人教新課標(biāo)時(shí)間和位移精講精練 一等獎(jiǎng)

課堂互動(dòng)三點(diǎn)剖析一、時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別是疑點(diǎn)1.在物理中對(duì)時(shí)間和時(shí)刻的敘述非常嚴(yán)格.如“第3s末”“第3s初”是指時(shí)刻，而從第3s初到第3s末這一時(shí)間間隔，稱為第3s.2.在時(shí)間軸上表示時(shí)間和時(shí)刻更為直觀，對(duì)比更為鮮明.在時(shí)間軸上，每一點(diǎn)表示一個(gè)時(shí)刻，兩點(diǎn)之間的一段表示時(shí)間.如圖1-2-3所示，A點(diǎn)為計(jì)時(shí)時(shí)刻，即0時(shí)刻，D點(diǎn)為“第3s末”的時(shí)刻，也叫“第4s初”.“第3s”指的就是CD之間從“第3s初”到“第3s末”的1s的時(shí)間間隔.圖1-2-33.與時(shí)刻對(duì)應(yīng)的物理量是狀態(tài)量，如位置；與時(shí)間對(duì)應(yīng)的物理量是過程量，如位移、路程等.二、位移的理解是重點(diǎn)1．位移是矢量，位移的方向表示位置向哪個(gè)方向變化；大小表示位置變化了多少，它與物體運(yùn)動(dòng)的具體路徑無關(guān)．2．用坐標(biāo)表示位移用一維直線坐標(biāo)系表示，將坐標(biāo)原點(diǎn)作為位移的起點(diǎn)，物體在某時(shí)刻的位移為物體相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的位移.如圖1-2-5所示：圖1-2-5物體以O(shè)為中心，在直線BC之間來回運(yùn)動(dòng).若物體運(yùn)動(dòng)到OB之間的某點(diǎn)D（或從O直接運(yùn)動(dòng)到D，或運(yùn)動(dòng)到B返回到D），位移為OD，方向由O指向D，與坐標(biāo)軸的正方向相同，為正值.若物體運(yùn)動(dòng)到OC之間的某點(diǎn)E，位移為OE，方向由O指向E，與坐標(biāo)軸的正方向相反，為負(fù)值.物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)位移為零.當(dāng)物體做平面曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位置可用平面直角坐標(biāo)系中的一組坐標(biāo)來表示．如圖1-2-7所示，設(shè)一輛汽車從A點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（x1，y1）、（x2，y2），則汽車位移的大小等于A、B兩點(diǎn)間的距離，即s=.圖1-2-7位移的方向可用位移與x軸正方向夾角的正切值表示：tanφ=．三、位移圖象是難點(diǎn)1．為了描述物體的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，用橫軸表示時(shí)間，用縱軸表示位移，畫出位移和時(shí)間的關(guān)系圖線，這種圖象叫做位移—時(shí)間圖象．如圖1-2-9所示，就是物體做勻速運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖象．取初位置為坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，物體的位移等于末位置的坐標(biāo)，因此這個(gè)圖象也可以叫做物體的位置—時(shí)間圖象．圖1-2-92．位移圖象的意義(1)圖象中一個(gè)點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻所處的位置．可以求一段時(shí)間內(nèi)的位移或發(fā)生一段位移所用的時(shí)間.(2)s-t圖象是描述物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，s-t圖象并不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡.(3)反映的函數(shù)關(guān)系.在s-t圖象中，直線的傾斜程度反映了物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，傾斜程度越大，位移隨時(shí)間變化得越快；直線傾斜程度越小，位移隨時(shí)間變化得越慢，運(yùn)動(dòng)越慢．四、位移與路程的區(qū)別是難點(diǎn)1.位移是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，用從初位置指向末位置的有向線段來表示；路程是質(zhì)點(diǎn)通過的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度.2.位移是矢量，既有大小，又有方向；路程是標(biāo)量，只有大小，沒有方向.3.位移和路程都是過程量，都對(duì)應(yīng)某個(gè)過程.4.位移只與質(zhì)點(diǎn)的初位置與末位置有關(guān)，與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān),當(dāng)初、末位置確定后，位移就是唯一確定的．而路程是按運(yùn)動(dòng)路徑計(jì)算的實(shí)際長(zhǎng)度．由于物體運(yùn)動(dòng)的路徑可能是直線，也可能是曲線，所以路程不僅與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初、末位置有關(guān)，而且還與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān).在初、末位置確定后，路程并不能唯一確定，與同一位移對(duì)應(yīng)的路程可以是初末位置間的任何一條曲線.5.一般說來，位移的大小不等于路程，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，位移的大小不大于相應(yīng)的路程.例如：物體做曲線運(yùn)動(dòng)和物體做直線運(yùn)動(dòng)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況．只有質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程.各個(gè)擊破【例1】關(guān)于時(shí)刻和時(shí)間，下列說法中正確的是（）A.時(shí)刻表示時(shí)間較短，時(shí)間表示時(shí)間較長(zhǎng)B.時(shí)刻對(duì)應(yīng)位置，時(shí)間對(duì)應(yīng)位移C.作息時(shí)間表上的數(shù)字表示時(shí)刻min內(nèi)有60個(gè)時(shí)刻思路分析：本題是考查區(qū)別時(shí)刻和時(shí)間間隔．時(shí)刻與時(shí)間是完全不同的概念，時(shí)刻無長(zhǎng)短之說，在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)刻對(duì)應(yīng)物體的位置，時(shí)間對(duì)應(yīng)物體的位移．因此，位移是一個(gè)過程物理量,簡(jiǎn)稱過程量；位置是一個(gè)狀態(tài)物理量，簡(jiǎn)稱狀態(tài)量．解析：由時(shí)間和時(shí)刻的定義及位置、位移與時(shí)刻、時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可知B、C正確，A錯(cuò).一段時(shí)間內(nèi)有無數(shù)個(gè)時(shí)刻，因而D錯(cuò)．答案：BC類題演練1以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是（）A.滿洲里開往天津的625次列車于13時(shí)35分從滿洲里發(fā)車B.某人用15s跑完100mC.中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目19時(shí)開播年7月1日零時(shí)中國(guó)對(duì)香港恢復(fù)行使主權(quán)解析：A、C、D中的數(shù)據(jù)都是指時(shí)刻，在B中15s對(duì)應(yīng)的是跑完100m這一運(yùn)動(dòng)過程，是時(shí)間．答案：B【例2】如圖1-2-4所示，一個(gè)物體從A運(yùn)動(dòng)到B，初位置的坐標(biāo)是xA＝-2m，末位置的坐標(biāo)是xB＝3m，它的坐標(biāo)變化量Δx為多少？位移是多少？圖1-2-4解析：Δx＝xB-xA＝［3-（-2）］m＝5m，Δx也是物體的位移，沿Ox軸的正方向．答案：5m5m溫馨提示：直線運(yùn)動(dòng)中，設(shè)定其中某一方向?yàn)檎较?，則另一方向?yàn)樨?fù)方向，就用“+”“-”號(hào)來表示位移的方向，可以用代數(shù)運(yùn)算的法則來計(jì)算．【例3】某學(xué)生參加課外體育活動(dòng)，他在一個(gè)半徑為R的圓形跑道上跑步，從O點(diǎn)沿圓形跑道逆時(shí)針方向跑了4圈到達(dá)A點(diǎn)，求它通過的位移和路程．思路分析：位移是矢量，求某一過程的位移，既要求出大小，還要標(biāo)明方向．描述物體的平面曲線運(yùn)動(dòng)，需要建立平面直角坐標(biāo)系．當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移的大小與路程是不等的，且路程大于位移的大?。畧D1-2-6解析：如圖1-2-6所示，有向線段OA即為該學(xué)生通過的位移，s==R，位移的方向?yàn)椋簍anφ==1,φ＝45°．通過的路程為：s′=4×2πR+×2πR=πR．答案：位移大小為R，方向?yàn)棣眨?5°,由O指向A路程為πR．類題演練2一個(gè)皮球從5m高的地方落下，若碰到地面后又反彈起1m高，則皮球通過的路程是多少？皮球的位移又是如何？若皮球經(jīng)過一系列碰撞后，最終停在地面上，則在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中皮球的位移又是多少？解析：計(jì)算位移時(shí)，只需關(guān)注物體的初、末兩位置；而計(jì)算路程時(shí)必須關(guān)注物體的運(yùn)動(dòng)過程．皮球從5m高的地方落下，碰到地面后又反彈起1m高，則皮球通過的路程是5m+1m＝6m；皮球運(yùn)動(dòng)到了初始位置下方5m-1m＝4m處，故皮球位移的大小等于4m，方向豎直向下．若皮球經(jīng)過一系列碰撞后，最終停在地面上，則皮球運(yùn)動(dòng)到了初始位置下方5m處，故皮球位移的大小等于5m，方向仍是豎直向下．答案：6m，4m、豎直向下5m、豎直向下【例4】圖1-2-8是做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩個(gè)物體的位移—時(shí)間圖象，由圖象可知（）圖1-2-8A.乙開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩物體相距20mB.在0—10s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸增大C.在10—25s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸變小D.兩物體在10s時(shí)相距最遠(yuǎn)，在25s時(shí)相遇解析：由圖象可知，乙在10s時(shí)剛開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩物體間的距離已超過20m．在0—10s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸增大，說明兩物體間的距離逐漸增大．在10—25s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸減小，說明兩物體間的距離逐漸變?。虼?，兩物體在10s時(shí)相距最遠(yuǎn)．在25s時(shí)，兩圖線相交，兩物體縱坐標(biāo)相等，說明它們到達(dá)同一位置而相遇．答案：BCD類題演練3圖1-2-10是M、N兩個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖象，由圖可知（）圖1-2-10物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)秒內(nèi)M、N兩物體的位移相等秒內(nèi)M、N兩物體的路程相等解析：由圖可知：M物體的位移隨時(shí)間均勻變化，N物體的位移隨時(shí)間不均勻變化，所以M物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，N物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤.t0秒內(nèi)，M、N兩物體的位移都是s0，所以t0秒內(nèi)兩物體的位移相等；隨著時(shí)間的增加，位移一直在變大，說明M、N的運(yùn)動(dòng)方向沒變，路程和位移的大小相等，所以t0秒內(nèi)兩物體的路程也相等．答案：ACD【例5】關(guān)于位移和路程，正確的說法是（）A.位移和路程是相同的物理量B.路程是標(biāo)量，即表示位移的大小C.位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向D.若物體做單一方向的直線運(yùn)動(dòng)，位移的大小等于路程思路分析：本題主要是考查對(duì)路程與位移基本概念的理解.關(guān)鍵是正確區(qū)分二者的區(qū)別．解析：位移是由初始位置指向終止位置的有向線段，是矢量.位移的大小等于這段直線段的長(zhǎng)度.路程是標(biāo)量，是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的總長(zhǎng)度，只有質(zhì)點(diǎn)一直向著單一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程．答案：D【例6】一操場(chǎng)跑道全長(zhǎng)400m，如圖1-2-11所示，其中CD和FA為100m長(zhǎng)的直道，彎道ABC和DEF均為半圓形，長(zhǎng)度各為100m．一運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)開始起跑，沿彎道ABC和直道