床后外出进行晨练，在公园里碰见老朋友老李。“早来了，老李，练了多长时间了？”“十分钟左右吧，现在是什么时间？”老李说，“六点。”老张回答。对话中的两个“时间”各代表什么意思？提示：第一个“时间”为时间间隔，第二个“时间”为时刻。(2)为准确描述下列运动位置的改变，建立怎样的坐标系比较合适？某运动员正在百米赛道上自西向东全力奔跑。在纸箱上表面爬行的蚂蚁的位置。提示：以起跑点为坐标原点，向东
6、为坐标轴正方向，建立一维坐标系。以纸箱上表面的一个顶点为坐标原点，在纸箱上表面内与该顶点相邻的两条垂直边为x轴和y轴正方向，建立平面直角坐标系。如图所示。(3)根据国际足联的相关统计，目前一名职业足球运动员在一场比赛中全场的累计跑动距离平均为10000 m，最差的在6000 m左右，而好的高达12000 m。以上数据是路程还是位移？提示：运动员在足球场上累计跑动的距离为路程。(4)如图所示，物体从A点沿x轴负方向运动到B点，接着又沿x轴正方向回到A点。第二个过程的位移是多少？整个过程的位移又是多少？提示：第二个过程的位移为x3 m(2 m)5 m，整个过程的位移为零。课堂任务时刻和时间间隔仔细
7、观察下列图片，认真参与“师生互动”。表一列车时刻表表二作息时间表活动1：表一中瓦房店西的“到站时间”是09：48，“停留时间”是1分钟，这两个“时间”是一个意思吗？提示：不是一个意思，前一个“时间”表示列车到站的时刻，后一个“时间”表示列车停留的时间间隔。活动2：表二中的8：10是时刻吗？对应时间轴上的什么？上午第一节课是多长时间？对应时间轴上的什么？提示：8：10是时刻，对应时间轴上的8：10的点；上午第一节课的时间是40分钟，对应时间轴上8：10和8：50之间的线段。活动3：讨论、交流、展示，得出结论。1时刻和时间间隔的表示方法(1)时刻：时刻在时间轴上，用一个点来表示，如第2 s末、第2
8、 s初等，是状态量。如图所示。(2)时间间隔：时间间隔指的是两时刻之间的间隔，在时间轴上用一段线段来表示，如2 s内、第2 s内等，是过程量。如图所示。2时刻和时间间隔的区别与联系注意：生活中所谓的时间有双重含义，既有可能指时间，也可能指时刻，要注意体会、区分。如：“你什么时间到的”“什么时间吃饭”“什么时间开始上班”等所说的“时间”是指时刻。例1下列关于时间间隔和时刻的说法中，正确的是()A时间间隔和时刻的区别在于长短不同，长的是时间间隔，短的是时刻B3秒内和第3秒的时间间隔一样长C第3秒末和第4秒初是两个不同的时刻D第3秒内和第4秒内经历的时间间隔相等(1)时间间隔和时刻是同一个物理量吗？
9、提示：不是。(2)第几秒和几秒是一回事吗？提示：前者是第几个1秒，后者是有几秒。规范解答时间间隔和时刻的区别不是在于长短的不同，时间间隔在时间轴上是一段线段，时刻在时间轴上是一个点，点是没有长度的，A错误；3秒内的时间间隔是3秒，第3秒是第3个1秒，时间间隔是1秒，时间间隔长短不一样，B错误；第3 s末和第4 s初是同一时刻，C错误；第3秒内和第4秒内经历的时间间隔都是1秒，D正确。完美答案D时间间隔和时刻的两种判断方法(1)根据上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态，时间间隔对应的是事件或运动的过程。(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和
10、时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。关于下列甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是()A甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时刻B乙图中的列车到点“16：30”是指时间间隔C乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔D甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔答案C解析甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时间的长度，即时间间隔，A错误；乙图中的列车到点“16：30”是指时间点，是时刻，B错误；“晚点1小时8分”是指时间的长度，即时间间隔，C正确；综上所述，D错误。课堂任务位置和位移仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：如何描述人在地面上的位置？如何描述一辆
11、沿直线行驶在北京长安街上的汽车所处的位置？提示：建立平面直角坐标系和一维坐标系。活动2：用一维坐标系描述物体的直线运动时，一维坐标系中应包含哪些要素？物体的位置可以用一维坐标系中哪个量来表示？一维坐标系中坐标的正、负表示什么含义？提示：一维坐标系中应包含原点、正方向和单位长度。物体的位置可以用一维坐标系中的位置坐标来表示。坐标的绝对值表示沿坐标轴离原点的距离，坐标中的“”号表示物体位于坐标轴原点的正方向一侧，“”号表示物体位于坐标轴原点的负方向一侧。活动3：从北京到重庆可以乘坐飞机、火车、轮船等不同的交通工具，这几种出行方式的运动轨迹相同吗？轨迹的长度相同吗？用哪个物理量表示？提示：运动轨迹不
12、同；轨迹的长度也不同；用路程来表示。活动4：几种出行方式中，从北京到重庆位置的变化相同吗？用什么来描述这种位置的变化？提示：初位置和末位置相同，所以位置的变化相同；可以用从初位置指向末位置的有向线段来描述这种位置的变化。活动5：讨论、交流、展示，得出结论。1坐标系的种类和应用(1)一维坐标系(直线坐标系)描述物体在一条直线上的运动(如甲壳虫在直藤条上爬行)，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标xA3 m，若它运动到B点，则此时它的坐标xB2 m(“”号表示沿x轴负方向)。(2)平面直角坐标
13、系(二维坐标系)描述物体在一平面内的运动(如湖面上小船的运动)，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。如确定图甲中喷出的某滴水运动时的位置，可用如图乙所示平面直角坐标系描述，O是喷出点，它到达空间的位置A点可用坐标x1和y1表示。2位移和路程的区别和联系(1)如果某段时间内某物体通过的路程为零，则这段时间内物体静止；但如果位移为零，则在这段时间内物体不一定静止。(2)位移可用“”“”号表示，但位移的正、负不表示大小，仅表示方向。(3)当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，但因位移有方向，是矢量，不能说位移就是路程。3直线运动的位移建立一维坐标系(直线坐标系)，物体在直线坐标系中某点
14、的坐标表示该点的位置。用x1表示初位置，x2表示末位置，用x表示位移，则xx2x1。如图所示，一个物体沿直线从A点运动到B点，若A、B两点的位置坐标分别为xA和xB，图中的单位长度为1 m，则xA3 m，xB2 m，物体的位移xxBxA5 m。在直线运动中，位移的方向可以用正、负号表示，正号表示位移与规定的正方向相同，负号表示相反。4标量和矢量(1)标量在物理学中，像路程、温度这样的物理量叫作标量，它们只有大小，没有方向。(2)矢量在物理学中，像位移这样的物理量叫作矢量，它既有大小又有方向。(3)矢量的表示方法用带箭头的线段表示，线段的长度表示矢量的大小，箭头的方向表示矢量的方向。表示同一直线
15、上的矢量，可先沿矢量所在的直线建立直线坐标系，然后用正、负数来表示矢量，正、负号表示矢量的方向(正号表示与坐标系规定的正方向相同，负号则相反)，绝对值表示矢量的大小。(4)大小比较标量大小的比较只看其自身数值大小，而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大，则该矢量大。(1)求某一矢量时，除求出其大小外，还要指出它的方向。(2)矢量的正、负号仅仅表示方向，不表示矢量的大小。例2如图，物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别是()A4R,2RB4R向东，2R向东C4R向东，4RD4R向东，2R(1)什么是路程？提示：路程是物体运动轨迹的长度。(2)什么是位移？提示：位移
16、可以用由初位置指向末位置的有向线段表示。位移的大小等于初、末位置间的直线距离，方向由起点指向终点。规范解答解答本题的具体流程如下：(1)物体的路程(2)物体的位移完美答案D1.平面内物体运动的路程和位移的求法(1)明确题意，找出初、末位置，画出过程示意图。(2)路程的计算：路程是物体运动轨迹的长度，总的路程等于物体在各个阶段运动的路程之和。(3)位移的计算：位移只取决于初、末位置，与所经历的过程无关，位移大小为xx2x1，方向由初位置指向末位置。若物体又回到了初位置，则对应的位移为零。2.位移与路程的关系(1)位移与路程永远不可能相同。因为位移是矢量，既有大小又有方向；而路程是标量，它只有大小
17、没有方向。(2)位移的大小与路程有可能相等。某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度到O点的距离为20 m，然后落回到抛出点下方25 m处的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(取竖直向上为正方向)()A25 m、25 mB65 m、25 mC25 m、25 m D65 m、25 m答案D解析路程：小球从O点先上升20 m，又落回O点，继续下落到O点下方25 m处的B点，小球的总路程s202 m25 m65 m。位移：以O点为原点，建立竖直向上的直线坐标系，x10，x225 m，xx2x125 m，D正确。清晨，一人在公园中进行锻炼，他按如图所示半径为R的中国古
18、代八卦图路线行走。中央S形部分是两个半圆，若沿曲线ABCOADC行走，则当他到达D点时，他的路程和位移大小分别为_、_，位移的方向为_。答案R东南方向解析此人从A点出发沿曲线ABCOADC行走。当他走到D点时，路程等于轨迹的长度：sR2；位移大小等于初、末位置之间的距离：xR，方向为南偏东45，即东南方向。课堂任务位移时间图像仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：骆驼队一直向东行进，在沙漠里的位置和位移如何描述？提示：可以沿行进路线以向东为正方向建立直线坐标系，用坐标表示位置，用坐标变化量表示位移。活动2：骆驼队向东行进的时间可以用直线坐标系表示吗？提示：可以，作时间轴，时间轴上的一
19、点表示时刻，初、末时刻之间的线段表示行进的时间。活动3：能用图像直观地表示骆驼队什么时刻到达了什么位置吗？提示：能，建立平面直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示位置，则坐标系中的一点就表示骆驼队某时刻到达的位置。活动4：什么情况下位置时间图像能成为位移时间图像？提示：若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，位置时间图像就成为位移时间图像。活动5：讨论、交流、展示，得出结论。1位移时间图像在平面直角坐标系中，用横坐标表示时间t，纵坐标表示位移x，根据已知的x、t数据进行描点，然后用平滑的曲线(包括直线)将描的点连接起来，即可得到位移时间图像(xt图像)，简称位移图像。如图所
20、示为某物体运动的xt图像。2位移时间图像的意义及其应用(1)物理意义描述物体运动的位移随时间变化的规律。(2)坐标轴的含义横轴表示时间，纵轴表示位移。由图像可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。3位移和时间的测量(1)打点计时器(2)练习使用打点计时器将打点计时器固定好。安装纸带。启动电源，用手拉动纸带。关闭电源。取下纸带，从能够看清的某个点开始，将这个点作为起始点，往后数出若干个点，计算纸带从起始点到各个点的运动时间。用刻度尺测量出从起始点到各点的位移。例3(多选)如图为根据龟兔赛跑故事画出的位置时间图像，下列说法正确的是()A乌龟和兔子赛跑不是从同一地点出发的B乌龟和兔子赛跑不
21、是同时出发的C乌龟中途落后，但最终比兔子先到达终点D在0t1时间内，乌龟和兔子的位移不同，但曾经相遇过一次(1)xt图像中，纵坐标和横坐标分别表示什么？提示：纵坐标表示的是位置，横坐标表示的是时间。(2)横轴有截距、图像有交点分别表示什么？提示：横轴有截距表示兔子不是从0时刻开始出发的，图像有交点表示该点对应时刻兔子与乌龟相遇。规范解答由图像可知，乌龟和兔子是从同一地点出发的，但不同时，兔子比乌龟出发得晚，A错误，B正确；从图像中看出，在t1时刻兔子的位移大于乌龟的位移，但是最后乌龟到达终点时，兔子还没有到达，C正确；由图像可知，0t1时间内，兔子的位移比乌龟的位移大；图像的交点表示相遇，根据图像可知，在0t1时间内，兔子和乌龟在比赛途中相遇过一次，D正确。完美答案BCD分析xt图像时，要注意x表示的是位置，还是位移，进而进行分析判断。如图为某物体从初始位置开始，位置随时间的变化情况。请回答：(1)物体在10 s时的位置坐标；(2)从图像能看出位移有什么规律？答案(1)60 m(2)相同时间内的位移相同解析(1)从图中可以看出10 s时对应的位置坐标是60 m。(2)由图像是一个正比例函数图像可知，物体在相同时间内的位移相同。
