物理粵教版必修一第一章運(yùn)動(dòng)的描述第二節(jié)

第二節(jié)時(shí)間位移[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道時(shí)刻和時(shí)間的區(qū)別和聯(lián)系.2.知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系.3.知道什么是矢量、標(biāo)量及其區(qū)別．一、時(shí)間與時(shí)刻1．時(shí)刻：鐘表指示的一個(gè)讀數(shù)對(duì)應(yīng)著某一瞬間，就是時(shí)刻．2．時(shí)間：兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔稱為時(shí)間．二、路程與位移1．路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度叫做路程．2．位移：從物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)指向運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)的有向線段叫做位移．位移表示的是物體位置的變化．3．標(biāo)量：物理學(xué)中，只有大小的物理量稱為標(biāo)量．如路程、長(zhǎng)度、時(shí)間等．4．矢量：既有大小又有方向的物理量稱為矢量．如位移、速度等．[即學(xué)即用]1．判斷下列說法的正誤．(1)李明用15s跑完100m,15s指時(shí)間．(√)(2)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的位移大小相等，路程也一定相等．(×)(3)一個(gè)物體的位移為零，路程也一定為零．(×)2．下列說法中指時(shí)刻的是________，指時(shí)間的是________．(1)列車員說：“火車eq\f(8點(diǎn)42分,①)到站，停車eq\f(8分鐘,②).”(2)“您這么eq\f(早,③)就來啦，等了很eq\f(久,④)吧．”(3)“eq\f(前3秒,⑤)”“eq\f(最后3秒,⑥)”“eq\f(第3秒末,⑦)”答案①③⑦②④⑤⑥一、時(shí)間與時(shí)刻[導(dǎo)學(xué)探究]如圖1所示，在時(shí)間軸上標(biāo)出“第3s初”、“第3s末”、“第3s內(nèi)”、“前3s內(nèi)”．然后指出哪些表示時(shí)刻，哪些表示時(shí)間．圖1答案“第3s初”、“第3s末”表示時(shí)刻“第3s內(nèi)”、“前3s內(nèi)”表示時(shí)間[知識(shí)深化]時(shí)刻與時(shí)間的比較時(shí)刻時(shí)間在時(shí)間軸上的表示用點(diǎn)表示用線段表示對(duì)應(yīng)的廣義描述位置位移描述關(guān)鍵詞“初”“末”“時(shí)”，如“第1s末”，“第2s初”，“3s時(shí)”“第2s內(nèi)”，“前3s內(nèi)”，“1s到3s內(nèi)”聯(lián)系兩個(gè)時(shí)刻的間隔期為一段時(shí)間，時(shí)間能表示運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程，好比一段錄像；時(shí)刻可以顯示運(yùn)動(dòng)的一瞬間，好比一張照片例1(多選)如圖2所示的時(shí)間軸中，下列關(guān)于時(shí)刻和時(shí)間的說法中正確的是()圖2A．t2表示時(shí)刻，稱為第2s末或第3s初B．t2～t3表示時(shí)間，稱為第3s內(nèi)C．t0～t2表示時(shí)間，稱為前2s或第2s內(nèi)D．tn－1～tn表示時(shí)間，稱為第(n－1)s內(nèi)答案AB解析t2表示時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)，所以表示時(shí)刻，稱為第2s末或第3s初，A正確；t2～t3表示時(shí)間軸上的一段距離，所以為時(shí)間，稱為第3s內(nèi)，B正確；t0～t2表示時(shí)間軸上的一段距離，所以為時(shí)間，稱為前2s，t1～t2稱為第2s內(nèi)，C錯(cuò)誤；tn－1～tn表示時(shí)間，稱為第ns內(nèi)，D錯(cuò)誤．二、路程和位移矢量和標(biāo)量[導(dǎo)學(xué)探究](1)如圖3所示，三位旅行者從北京到上海，甲乘高鐵直達(dá)，乙乘飛機(jī)直達(dá)，丙先乘汽車到天津，再換乘輪船到上海，三者的路程是否相同？位移是否相同？圖3(2)①一個(gè)袋子里有40kg大米，再放入30kg大米，袋子中大米的質(zhì)量是多少？②如果一位同學(xué)從操場(chǎng)中心A點(diǎn)出發(fā)向北走了40m到達(dá)B點(diǎn)，然后又向西走了30m到達(dá)C點(diǎn)，則他從A到C點(diǎn)的路程是多大？位移是多大？③質(zhì)量、路程和位移的計(jì)算方法相同嗎？答案(1)三者的路程不同，但結(jié)果是一樣的，即都是從北京到上海，初位置、末位置一樣，即位移相同．(2)①袋子中大米的質(zhì)量是70kg.②如圖所示，路程是70m，位移為從A點(diǎn)指向C點(diǎn)的有向線段，大小為50m.③質(zhì)量、路程是標(biāo)量，遵從算術(shù)加減法的法則，可以直接相加減；位移是矢量，不能直接相加減，位移的大小等于初位置指向末位置的有向線段的長(zhǎng)度．[知識(shí)深化]1．位移和路程的區(qū)別(1)位移由物體的初、末位置決定，與路徑無關(guān)，不管經(jīng)歷什么路徑，只要初、末位置相同，位移就相同；而路程由物體的運(yùn)動(dòng)軌跡決定，與路徑有關(guān)．(2)路程是標(biāo)量，無方向，其大小計(jì)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則(可以直接相加減)；位移是矢量，有方向，其大小計(jì)算不能直接相加減(其運(yùn)算方法第三章將學(xué)到)．(3)位移的大小不一定等于路程．只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小等于路程．2．矢量和標(biāo)量及其區(qū)別(1)矢量既有大小又有方向，標(biāo)量只有大小沒有方向．(2)矢量的表示方法：矢量可以用一根帶箭頭的線段(有向線段)表示，線段的長(zhǎng)度表示矢量的大小，箭頭的指向表示矢量的方向．注意：①只有當(dāng)兩個(gè)矢量的大小相等、方向也相同時(shí)，這兩個(gè)矢量才相同．②矢量的“＋”、“－”號(hào)表示其方向，所以矢量大小的比較要看其數(shù)值的絕對(duì)值的大小，絕對(duì)值大的矢量就大．③標(biāo)量也可以有正、負(fù)，但正負(fù)代表大小，如－5℃低于1℃.(3)運(yùn)算方法的比較①標(biāo)量運(yùn)算遵循算術(shù)運(yùn)算法則．②矢量運(yùn)算的方法第三章會(huì)學(xué)到，但同一直線上的矢量，用“＋”、“－”號(hào)表示方向后，可簡(jiǎn)化為算術(shù)加減法．例2一個(gè)人晨練，按如圖4所示走半徑為R的中國(guó)古代的八卦圖運(yùn)動(dòng)，中央的S部分是兩個(gè)直徑為R的半圓．他從A點(diǎn)出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)．求：圖4(1)他從A點(diǎn)第一次走到O點(diǎn)時(shí)的位移的大小和方向；(2)他從A點(diǎn)第一次走到D點(diǎn)時(shí)的位移和路程．答案(1)R由北指向南(2)eq\r(2)R，方向?yàn)闁|偏南45°eq\f(5,2)πR解析(1)從A點(diǎn)第一次走到O點(diǎn)時(shí)的位移的大小等于線段AO的長(zhǎng)度，即s1＝R.位移的方向?yàn)橛杀敝赶蚰希?2)從A點(diǎn)第一次走到D點(diǎn)時(shí)的位移的大小等于線段AD的長(zhǎng)度，即s2＝eq\r(2)R.位移的方向?yàn)闁|偏南45°.從A點(diǎn)第一次走到D點(diǎn)時(shí)的路程等于整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，即x＝eq\f(3,4)×2πR＋2π×eq\f(R,2)＝eq\f(5,2)πR.位移只決定于起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，與路徑無關(guān)，路程與路徑有關(guān).例3(多選)下列關(guān)于矢量(位移)和標(biāo)量(溫度)的說法正確的是()A．兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體位移大小均為20m，這兩個(gè)位移一定相同B．做直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的位移s甲＝1m，s乙＝－3m，則s甲＜s乙C．溫度計(jì)讀數(shù)有正負(fù)，其正、負(fù)號(hào)表示溫度的方向D．溫度計(jì)讀數(shù)時(shí)正的溫度一定大于負(fù)的溫度，正負(fù)不能代表方向答案BD解析位移是矢量，大小相同，方向不一定相同，所以這兩個(gè)位移不一定相同，A錯(cuò)；矢量比較大小時(shí)，比較絕對(duì)值，B正確；溫度是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，正號(hào)表示比零攝氏度高，負(fù)號(hào)表示比零攝氏度低，正的溫度一定高于負(fù)的溫度，C錯(cuò)，D對(duì)．1．(時(shí)刻和時(shí)間)(多選)下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是()A．《新聞聯(lián)播》每晚19點(diǎn)播出B．太原開往北京的K962次列車于17時(shí)26分從太原東站發(fā)車C．第六屆東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)女子100米自由泳決賽中，中國(guó)選手唐奕以54秒66的成績(jī)奪得冠軍D．“嫦娥三號(hào)”歷經(jīng)13天在月球表面虹灣區(qū)實(shí)現(xiàn)軟著陸答案CD解析每晚19點(diǎn)、17時(shí)26分都是指具體某一時(shí)刻，A、B錯(cuò)誤；自由泳決賽成績(jī)54秒66、13天指的都是一段時(shí)間，C、D正確．2．(時(shí)間和時(shí)刻的比較)在圖5中所示的時(shí)間軸上標(biāo)出的是()圖5A．第4s初 B．第3s末C．第3s D．前3s答案D3．(位移和路程的比較)在某次鉛球比賽中，某運(yùn)動(dòng)員以18.62m的成績(jī)獲得金牌．這里記錄的成績(jī)是指()A．比賽中鉛球發(fā)生的位移大小B．比賽中鉛球經(jīng)過的路程C．既是鉛球發(fā)生的位移大小，又是鉛球經(jīng)過的路程D．既不是鉛球發(fā)生的位移大小，也不是鉛球經(jīng)過的路程答案D解析鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，鉛球的比賽成績(jī)18.62m是拋出點(diǎn)A的豎直投影點(diǎn)A′到落地點(diǎn)B的距離，而位移是有向線段eq\o(AB,\s\up6(→))，路程是AB曲線的長(zhǎng)度，只有D正確．課時(shí)作業(yè)一、選擇題(1～5為單選題，6～11為多選題)1．下列物理量屬于矢量的是()A．時(shí)間 B．路程C．位移 D．溫度答案C2.如圖1所示為一架正在飛行的無人機(jī)，在某次測(cè)試中往返飛行了850km，用時(shí)72min，這兩個(gè)數(shù)據(jù)分別指的是()圖1A．位移、時(shí)間B．路程、時(shí)間C．位移、時(shí)刻D．路程、時(shí)刻答案B解析往返飛行的位移為0，路程是850km,72min是時(shí)間，選項(xiàng)B正確．3．400m比賽中終點(diǎn)在同一直線上，但起點(diǎn)不在同一直線上，如圖2所示，關(guān)于這樣的做法，下列說法正確的是()圖2A．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)位移大小相同B．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)路程大小相同C．這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)所用時(shí)間相同D．這樣做法其實(shí)是不公平的，明顯對(duì)外側(cè)跑道的同學(xué)有利答案B解析因?yàn)榕艿劳馊Π霃酱笥诶锶Γ?dāng)終點(diǎn)在同一直線上時(shí)，起點(diǎn)就不在同一直線上，這樣做的目的是為了使參加比賽的同學(xué)路程大小相同，B正確．4.如圖3所示為中國(guó)古代的太極圖，圖中大圓的半徑為R，圓心在O點(diǎn)(圖中未畫出)，AC是直徑，中央“S”型部分是兩個(gè)半徑均為eq\f(R,2)的半圓．某人晨練時(shí)按此圖自A點(diǎn)出發(fā)，沿圖中箭頭所示路徑ABCOA進(jìn)行，第一次返回A點(diǎn)的過程中，他的路程和位移大小分別是()圖3A．0,0 B．0,2πRC．2πR,0 D．2πR,2πR答案C解析位移由初位置指向末位置，人沿半徑為R的半圓運(yùn)動(dòng)，當(dāng)人由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)再返回A點(diǎn)，位移大小等于0，路程等于ABC的半個(gè)圓弧長(zhǎng)加上中央兩個(gè)小半圓弧長(zhǎng)之和，等于2πR.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．5．我國(guó)著名籃球運(yùn)動(dòng)員姚明在原地拍球，球從1m處拍下，又被地板彈回，在離地1.5m處被接?。?guī)定豎直向下為正方向，則球通過的路程和位移分別是()A．2.5m,2.5m B．2.5m,0.5mC．1.5m，－1m D．2.5m，－0.5m答案D解析位移是指從初位置指向末位置的有向線段，所以此時(shí)球的位移的大小是：s＝1m－1.5m＝－0.5m．路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長(zhǎng)度，此時(shí)的路程為：s′＝1m＋1.5m＝2.5m．故選D.6．以下的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)中指時(shí)間的是()A．天津開往德州的625次列車于13點(diǎn)35分從天津發(fā)車B．小明用40s跑完400mC．我們?cè)缟?∶00開始上第一節(jié)課D．列車到站時(shí)間晚點(diǎn)5分鐘答案BD7．2016年3月27日，中國(guó)海警船編隊(duì)在釣魚島領(lǐng)海巡航．釣魚島自古就是我國(guó)固有領(lǐng)土，如圖4所示位置在距中國(guó)大陸某港330km處．若我國(guó)海警船從中國(guó)大陸某港出發(fā)去釣魚島巡航，到達(dá)釣魚島時(shí)航行了479km.則下列說法中正確的是()圖4A．該海警船位移大小是479km，路程是330kmB．該海警船位移大小是330km，路程是479kmC．該海警船在海上航行時(shí)，確定其位置時(shí)不可以將其看成質(zhì)點(diǎn)D．此次航行位移大小小于路程答案BD8．關(guān)于矢量和標(biāo)量，下列說法中正確的是()A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．標(biāo)量是既有大小又有方向的物理量C．時(shí)光不能倒流，說明時(shí)間有方向，是矢量D．－10℃比5℃的溫度低答案AD解析由矢量和標(biāo)量的定義可知，A正確，B錯(cuò)誤；時(shí)光不能倒流是指事件的發(fā)展，與我們所指的矢量的方向不同，時(shí)間沒有正負(fù)之分，即時(shí)間是標(biāo)量，C錯(cuò)誤；溫度的正負(fù)表示比0℃高還是低，所以－10℃比5℃的溫度低，故D正確．9．關(guān)于位移和路程，以下說法正確的是()A．出租車按路程收費(fèi)B．出租車按位移的大小收費(fèi)C．在曲線運(yùn)動(dòng)中，同一運(yùn)動(dòng)過程的路程一定大于位移的絕對(duì)值(即大小)D．在直線運(yùn)動(dòng)中，位移就是路程答案AC解析出租車按路程收費(fèi)，曲線運(yùn)動(dòng)中路程一定大于初、末位置間線段的長(zhǎng)度，所以曲線運(yùn)動(dòng)中路程一定大于位移的大小，所以A、C正確，B錯(cuò)誤；只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小才等于路程，而位移是矢量，路程是標(biāo)量，任何情況下位移都不能是路程，所以D錯(cuò)誤．10．關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻，下列說法中正確的是()A．第4s末就是第5s初，指的是時(shí)刻B．物體在5s初，指的是時(shí)刻C．物體在5s內(nèi)指的是物體在第4s末到第5s初這1s的時(shí)間D．物體在第5s內(nèi)指的是物體在第4s末到第5s末這1s的時(shí)間答案ABD解析前一秒末和后一秒初是同一時(shí)刻，即第4s末就是第5s初；5s初指的是時(shí)刻；第5s內(nèi)指的是第4s末到第5s末這1s的時(shí)間．故正確答案為A、D.11．2013年12月2日1時(shí)30分57秒，搭載著“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星和“玉兔號(hào)”月球車的火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射．經(jīng)過9天的飛行和多次的近月制動(dòng)，于12月10日21時(shí)20分，“嫦娥三號(hào)”在環(huán)月軌道成功實(shí)施變軌控制，進(jìn)入預(yù)定的月面著陸準(zhǔn)備軌道．進(jìn)入著陸準(zhǔn)備軌道后衛(wèi)星繞月球飛行一圈時(shí)間為120分鐘．則下列說法正確的是()A．“1時(shí)30分57秒”和“120分鐘”，前者表示時(shí)刻，后者表示時(shí)間B．衛(wèi)星繞月球飛行一圈，它的位移和路程都為零C．地面衛(wèi)星控制中心在對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行近月制動(dòng)調(diào)整飛行角度時(shí)可以將衛(wèi)星看成質(zhì)點(diǎn)D．衛(wèi)星繞月球飛行一圈過程中最大位移小于最大路程答案AD二、非選擇題12．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4eq\f(3,4)圈到達(dá)A點(diǎn)，求它通過的位移和路程．答案見解析解析如圖所示建立直角坐標(biāo)系，有向線段OA即為該學(xué)生通過的位移s＝eq\r(R2＋R2)＝eq\r(2)R，位移方向與x軸的夾角為β＝45°.通過的路程為x＝4×2πR＋eq\f(3,4)×2πR＝eq\f(19,2)πR.13.如圖5所示，某同學(xué)沿平直路面由A點(diǎn)出發(fā)