1、运动的描述第一章第2节时间 位移学习目标：1.通过时间轴，了解时间间隔和时刻的区别.2.通过实例，理解位移的概念，掌握路程和位移的区别和联系.3.认识电磁打点计时器、电火花打点计时器课前自主预习 知识点一 时刻和时间间隔1时刻和时间间隔：时刻指某一瞬间，一般用t表示；时间间隔指两个时刻之间的，tt2t1.2单位：时刻与时间间隔单位相同，有秒(s)、分(min)、时(h)等间隔知识点二 位置和位移1坐标系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适当的坐标系一般要有坐标轴、正方向和单位长度2路程和位移(1)路程：物体运动轨迹的，有大小，没方向(2)位移：表示质点的变化，既有大小，又
2、有方向可用从初位置指向末位置的来表示(3)单位：厘米(cm)、米(m)、千米(km)等坐标系原点长度位置有向线段3矢量和标量(1)矢量：既有大小，又有的物理量；如位移(2)标量：只有大小，没有的物理量；如路程方向方向知识点三 直线运动的位移做直线运动的物体，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，其大小等于末位置与初位置之差即.知识点四 位移时间图像物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用直观地表示在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置为纵轴，其上的图线就是位置时间图像从图像中可以直观地看出物体在不同时间内的有向线段xx2x1图像x位移知识点五 位移和时间的测量
3、学校实验室中常用来记录时间和位移电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，工作电压为.打点计时器交流46 V1时刻就是时间间隔，两者都是时间，没有本质区别()2“现在是北京时间8点整”，这里的“8点整”指的是时刻()3路程是标量，位移是矢量，两者都描述物体的运动()4做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程()5物体前半阶段的路程是2 m，后半阶段的路程是3 m，则总路程一定是5 m()6电磁打点计时器和电火花打点计时器都使用220 V交流电()7实验时，无论采用哪种打点计时器，都是先接通电源，后释放纸带()8位移时间图像是物体的运动轨迹()答案 1.2.3.4.5.6.7.8.1请同学们讨论分
4、析两名同学说的时间是一个时刻还是时间间隔？答案 五点钟是一个时刻，半个小时为时间间隔2中考结束后，爸爸准备带小明去参观清华、北大等名校，并让小明设计出行路线，路线起点：郑州，终点：北京他有三种方式可供选择：乘长途汽车、坐高铁和乘飞机(1)三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？(2)如何描述位置的变化？答案(1)三种出行方式的路程不同，但初位置一样，末位置一样，即位置的变化相同(2)可以用一条从郑州到北京的有向线段即位移来描述位置的变化课堂互动探究 要点一时刻和时间间隔时刻和时间间隔的表示方法在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示如图所示，03 s表示3 s的时间间隔，即
5、前3 s；45 s表示第5 s内，是1 s的时间间隔.1所对应的刻线记为第1 s末，也为第2 s初，是时刻【典例1】关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是()A老师说：“明天早上8点钟上课，上课45分钟”其中“8点钟上课”指的是时间间隔，“上课45分钟”指的是时刻B小王迟到了，老师对他说：“为什么你现在才来？你早该到校了”其中“你早该到校了”指的是到校的时间间隔C小王说：“我早已从家里出来了，因为今天公共汽车晚点了”其中“早已从家里出来了”指的是时间间隔D老师说：“希望你下次一定要在7点50分以前到校”其中“7点50分以前”指的是时间间隔思路点拨 时间间隔对应着某个事件所经历的某个过程；时刻对应
6、着某个事件开始、结束或进行到某一状态时所对应的瞬间解答本题时可以通过画时间轴的方法来区分时刻与时间间隔，时刻对应时间轴上的一个点，而时间间隔则对应时间轴上的一条线段解析 在A选项中“8点钟上课”对应时间轴上的一个点，即上课开始的时刻，而“上课45分钟”指的是上课所经历的时间，它对应时间轴上的一条线段，即时间间隔，因此A错误；在B选项中“你早该到校了”指的是小王应该到校的时刻，对应时间轴上的点，因此B错误；在C选项中“早已从家里出来了”指的是从家里出来的时刻，对应时间轴上的一个点，因此C错误；在D选项中“7点50分以前”对应时间轴上的一条线段，即时间间隔，因此D正确答案 D时刻与时间间隔的两种判
7、定方法(1)根据上下文判断：时刻对应事件状态，时间间隔对应事件过程(2)利用时间轴判定：画出时间轴，轴上的点表示时刻，两个时刻间一段线段表示时间间隔1下列关于时间间隔和时刻的表述中，表示时刻的是()A一般人的反应时间约为0.7 sB卫星绕地球运行的最小周期约为85 minC校运动会100 m赛跑的最好成绩是12.8 sD省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始解析 一般人的反应时间约为0.7 s,0.7 s是指一段时间，是时间间隔；卫星绕地球运行的最小周期约为85 min,85 min是指一段时间，是时间间隔；校运动会100 m赛跑的最好成绩是12.8 s,12.8 s是指一段时间，是
8、时间间隔；省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始，2019年10月25日17时是指时间点，是时刻选项D正确答案 D2如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是()At2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s 内Bt2t3表示时间，称为前3 s内Ct0t2表示时间，称为最初2 s内或前2 s内Dtn1表示时刻，称为第(n1)s解析 时刻在时间轴上对应的是点，而时间间隔表示两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应的是线段，t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，而2 s内指的是02 s这2 s，选项A错误；t2t3表示时间，指的是23 s这1 s，称为第3 s内
9、，选项B错误；t0t2表示时间，指的是02 s这2 s，称为最初2 s内或前2 s内，选项C正确；tn1表示时刻，称为第(n1)s末或第n s初，选项D错误答案 C要点二位置和位移1位移和路程的区别与联系2.矢量和标量(1)正负号的区别：矢量的方向一般用正负号来表示但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如电流，有大小和方向，但它是标量；大多数标量都有正负号，它们的正负值表示不同的含义(2)大小比较：矢量的大小只比较绝对值，而标量大小根据正负号的物理意义比较，如两位移x15 m和x27 m，则x1t2.【典例2】一个人晨练，按如图所示路径行走，中央的S形部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别
10、为西东、南北指向他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，求：(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小和方向(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程思路点拨 位移是由起点指向终点的有向线段，故计算位移时应先确定物体的起点位置和终点位置；路程是实际路线的总长度，本题注意用数学中的圆周知识计算路程解析(1)他从A点第一次走到O点时的位移大小等于线段AO的长度，即x1R，位移的方向为由北指向南(2)他从A点第一次走到D点时的位移大小等于线段AD的长度，即x2 2R，位移的方向为东偏南45.从A点第一次走到D点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s342R2R22.5R.答案(1)R 方向为由北指向南(2
11、)2R，方向为东偏南45 2.5R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，它只有大小没有方向(2)位移的大小与路程有可能相等3下列关于矢量和标量的说法正确的是()A选定正方向，做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲3 m，x乙5 m，则x甲x乙B甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m，这两个物体的位移必定相同C温度计读数有正有负，所以温度是矢量D温度计读数的正负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量解析 直线运动中位移的正负号表示方向，不表示大小，故选项A错误；两个矢量大小相等、方向相同时，它们才相同，故选项B错误；温度是标量，温度的正负号表示
12、温度的高低，故选项C错误，D正确答案 D4某同学在操场上向正北方向运动了16 m，接着转向正东方向运动了12 m两段路线相互垂直整个过程中，该同学的位移大小和路程分别为()A20 m,20 m B28 m,28 mC20 m,28 m D28 m,20 m解析 位移的大小等于初末位置的距离，大小为x162122 m20 m，路程等于运动轨迹的长度，s12 m16 m28 m故C正确答案 C要点三直线运动的位移【典例3】一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：时刻/s012345位置坐标/m20 4 1 76(1)该质点在前2 s内的位移的大小是_，方向是_；(2)该质点在第3 s内的位移
13、的大小是_，方向是_；(3)该质点在前5 s内的总位移的大小是_，方向是_思路点拨 位置坐标与时刻对应，位移则与时间间隔对应，故某段时间的位移可用由这段时间初始时刻位置指向末时刻位置的有向线段来表示解析(1)前2 s的位移x1x2x04 m2 m6 m，即位移的大小为6 m，方向沿x轴负方向(2)第3 s内的位移x2x3x21 m(4)m3 m，即位移的大小为3 m，方向沿x轴正方向(3)前5 s的总位移x3x5x06 m2 m4 m，即位移的大小为4 m，方向沿x轴正方向答案(1)6 m 沿x轴负方向(2)3 m 沿x轴正方向(3)4 m 沿x轴正方向物体运动的位置坐标，与坐标系的选取有关，
14、但物体运动的位移，与坐标系的选取无关.5一个小球从距地面4 m高处落下，被地面反弹，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，向下为坐标轴的正方向，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()A2 m 2 m 1 m B2 m 2 m 1 mC4 m 0 1 m D4 m 0 1 m解析 建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为2 m，O点为坐标原点，C点为落地点，坐标为2 m，B点为接住点，坐标为1 m，所以选项B正确答案 B6如图所示，一个物体从A运动到B，又从B运动到C，A、B、C三点的位置坐标分别为xA5 m，xB10 m，xC2 m，试分别求出物体从A到B，从
15、B到C，从A到C的位移解析 由物体的位移表示物体的位置变化可得物体从A到B的位移为x1xBxA10 m5 m15 m物体从B到C的位移为x2xCxB2 m(10 m)8 m物体从A到C的位移为x3xCxA2 m5 m7 m正号表示位移方向与x轴正方向相同，负号表示位移方向与x轴正方向相反答案 见解析要点四位移时间图像1图像的建立建立一个平面直角坐标系，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，根据给出的(或测定的)数据，描出几个点，用平滑的曲线将几个点连接起来，则这条曲线就表示质点的运动特点，这种图像就叫作位移时间(xt)图像，简称位移图像2物理意义xt图像反映了质点的位移随时间变化的规律，它直观地
16、反映了质点运动过程的特点：若图像是一条倾斜直线，则表示质点做匀速直线运动；若图像是一条平行于时间轴的直线，则表示质点静止从图像上可以确定位移和时间【典例4】如图所示是“龟兔赛跑”的位移时间图像，看图回答：(1)哪一条图线表示乌龟的运动？哪一条图线表示兔子的运动？(2)兔子在什么时候、什么地方开始睡觉？(3)乌龟何时悄悄地爬过兔子身旁？(4)兔子睡了多长时间？(5)兔子醒来时乌龟在什么地方？(6)谁先到达终点？思路点拨 本题运用位移时间图像来描述“龟兔赛跑”的运动情境只有理解位移图像的物理意义，才能对运动情况作出正确的分析和判断解析(1)由题意可知，图线OBCE表示乌龟运动的位移时间图线；图线O
17、ABDF表示兔子运动的位移时间图线(2)兔子在t1时刻开始睡觉，位置在距出发点距离为x1处(3)在t2时刻乌龟悄悄地爬过兔子身旁(4)兔子从t1时刻开始睡觉，到t3时刻醒来，故兔子睡觉的时间为t3t1.(5)当兔子醒来时乌龟在距出发点距离为x2的地方(6)乌龟先到达终点，兔子后到达终点答案 见解析运用xt图像分析问题的要求xt图像反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律，时间轴上两点间的距离反映了时间间隔，这两点对应的纵坐标间的距离等于物体在这段时间内位移的大小7(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的xt图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图像中可以看出()A甲、乙同
18、时出发B乙比甲先出发C甲开始运动时，乙在甲前面x0处D甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙解析 直线与纵轴的交点表示出发时物体离原点的距离当直线与t轴平行时，表示物体位置不变，处于静止状态两直线的交点表示两物体处在同一位置，离原点的距离相等故A、C、D正确答案 ACD要点五位移和时间的测量电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较【典例5】(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是()A电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点B电火花打点计时器是利用火花放电的原理来工作的C我国中学实验室中的打点计时器直接接到实验台上的插座上使用，这种打点计时器是电磁打点计时器D从减小实验
19、误差的角度考虑，选电火花打点计时器比电磁打点计时器好思路点拨 掌握两种打点计时器的构造和工作原理是正确解答本题的关键解析 根据电磁打点计时器和电火花打点计时器的构造知，选项A、B正确；电火花打点计时器是利用火花放电的原理来工作的，使用时摩擦比电磁打点计时器的摩擦小，有利于减小实验误差，选项D正确；我国使用的是220 V交流电压，所以直接接到实验台上的插座上使用的打点计时器应该是电火花打点计时器，选项C错误答案 ABD使用打点计时器时的注意事项(1)实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象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
20、，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.4使用电火花打点计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面.5使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度.6打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源.7对纸带进行测量时，不要分别测量各段的位移，正确的做法是统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离.读数时应估读到刻度尺分度值的下一位.8(多选)使用打点计时器时应注意()A无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B使用
21、打点计时器时应先拉动纸带，再接通电源C使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行D打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源解析 电磁打点计时器使用复写纸，电火花打点计时器不用复写纸，故A错；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故B错；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C正确；打点计时器不能长时间连续工作，故D正确答案 CD9电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是()A时间间隔 B位移C平均速度 D瞬时速度解析 时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出，故A正确；位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出，故B错误；而平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的，C、D错误答案 A课堂归纳小结知识体系关键点击1时刻对应时间轴上一个点，时间间隔对应的是线段2位移是矢量，有大小、方向，路程是标量，有大小、无方向3位移时间图像表示物体在各个时刻的位移，并不代表物体的运动轨迹.
