高中物理第一章运动的描述2时间和位移学案新人教版必修1Word文件下载.docx
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对话中两个“时间”,哪个是“时间间隔”,哪个是“时刻”?
【提示】 第一个是时间间隔,第二个是时刻.“练多长时间”,是指时间间隔;
“现在是什么时间”指的是一个瞬间,所以是指时刻.
中考结束后,爸爸带小明乘火车去深圳旅游,火车20:
30准时从北京西站出发,经5小时23分于第二天1:
53到达山东菏泽站,停2分钟后出发,于4:
26到达安徽阜阳站……
这一段话中提到的时间哪些是时刻,哪些是时间间隔?
【提示】 20:
30、1:
53、4:
26是时刻,5小时23分、2分钟是时间间隔.
1.区别与联系
时刻
时间间隔
对应运动描述量
位置
路程、位移
用时间轴表示
用时间轴上的点表示
用时间轴上的线段表示
描述关键词
“第1s末”“第3s初”“第3s末”等
“第1s”“前2s”“前3s内”等
联系
两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程.时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像;
时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片
2.在时间轴上的标示:
各时间间隔与时刻如图121所示:
图121
1.(多选)在如图122所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )
图122
A.t2表示时刻,称为第2s末或第3s初
B.t2~t3表示时间间隔,称为第3s内
C.t0~t2表示时间间隔,称为前2s或第2s内
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内
【解析】 t2表示时间轴上的一个点,所以表示时刻,称为第2s末或第3s初,A正确;
t2~t3表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为第3s内,B正确;
t0~t2表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为前2s,第2s内表示t1~t2,C错误;
tn-1~tn表示时间间隔,称为第ns内,D错误.
【答案】 AB
2.在如图123所示的时间轴上标出:
①3s内;
②第3s内;
③第3s初;
④第2s末.同时判断它们是时刻还是时间,并说明理由.
图123
【解析】 ①3s内指从0时刻开始的长度为3s的时间“段”,是时间;
②第3s内指从0时刻起的第3个长度为1s的时间“段”,是时间;
③第3s初指从0时刻起的第3个长度为1s的时间“段”的起始“点”,是时刻;
④第2s末指从0时刻起的第2个长度为1s的时间“段”的终止“点”,是时刻.如图所示,其中③与④指的是同一时刻.
【答案】 见解析
利用上下文判断时间间隔与时刻
分析所给的说法,根据题意去体会.常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等;
常用来表示时间间隔的关键词是“内”“经历”“历时”等.如“第1s内”“第2s内”“第3s内“等指的是时间间隔,在数值上都等于1s.“最初2s内”“最后2s内”等指的也是时间间隔,在数值上都等于2s.“第1s末(第2s初)”“第2s末(第3s初)”等都指的是时刻.
路程和位移
1.路程
物体运动轨迹的长度.
2.位移
(1)物理意义:
表示物体(质点)位置变化的物理量.
(2)定义:
从初位置指向末位置的一条有向线段.
(3)大小:
初、末位置间有向线段的长度.
(4)方向:
由初位置指向末位置.
1.路程的大小一定大于位移的大小.(×
2.物体运动时,路程相等,位移一定也相等.(×
3.列车里程表中标出的北京到天津122km,指的是列车从北京到天津的路程.(√)
4.位移由质点运动的始末位置决定,路程由质点实际运动的路径决定.(√)
1.物体的位移为零,表示物体一定静止吗?
【提示】 不一定,位移为零表示物体初、末位置相同,物体可能运动了一周又回到了出发点.
2.一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆,如图124所示,则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同?
图124
【提示】 他的运动轨迹不同,走过的路程不同;
他的位置变动相同,位移相同.
在图125中,A处两个同学分别沿图中直线走到B(图书馆)、C(操场)两个不同位置,经测量知,路程是相同的,那么,两同学的位移相同吗?
请说明理由.
图125
【提示】 两同学的位移不相同.
原因是:
位移是矢量,既有大小,又有方向.虽然两同学的路程相等,但位置变化的方向是不相同的,故两同学的位移不相同.
路程和位移的区别与联系
项目
路程
位移
区
别
物理意义
反映物体运动轨迹的长度,不能反映物体位置的变化
反映物体位置的变化,不能反映物体运动轨迹的长度
定义
物体实际运动轨迹的长度
从初位置指向末位置的有向线段
决定因素
与运动路径有关
只与初、末位置有关
矢量与标量
(1)是标量,只有大小,没有方向
(2)大小:
物体运动轨迹的长度即为路程的大小
(3)计算:
遵循算术加法法则
(1)是矢量,有大小和方向
(2)方向:
由初位置指向末位置
初末位置间的距离,与运动轨迹无关
(4)计算:
遵循平行四边形定则(第三章学习)
图示(曲线运动)
物体由A点运动到B点,轨迹弧AB的长度即为质点的路程
物体由A点运动到B点,有向线段AB表示质点位移的大小和方向
联
系
单位
都是长度单位,国际单位都是米(m)
物理
意义
都是描述质点运动的物理量
大小
关系
|位移|≤路程,只有在单向直线运动中,位移的大小才与路程相等
3.如图126所示,坐高铁从杭州到南京,原需经上海再到南京,路程为s1,位移为x1.杭宁(南京)高铁通车后,从杭州可直达南京,路程为s2,位移为x2.则( )
图126
A.s1>s2,x1>x2 B.s1>s2,x1<x2
C.s1=s2,x1=x2D.s1>s2,x1=x2
【解析】 走两条路线的位移相同,即x1=x2,但是经上海再到南京时路程较长,即s1>
s2,故选D.
【答案】 D
4.(多选)同学们都喜欢上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期待很大.如图127所示为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400m、800m赛跑的起跑点,B点是100m赛跑的起跑点.在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100m、400m和800m赛跑,则从开始比赛到比赛结束时( )
图127
A.甲的位移最大B.丙的位移最大
C.乙、丙的路程相等D.丙的路程最大
【解析】 甲同学的初、末位置直线距离为100m,位移大小为100m,路程也是100m;
乙同学路程为400m,但初、末位置重合,位移大小为零;
丙同学路程为800m,初、末位置重合,位移大小也为零,所以甲的位移最大,丙的路程最大,A、D正确.
【答案】 AD
位移和路程的“可能”与“不可能”
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.两者的运算法则不同.
2.在任何情况下,位移的大小都不可能大于路程.因为两点之间线段最短.
3.位移大小与路程可能相等,一般情况下,位移大小都要小于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移大小才与路程相等.
矢量和标量
1.矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
2.标量
只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等.
3.运算法则
两个标量的加减遵从算术加减法,而矢量则不同,后面将学习到.
1.负5m的位移比正3m的位移小.(×
2.李强向东行进5m,张伟向北也行进5m,他们的位移不同.(√)
3.路程是标量,位移是矢量.(√)
4.标量只有正值,没有负值.(×
1.物体运动前一半时间内路程为2m,后一半时间内路程为3m,总路程一定是5m吗?
【提示】 是,路程是标量,其运算满足算术运算法则.
2.物体运动前一半时间内位移为2m,后一半时间位移为3m,总位移一定是5m吗?
【提示】 不一定,位移为矢量,其运算不满足算术运算法则.
探讨1:
像位移这样的物理量叫做矢量,既有大小又有方向.但是我们以前学过的物理量很多都只有大小,没有方向,请同学们回忆哪些物理量只有大小,没有方向?
【提示】 温度、质量、体积、长度、时间、路程.
探讨2:
矢量和标量的算法有什么不同?
【提示】 两个标量相加遵从算术加法的法则.两个矢量相加满足平行四边形定则(第三章学习).
1.矢量的表示方法
(1)图示表示:
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.
(2)数字表示:
先建立坐标系并规定正方向,然后用正、负数来表示矢量.“+”号表示与坐标系规定的正方向一致,“-”号表示与坐标系规定的正方向相反;
数字的大小表示矢量的大小.
2.矢量和标量的区别
(1)矢量是有方向的,标量没有方向.
(2)标量的运算法则为算术运算法则,即初中所学的加、减、乘、除等运算方法;
矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则.
(3)矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量大,而“+”、“-”号只代表方向.
5.下列物理量中,哪个是矢量( )
A.质量B.时间
C.路程D.位移
【解析】 质量、时间和路程都只有大小,没有方向,是标量.位移既有大小又有方向,是矢量.选项D正确.
6.(多选)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-10m比5m小
D.-10℃比5℃的温度低
【解析】 由矢量的定义可知,A正确,B错误;
位移的正、负号只表示方向,不表示大小,其大小由数值和单位决定,所以-10m的位移比5m的位移大,故C错误;
温度的正、负是相对温度为0℃时高出和低于的温度,所以-10℃比5℃的温度低,故D正确.
矢量、标量的大小比较
比较两个矢量大小时比较其绝对值即可.比较两个标量大小时,有的标量比较绝对值,如电荷量,有的标量比较代数值,如温度.
直线运动的位置和位移
1.直线坐标系中物体的位置
物体在直线坐标系中某点的坐标表示该点的位置.
2.直线运动的位置与位移的关系
如图128所示,一个物体沿直线从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为xA和xB,那么,