1、时间和位移时间和位移 适用学科 高中物理 适用年级 高一 适用区域 安徽 课时时长(分钟) 60 知识点知识点名称必须与题库管理系统中最后一级知识点相同,推荐1-10个,如有多个知识点,每个知识点一行。 教学目标1知道时间和时刻的区别和联系 2理解位移的概念,了解路程与位移的区别 3知道标量和矢量 4能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移 5知道时刻与位置、时间与位移的对应关系 教学重点1时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系 2位移的概念以及它与路程的区别 教学难点1正确认识生活中的时间与时刻 2理解位移的概念,会用有向线段表示位移 【教学过程】 一、复习预习 我们平常所说的“时
2、间”,有时指时刻,有时指时间间隔. 教师设疑:时刻指的是某一瞬间,时间间隔指的是两个时刻的间隔,那采取什么样的描 .述可以更加直观形象?可以参考数学的方法 二、知识讲解 考点1:时刻和时间间隔 我们平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔. 教师设疑:时刻指的是某一瞬间,时间间隔指的是两个时刻的间隔,那采取什么样的描述可以更加直观形象?可以参考数学的方法. 学生表述:可以采用数形结合的方法,即用时间坐标轴来描述.如图1-2-4. 图1-2-4 总结:时刻在时间轴上对应于一点,表示某一瞬间,时刻与质点的位置相对应,即某一时刻物体在某一位置上. 时间间隔在时间轴上对应于两点间的一段,表示一段
3、过程.时间间隔与质点运动的位移或路程相对应,即在某段时间内,质点通过了一段路程或发生了一段位移. 难点辨析:如图1-2-4所示,时间轴上的A点为计时的起点,为0时刻,或称为第1 s初;C点为2 s末;AC段表示前2 s时间,是开始计时到第2 s末的时间间隔;第3 s对应着CD段,表示第2 s末到第3 s末这1 s的时间间隔,它与前3 s是不同的. 考点2:路程和位移 位移:从初位置指向末位置的一条有向线段. 要点点拨:位移与路程的区别. 1.质点的实际运动路径的长度,叫路程,路程只有大小,单位是长度的单位. 2.位移是有向线段,线段的长度表示位移的大小,有向线段箭头的指向表示位移的方向,位移的
4、单位是长度的单位. 3.路程是与质点的运动轨迹有关的,位移的大小则取决于物体初末时刻的位置变化. 教师设疑:位移的大小和路程在一般情况下是不相等的,那相等的条件是什么? 结论:只有在质点做单向直线运动时路程和位移的大小才相等. 考点3:矢量和标量 到目前为止,我们已经接触过很多的物理量了,如力、速度、位移、路程、质量、长度等等,这些物理量有什么共同点和区别吗? 学生讨论:像力、速度、位移,既有大小、又有方向; 像质量、路程、长度,只有大小,没有方向. 教师总结:在物理学中,像位移这样的物理量叫做矢量,它既有大小,又有方向; 像路程这样的物理量,只有大小,没有方向的叫做标量.如温度、质量等. 考
5、点4:直线运动的位置和位移 直线运动是最简单的运动,其表示方式也最简单. 在北京长安街上,以天安门为起点,向西1 000 m,我们就很容易找到相应的位置. 教师点评:如果物体做的是直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移. 1.位置:用坐标轴上的一个点来表示,如图1-2-6所示. 图1-2-6 物体先后经过两个坐标为x和x的位置,坐标的变化量x表示物体的位移. 21 图中的x、x表示A、B两位置的坐标. 21 2.位移:用坐标轴上的一段有向线段表示.如图1-2-6中从A位置到B位置的位移可用有向线段x表示,且x=x-x. 12 三、例题精
6、析 【例1】以下的计时数据指时间的是( ) A.天津开往德州的625次列车于13 h 35 min从天津发车 B.某人用15 s跑完100 m C.中央电视台新闻联播节目19 h开播 D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权 E.某场足球赛开赛15 min时甲队攻入一球 解析:A、C、D、E中的数据都是指时刻,而B中的15 s与跑完100 m的这一过程相对应,是时间. 答案:B 【例2】 一位同学从操场中心出发,向北走了40 m,到达C点,然后又向东走了 30 m,到达B点。用有向线段表明该同学在AC过程,CB过程和ACB全过程的位移,并求出三个位移的大小。 解析:如图1-2-4所示,
7、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A B表示两次行走的合位移,因为在行走过程中,位置变化的最后结果是从A到B,其大小分别是AC=40 m,CB=30 m,AB=50 m。 四、课堂运用 【基础】 1.关于位移和路程,下列说法中正确的是( ) A.出租车是按位移的大小来计费的 B.出租车是按路程的大小来计费的 C.在田径场1 500 m长跑比赛中,跑完全程的运动员的位移大小为1 500 m D.高速公路路牌上标示“上海100 km”,表示该处到上海的位移大小为100 km 答案:B 点出A.运动员由DC、四点,如图1所示.2跑道的直道和弯道的交点为A、B、) 点
8、、则运动员点回到A( 发沿跑道经过B、C、D D,经过的位移相同,路程相等与从C到从A.A到B1 图 ,经过的位移不同,路程相等与从到BC到D从B.A A到C位移的大小比经过的路程要小从C. 经过的路程相等,位移相同与从A到CB到D从D.BC 答案: 【巩固】 1.从水平匀速航行的飞机上,地面上的观察者以地面作为参考系,观察被投下的物体的运动,如图2所示,则下列说法中正确的是( ) 物体是竖直下落的,其位移的大小等于飞机的高度A.其位移的大小等于飞机的.物体是沿着曲线下落的,B 高度 物体是沿着曲线下落的,其位移的大小等于路程C. .物体是沿着曲线下落的,其位移的大小小于路程D2 图D 答案:
9、 2.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后.第几秒内位移最大( ) 43210 t/s 41 7 /m 0 5x 4 s . 1 s A. B2 s 3 s . . DC B 答案: 【拔高】 部分是两SR的中国古代的八卦图,中央的一个人晨练,1.按如图5所示走半径为ABCOADCA点出发沿曲线南北指向CA分别为西东、.他从BD个直径为R的半圆,、_点时,他的路程和位移的大小分别为行进,则当他走到D_. ,位移的方向为_5 图C 2R、由A指向、答案:2R+2R 的正方形,在它的四个角分别设16.77 m2、中学的垒球场的内场是一个边长为本垒和一、二、三垒,如图所示
10、。一位击球员击球后,由本垒经一垒、二垒直跑 。 m,位移的方向 到三垒。他运动的路程是 m,位移是 、本垒指向三垒、答案: 50.3116.77 课程小结 项目 概念 注意点时刻 时间点 用时间轴上的点来表示1 时间间隔一段时间 用时间轴上两点间的线段来表示2 位移 从初位置到末位置的有向线段 是矢量 路程物体实际路径的长度 是标量. 1.理解和计算一个物理量时,最根本的方法是紧扣其定义 规律方法总结:. 只有当物体做单向直线运动时,位移的大小才和路程相等 2. 课后作业 【基础】 1以下的计时数据,指时间间隔的是( ) 8:准时上课10A学校每天 45 分钟每节课B 40C数学考试9:结束
11、40开始:周末文艺晚会D18B 答案: 2下列关于位移和路程的说法,正确的是( ) A位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量 B在直线运动中,位移和路程是相同的 C位移只取决于始末位置,而路程还与实际运动的路线有关 B 物体的路程总大于或等于位移的大小DCD 答案:3 A 【巩固】 1如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大( ) 2较大沿较大A沿1 B D都一样大较大沿C3D 答案: 2从高为5 m处以某一初速度竖直向下抛出一个小皮球,在与地面相碰后弹起,上升到高为6 m处被接住,则这一段过程中( ) A小球的位移为11 m,方向竖直向下,路程为1
12、1 m B小球的位移为6 m,方向竖直向上,路程为11 m C小球的位移为5 m,方向竖直向下,路程为6 m D小球的位移为1 m,方向竖直向上,路程为11 m 答案:D 【拔高】在上面过程中质点运动B.4 m,右转弯向东运动了3 m到达、1一质点由位置A向北运动了 的路程是多少?运动位移是多少?方向如何?. 解析:本题运用位移和路程的区别与联系以及位移的矢量性 2234?sin起始位置到末了位置的位移为,m.m=5 m) 质点运动的路程为(4+3m=7 3. 5 m,位移的方向是向北偏东37,=37,即位移的大小是= 5点,如图BA点出发顺时针到达 思维延伸:如果一质点沿半径为r=20 cm
13、的圆周,自 . 1-2-5所示,求质点的位移与路程 1-2-5 图333 20 cm=94.2 3.14r=2l=质点的路程 解析:l等于质点通过的弧长,即r= 242 2ABr=1.414s=20 cm=28.3 cm=,两点间的距离,即、的大小等于,质点位移cmsABB. A角沿45成OA的方向与半径s位移 小结:标量的相加遵从算术加法的法则. 矢量的相加遵从平行四边形定则. 点评:这里不要求学生完整地得出平行四边形定则,但一定要让学生思考,认识到路程和位移的区别.对矢量的相加法则即平行四边形定则,教师在此可不必详谈,后面会有专门论述. 2、一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则
14、此质点开始运动后 /st0 1 2 3 4 5 /mx0 5 -4 -1 -7 1 ( ) (1)几秒内位移最大 s B.2 s C.3 s D.4 s E.5 s A.( ) 第几秒内位移最大(2) s B.2 s C.3 s D.4 s E.5 s A.( ) (3)几秒内路程最大 s B.2 s C.3 s D.4 s E.5 s A.( ) 第几秒内路程最大)( s B.2 s C.3 s D.4 s E.5 s A.解析:由表中数据可看出,()4 s内的位移是7 m,其大小为7 m,最大。所以选项D正确。 (2)第2 s内的位移是9 m,其大小是9 m,最大,所以选项B正确。 (3)由于质点一直在运动着,时间越长,经过的轨迹也越长,在5 s内的路程也最大,所以选项 E正确。 (4)在第2 s内质点的位移最大,路程是9m也最大,所以选项B正确。
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