新教材人教版必修第一册 12 时间 位移 学案.docx

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新教材人教版必修第一册12时间位移学案

2．时间　位移

目标体系构建

明确目标·梳理脉络　

【学习目标】　1.知道时刻与时间间隔的区别，并能在具体的情境中识别时刻和时间间隔。

2．认识矢量和标量，理解位置、路程及位移，能说出它们的区别。

3．能在坐标系中定量描述物体的位置和位移，知道位移和时间的测量方法，理解位移—时间图像。

【思维脉络】

课前预习反馈

教材梳理·落实新知　

知识点1　时刻和时间间隔　

1．时刻：

表示某一__瞬间__，在表示时间的数轴上用__点__表示。

2．时间间隔：

表示两个__时刻__之间的间隔，在表示时间的数轴上用__线段__表示。

知识点2　位置和位移　

1．坐标系的作用：

为了__定量__地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。

2．一维坐标系：

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。

3．路程：

物体__运动轨迹__的长度。

4．位移

（1）定义：

由__初位置__指向__末位置__的有向线段，用来描述物体的位置变化，用符号l表示。

（2）大小和方向：

有向线段的__长度__等于位移的大小，方向由初位置指向末位置。

5．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、路程等。

知识点3　直线运动的位移　

1．直线运动的位置与位移的关系

如图所示，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，质点的位移Δx＝__xB－xA__，即位置坐标的变化量表示位移。

2．直线运动中位移的方向

在直线运动中，位移的方向可以用正、负号表示，正号表示__位移与规定正方向相同__，负号表示__位移与规定的正方向相反__。

知识点4　位移—时间图像　

1．物体在每一时刻的__位置__或每一时间间隔的__位移__可以用图像直观地表示。

2．在直角坐标系中将物体运动的__初始位置__选作坐标原点，选时刻t为__横轴__，选位置x为__纵轴__，就建立了位移—时间图像，又称x－t图像。

3．从x－t图像可以直观地看出物体在不同时间内的__位移__。

知识点5　位移和时间的测量　

1．生活中可以用__频闪照相__的方法同时记录物体运动的时刻和位置。

2．两种打点计时器（如图）

图1　　　　图2

（1）电磁打点计时器

使用__交变__电源的__计时__仪器；工作电压为__4～6__V，当电源频率是50Hz时，每隔__0.02_s__打一次点。

（2）电火花打点计时器

使用220V交变电源，打点周期__0.02_s__。

3．时间的测量

刻度尺从能够看清的某个点（起始点）开始，往后数出若干个点，例如数出n个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t＝__（n－1）×0.02__s。

4．位移的测量

用__刻度尺__测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小。

预习自测　　

『判一判』

（1）时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间间隔。

（　×　）

（2）上午第一节课8点上课，这里的8点指时刻。

（　√　）

（3）在800m田径比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军。

其中的2分01秒46指的是时间间隔，800m指位移。

（　×　）

（4）物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量。

（　×　）

（5）一个物体的位移为零，路程也一定为零。

（　×　）

（6）在一维坐标系中，物体的位移等于其位置坐标。

（　×　）

（7）Δx的正负可表示物体位移的方向。

（　√　）

（8）在x－t图像上可以求出物体在某段时间内的位移。

（　√　）

『选一选』　关于下列甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是（　C　）

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

解析：

甲图中的“9.58”指时间；乙图中的“16：

30”指时刻，“晚点1小时8分”指的是时间；故A、B、D三项错误，C项正确。

『想一想』　如图所示，汽车上的里程表，显示的数字表示位移还是路程？

体育比赛的跳远，评判成绩的依据是位移还是路程？

答案：

里程表显示的数字表示路程，跳远评判成绩的依据是位移大小。

课内互动探究

细研深究·破疑解难　

探究　时刻和时间间隔

┃┃情境导入__■

（1）火车站服务处出售的2019年《旅客列车时刻表》为什么不叫做《旅客列车时间表》？

（2）火车站广播道：

“从北京驶往广州的×××次列车将于11点20分到达本站1号站台，停车12分钟，请旅客们做好登车准备。

”这里的12分钟是指时间还是时刻？

火车正点驶离本站的时刻是多少？

（3）张强同学手里拿着汽车票，上面写道：

发车时间：

14点30分。

这里的“时间”指的是时间还是时刻？

提示：

所有计时运动的成绩都是时间。

生活中所说的登机时间、登车时间、登船时间等的“时间”都是指时刻。

（1）《旅客列车时刻表》列出的都是火车发车和到站的时刻。

（2）12分钟是指停车的时间，正点驶离本站的时刻是11点32分。

（3）这里的“时间”实际是指发车的时刻。

┃┃要点提炼__■

时刻

时间间隔

概念

表示某一瞬间。

两个时刻之间的间隔。

物理

意义

是事物运动、发展、变化所经历的各个状态先后顺序的标志，是状态量。

是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度，是过程量。

表示方法

用时间轴上的点表示。

用时间轴上的一段线段表示。

描述

关键词

“初”“末”“时”，如“第1s末”，“第2s初”，“3s时”

“内”，如“第2s内”，“前3s内”

联系

两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片

特别提醒

生活中有时使用的物理概念不是十分严谨的，所以判断生活中的物理概念要注意结合具体的生活情景。

┃┃典例剖析__■

典题1　关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是（　D　）

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，“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

思路引导：

→→

解析：

关于时刻和时间间隔，一定要抓住最主要的问题。

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段，即一段时间。

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”对应时间轴上的一段，即时间间隔，因此D正确。

思维升华：

时间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，时间对应的是事件或运动的发生过程。

（2）利用时间轴判断。

画出时间轴，把所给的时刻和时间表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间。

┃┃对点训练__■

1．（多选）如图所示为日全食的情景，北京时间2017年8月22日在某地发生的日全食从凌晨0时15分37秒开始初亏，从初亏到复原持续了2小时42分42秒。

对此次日全食，该地迎来了2017年“最黑暗”的一天，广大地区体验了120秒的完全黑暗，则（　BD　）

A．0时15分37秒是时间间隔

B．2小时42分42秒是时间间隔

C．在观测日全食时可将太阳看成质点

D．地球绕太阳做圆周运动，这是以太阳为参考系来描述的

解析：

A错

0时15分37秒在时间轴上对应一个点

B对

2小时42分42秒在时间轴上对应一线段

C错

观测日全食时，必须关注太阳的大小

D对

地球绕太阳做圆周运动是以太阳为参考系来描述的

探究　位移和路程

┃┃情境导入__■

位移的大小一定小于路程吗？

提示：

不一定。

物体做单向直线运动时位移的大小等于路程。

┃┃要点提炼__■

1．位移和路程的区别与联系

路程

位移

区

别

意义

表示运动

轨迹的长度

表示位置变化

的大小和方向

大小

轨迹的长度

从初位置到末位置

的有向线段的长度

方向

无方向

从初位置指向末位置

图示（物体沿曲线由A运动到B）

联系

（1）两者单位相同，都是米（m）

（2）位移的大小小于等于路程，在单向直线运动中，位移的大小等于路程。

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，“＋”“－”号只代表方向。

特别提醒

（1）如果某段时间内某物体通过的路程为零，则这段时间内物体一定静止，位移也一定为零。

（2）如果某段时间内物体的位移为零，则这段时间内物体不一定静止，可能是运动又回到了出发点，路程也不一定为零。

┃┃典例剖析__■

典题2　一个人晨练，按如图所示走半径为R的中国古代的太极图，中央的S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、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。

思路引导：

解析：

（1）他从A点第一次走到O点时的位移大小等于直线AO的距离，即x1＝R，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直线AD的距离，即x2＝R，

位移的方向为东偏南45°角。

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s＝×2πR＋2π×＝2.5πR。

答案：

（1）R　方向由北指向南　

（2）R　方向为东偏南45°角　2.5πR

思维升华：

在求位移时（矢量），既要计算其大小，还要指明其方向，注意与求解路程（标量）的区别。

┃┃对点训练__■

2．（2019·山东师大附中高一学分认定测试）小明上学时把学习资料落在家里，他父亲从家门口打车把资料送到学校，然后接着随车回家，出租车票如图所示，则此过程中出租车的位移和行驶的路程分别是（　B　）

A．0,0　　B．0,12.3km

C．12.3km,0　　D．12.3km,12.3km

解析：

由题意可知，出租车返回出发地，故位移为零；由图可知，汽车经过的路程为12.3km，故B项正确，A、C、D三项错误。

探究　直线运动的位置和位移

┃┃情境导入__■

港珠澳大桥通车后，中央广播电视总台巴士成为第一辆驶上港珠澳大桥的大巴，它在某一段时间内沿直线行驶在港珠澳大桥上，如何表示它的位置及位移？

提示：

沿运动方向建立直线坐标系，用坐标表示巴士的位置，坐标的变化与巴士通过的位移对应。

┃┃要点提炼__■

研究直线运动时在物体运动的直线上建立直线坐标系。

（1）质点的位置用坐标值表示，位移