新教材高中物理第一章運動的描述2時間位移課件新人教版必修第一冊

1、第一章 運動的描述學習目標1.通過生活情境認識時刻、時間間隔,知道時刻和時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系,能夠識別具體情境中的時刻和時間間隔,會用數(shù)軸表示時刻和時間間隔.培養(yǎng)運用數(shù)學方法處理物理問題的能力.2.通過用一維坐標系定性描述物體的位置及位置的變化,得出位移的概念,知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系,理解路程是標量、位移是矢量,會用有向線段表示位移.培養(yǎng)信息提取能力和抽象思維能力.3.經(jīng)歷x-t圖像的建立過程,能根據(jù)物體的運動畫出x-t圖像或根據(jù)x-t圖像描述物體的運動,會初步分析圖像.培養(yǎng)運用數(shù)學方法處理物理問題的能力.4.知道實驗室常用打點計時器來記錄時間和位移,了解打點計時器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,會

2、用打點計時器測量時間和位移.知道如實記錄原始數(shù)據(jù)的重要性.2時間 位移知識點一 時刻和時間間隔1.下圖為某校的上課時間表.答案:“8時”“8時45分”指的是時刻.下課和上課之間的10分鐘指的是時間間隔.上午8時上課、8時45分下課,這里的“8時”“8時45分”指的是時刻還是時間間隔?下課和上課之間的10分鐘指的是時刻還是時間間隔?2.在表示時間的數(shù)軸上,時刻用 來表示,時間間隔用 .來表示.線段點知識點二位置和位移1.用一維坐標系來描述一輛行駛在北京長安街上的汽車的位置改變,如圖所示,選取路上的某交通崗亭作為坐標原點O,x軸的正方向表示向東.(1)如果汽車某時刻的坐標是x1=30 m,表示什么

3、意思?經(jīng)過一段時間,如果汽車的坐標是x2=-20 m,表示什么意思?答案:汽車的坐標是30 m表示它在崗亭以東30 m處,汽車的坐標是-20 m表示它在崗亭以西20 m處.物體位置的表示(2)這段時間內(nèi)汽車的位移是多少?表示什么意思?答案:這段時間內(nèi)汽車的位移x=x2-x1=-20 m-30 m=-50 m,負號表示汽車向西運動了50 m.2.路程是物體 的長度.用位移來描述物體 . .從初位置指向末位置的 表示位移.3.(1)矢量:在物理學中,像位移這樣的物理量叫作矢量,它既有 又有 .(2)標量:像溫度、路程這樣的物理量叫作標量,它們只有 ,沒有 .運動軌跡位置的變化有向線段大小方向大小方

4、向知識點三位移時間圖像閱讀教材第16頁,完成下列問題.1.x-t圖像的建立:在直角坐標系中選 為橫軸,選 .為縱軸,其上的圖線就是位置時間圖像.如果將物體運動的 選作位置坐標原點O,則位置時間圖像就成為位移時間圖像,又稱x-t圖像.2.從x-t圖像可以直觀地看出物體在任意時刻的 或物體在不同時間內(nèi)的 .時刻t位置x初始位置位置位移知識點四位移和時間的測量閱讀教材第1617頁,完成下列問題.1.學校實驗室中常用 來記錄時間和位移.2.常用的打點計時器有 和 .3.電磁打點計時器是一種使用 的計時儀器,工作電壓約為 ,能夠按照相同的時間間隔,在紙帶上連續(xù)打點.當電源頻率是50 Hz時,每隔 打一次

5、點.打點計時器電磁打點計時器電火花計時器交變電源8 V0.02 s小試身手判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的在括號內(nèi)打“”,錯誤的打“”).1.時間間隔是指較長的一段時間,時刻是指較短的一段時間.( )2.第2 s指的是時刻.( )3.物體做直線運動時,位移的大小一定等于路程.( )4.x-t圖像既能表示直線運動,也能表示曲線運動.( )探究一時刻和時間間隔問題情境李爺爺起床后外出晨練,在公園遇到張爺爺.“您這么早!練多長時間了?”“十五分鐘左右吧,現(xiàn)在是什么時間?”“大約六點.”1.對話中的“十五分鐘左右”“大約六點”,哪個是時間間隔?哪個是時刻?答案:“十五分鐘左右”,指一段時間,是時

6、間間隔;“大約六點”,指一個瞬間,是時刻.2.能否在時間軸上表示出上面對話中的時間?答案:能,如下圖所示.過程建構(gòu)1.我們?nèi)粘Ｉ钪姓f的“時間”有時指的是時刻,有時指的是時間間隔,需要根據(jù)實際問題理解.2.時刻與物體所處的狀態(tài)(或位置)相對應,時間間隔與物體所經(jīng)歷的過程(或位移)相對應.3.時刻和時間間隔常見的幾種說法:“第5 s末”“5 s末”“第6 s初”指的均是時刻,在時間軸上均對應t=5 s的這一點;“第5 s內(nèi)”是指時間間隔,在時間軸上對應4 s末到5 s 末之間的一段時間,時間間隔(時長)為1 s.【典例1】關(guān)于時間間隔、時刻的含義,下列說法正確的是( )A.第3 s初是一段時間間

7、隔,這段時間為1 sB.第5 s末與第6 s初是同一時刻C.4 s內(nèi)與第4 s內(nèi)是指同一時間間隔D.第2 s內(nèi)是一段時間間隔,這段時間為2 s解析:第3 s初是某一時刻,在時間軸上用一個點來表示,選項A錯誤;在時間軸上,第5 s末與第6 s 初用同一個點來表示,選項B正確;4 s內(nèi)是指時長為4 s的一段時間間隔,第4 s內(nèi)是第4個1 s,是1 s的時間間隔,選項C錯誤;第2 s內(nèi)是第2個1 s,這段時間長為1 s,而不是2 s,選項D錯誤.答案:B區(qū)分時刻和時間間隔的方法(1)利用上下文判斷:分析所給的說法,根據(jù)題意仔細體會.如第幾秒末、第幾秒初等表示時刻,第幾秒內(nèi)、前幾秒內(nèi)、后幾秒內(nèi)等表示時

8、間間隔.(2)利用時間軸判斷:畫出時間軸,把所給的時刻和時間間隔標出來,時刻對應一個點,時間間隔對應一條線段.探究二位置和位移問題情境一輛汽車在某一城市中運動.如果這輛汽車某時刻在市中心東5 km的A處,經(jīng)過一段時間汽車又到了市中心西3 km的B處.1.我們?nèi)绾谓⒁粋€坐標系來表示汽車的位置以及位置的變化?答案:我們可以取正東方向為x軸的正方向,市中心為原點,坐標的單位為km,建立一維坐標系來描述汽車的位置.如圖所示.A處時位置xA=5 km;B處時位置xB=-3 km.位置的變化x=xB-xA=-3 km-5 km=-8 km,負號表示汽車向西運動.2.若物體不是沿直線運動,例如,從北京去重

9、慶,可以乘飛機直達,也可以坐火車,經(jīng)石家莊、鄭州、西安到重慶,還可以先坐火車經(jīng)石家莊、鄭州到武漢,再由武漢乘輪船到重慶.選擇不同的路徑所走的路程不同,但位置變化是相同的.我們該如何描述沿不同路徑的位置變化呢?答案:將起點和終點用有向線段相連,線段的長度可以表示位置變化的多少,位置變化的方向從起點指向終點.3.如果從北京到另外某個地方連接的線段長度與從北京到重慶的線段長度相同,這兩個位置的變化相同嗎?為什么?答案:不同.因為終點不同,兩條線段指向不同.4.判斷物體做不同運動時,位移的大小與路程的關(guān)系.(選填“”或“=”)運動性質(zhì)位移的大小與路程的關(guān)系曲線運動位移的大小 路程單方向的直線運動位移的

10、大小 路程做直線運動但返回位移的大小 路程=過程建構(gòu)1.對坐標系的理解.(1)建立坐標系的意義:可以定量地描述物體的位置及位置變化.(2)坐標系相對于參考系是靜止的.(3)坐標系的三要素:原點、正方向、單位長度.(4)物體在坐標系中的坐標值有正有負,這里的正負不表示大小,僅表示方向.2.位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系.(1)位移既有大小,又有方向,是矢量,它的大小等于初、末位置間的距離,它的方向是從初位置指向末位置;而路程只有大小沒有方向,是標量,它的大小是物體實際運動軌跡的長度.(2)位移的大小與路徑無關(guān),路程與路徑有關(guān).(3)只有物體做單向直線運動時,其位移大小才和路程相等,除此之外,物體的位移大

11、小總是小于路程.【典例2】從離地面3 m高處豎直向上拋出一個小球,它上升5 m后回落,最后到達地面.此過程中( )A.小球通過的路程是8 mB.小球的位移大小是13 mC.小球的位移大小是3 mD.小球的位移方向是豎直向上答案: C解析:小球運動示意圖如圖所示.所以路程為5 m+8 m=13 m;位移大小為3 m,方向豎直向下.選項C正確.探究三位移時間圖像問題情境某天,兔子和烏龜賽跑.兔子認為贏烏龜是一件輕輕松松的事,所以決定先打個盹,再開始跑.烏龜則一刻不停地努力向前爬.當兔子醒來的時候,烏龜已經(jīng)遠遠超過了兔子.如圖所示是“龜兔賽跑”的x-t圖像.1.哪一條圖線表示烏龜?shù)倪\動?哪一條圖線表

12、示兔子的運動?兔子從什么時候、什么位置開始睡覺?在什么時候烏龜悄悄地爬過兔子身旁?答案:由題意可知,圖線OBCE表示烏龜?shù)倪\動圖線,圖線OABDF表示兔子運動的圖線.兔子從t1時刻開始睡覺,位置是距出發(fā)點x1的位置.在t2時刻烏龜悄悄地爬過兔子身旁.2.兔子睡了多長時間?兔子醒來時烏龜在什么地方?誰先到達終點?提前多少時間到達?答案:兔子睡覺的時間是從t1到t3,時間長度為t3-t1.當兔子醒來時烏龜在離原點x2的地方.烏龜先到達終點,兔子后到達終點,提前到達的時間間隔為t5-t4.過程建構(gòu)從x-t圖像獲取的信息.(1)x-t圖像為傾斜直線表示物體做勻速直線運動.(2)x-t圖像為平行于t軸的

13、直線表示物體靜止.(3)x-t圖像上兩點的縱坐標之差表示這段時間內(nèi)物體的位移.【典例3】(多選)物體甲、乙的x-t圖像如圖所示,由圖可知( )A.從第10 s起,兩物體運動方向相同B.兩物體由同一位置開始運動C.乙比甲遲10 s開始運動D.25 s末甲、乙相遇解析:從第10 s起,兩物體都向正方向運動,選項A正確;甲物體從距原點20 m處開始運動,乙從原點開始運動,選項B錯誤;甲從開始計時起運動,乙從10 s末開始運動,選項C正確;25 s末甲、乙都位于距原點30 m處,選項D正確.答案:ACD圖像問題的處理思路(1)分析清楚縱、 橫坐標軸代表的物理量.(2)研究圖像所表達的物理量之間的關(guān)系,

14、 從圖像中獲取相關(guān)信息.(3)聯(lián)系實際還原真實的物理情景, 對問題做出正確判斷.探究四位移和時間的測量問題情境下圖為某同學練習使用打點計時器時得到的一條紙帶.1.當電源頻率是50 Hz時,打點計時器每隔多長時間打一次點?如果在紙帶上打出了n個點,那么打這些點經(jīng)歷了多長時間?使用什么測量工具測量兩點的位移?答案:當電源頻率是50 Hz時,打點計時器每隔0.02 s打一次點.如果在紙帶上打出了n個點,它們的間隔數(shù)是n-1個,它們的時間間隔為(n-1)0.02 s.使用刻度尺測量兩點的位移.2.使用打點計時器打點時,應先接通電源再拉動紙帶,還是先拉動紙帶再接通電源?答案:應先接通電源,待打點計時器打

15、點穩(wěn)定后,再拉動紙帶.3.電磁打點計時器和電火花計時器使用的電源相同嗎?答案:不相同,電磁打點計時器使用的是8 V低壓交變電源,電火花計時器使用的是220 V的交變電源.過程建構(gòu)1.對紙帶進行測量時,不要分段測量各段的位移,正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各個測量點到起始點O之間的距離).2.打點完畢,立即斷開電源,可以保護打點計時器.【典例4】一位同學在使用打點計時器時,紙帶上的點不是圓點而是一些短線,這可能的原因是( )A.接到了直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)定C.電源頻率不穩(wěn)定 D.振針壓得過緊解析:打點計時器接在直流電源上不會打點,選項A錯誤.點跡輕重與電壓有關(guān),電壓不穩(wěn)定,點跡時

16、輕時重,選項B錯誤.頻率不同時打的點仍是圓點,選項C錯誤.振針壓得過緊,振針和紙帶接觸時間長,將打出一些短線,選項D正確.答案:D課堂評價1.仔細觀察如圖所示的時間軸,下列說法正確的是( )答案:CA.第3 s初是指時間軸上的D點B.第5 s內(nèi)是指時間軸上的FG段C.前4 s內(nèi)是指時間軸上的AE段D.第2 s內(nèi)是指時間軸上的C點2.如圖所示,港珠澳大橋全長49.968 km,2018年10月24日9:00正式通車.這座大橋的開通使得香港到珠海和澳門車程僅需要30 min.下列說法正確的是( )A.30 min是時刻B.9:00是時間間隔C.49.968 km是路程D.49.968 km是位移答案:C3.(多選)關(guān)于矢量和標量,下列說法正確的是( ) A.矢量是既有大小又有方向的物理量B.標量是既有大小又有方向的物理量C.-10 m的位移比5 m的位移小D.-10 比5 的溫度低答案:AD4.如圖所示,一小球在光滑的V形槽中由A點釋放,經(jīng)B點(與B點碰撞所用時間不計)到達與A點等高的C點,設(shè)A點的高度為1 m,則全過程中小球通過的路程和位移大小分別為( )答案: