第1章 第2節(jié) 《時(shí)間和位移》.ppt

2時(shí)間和位移 第一章 許多穿越塔克拉瑪干沙漠的勇士常常迷路 甚至因此而喪生 他們之所以失敗 常常是因?yàn)樵谏衬信磺暹@樣三個(gè)問題 我在哪里 我要去的地方在哪里 選哪條路徑最佳 這三個(gè)問題涉及三個(gè)描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量 位置 位移和路程 時(shí)刻和時(shí)間間隔 瞬間 過程 點(diǎn) 線段 時(shí)間間隔 一 時(shí)間間隔與時(shí)刻1 區(qū)別與聯(lián)系 過程量 狀態(tài)量 下圖表示 神舟 七號(hào)發(fā)射后對應(yīng)的時(shí)間與時(shí)刻 給出的五個(gè)數(shù)據(jù)哪些是時(shí)刻 哪些是時(shí)間間隔 答案 25日09時(shí)10分 27日16時(shí)30分 28日17時(shí)40分指時(shí)刻 55小時(shí)20分 25小時(shí)10分指時(shí)間間隔 1 火車站服務(wù)處出售的2014年 旅客列車時(shí)刻表 為什么不叫做 旅客列車時(shí)間表 2 火車站廣播道 從北京駛往廣州的 次列車將于11點(diǎn)20分到達(dá)本站1號(hào)站臺(tái) 停車12分鐘 請旅客們做好登車準(zhǔn)備 這里的12分鐘是指時(shí)間還是時(shí)刻 火車正點(diǎn)駛離本站的時(shí)刻是多少 3 張強(qiáng)同學(xué)手里拿著汽車票 上面寫到 發(fā)車時(shí)間 14點(diǎn)30分 這里的 時(shí)間 指的是時(shí)間還是時(shí)刻 對時(shí)間 時(shí)刻的認(rèn)識(shí) 解析 所有計(jì)時(shí)運(yùn)動(dòng)的成績都是時(shí)間 生活中所說的登機(jī)時(shí)間 登車時(shí)間 登船時(shí)間等的 時(shí)間 都是指時(shí)刻 1 旅客列車時(shí)刻表 列出的都是火車發(fā)車和到站的時(shí)刻 2 12分鐘是指停車的時(shí)間 正點(diǎn)駛離本站的時(shí)刻是11點(diǎn)32分 3 這里的 時(shí)間 實(shí)際是指發(fā)車的時(shí)刻 點(diǎn)評 生活中有時(shí)使用的物理概念不是十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?所以判斷生活中的物理概念要注意結(jié)合具體的生活情景 關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻 下列說法正確的是 A 時(shí)刻表示時(shí)間極短 時(shí)間表示時(shí)間極長B 1分鐘只能分成60個(gè)時(shí)刻C 在時(shí)間軸上 時(shí)刻用點(diǎn)表示 時(shí)間用線段表示D 第3秒內(nèi)是時(shí)刻答案 C解析 根據(jù)時(shí)間與時(shí)刻的概念 易判只有選項(xiàng)C正確 1 路程 路程指的是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過的 沒有方向 是 2 位移 1 物理意義 表示物體 質(zhì)點(diǎn) 變化的物理量 2 定義 從 到 的一條有向線段 3 大小 初 末位置間有向線段的 4 方向 由 指向 路程和位移 軌跡的長度 標(biāo)量 位置 初位置 末位置 長度 初位置 末位置 二 位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系 特別提醒 1 如果某段時(shí)間內(nèi)某物體通過的路程為零 則這段時(shí)間內(nèi)物體一定靜止 位移也一定為零 2 如果某段時(shí)間內(nèi)物體的位移為零 則這段時(shí)間內(nèi)物體不一定靜止 可能是運(yùn)動(dòng)又回到了出發(fā)點(diǎn) 路程也不一定為零 如圖所示 汽車上的里程表 顯示的數(shù)字表示位移還是路程 體育比賽的跳遠(yuǎn) 評判成績的依據(jù)是位移還是路程 答案 里程表顯示的數(shù)字表示路程 跳遠(yuǎn)評判成績的依據(jù)是位移大小 一個(gè)人晨練 按如圖所示走半徑為R的中國古代的八卦圖 中央的S部分是兩個(gè)直徑為R的半圓 BD CA分別為西東 南北指向 他從A點(diǎn)出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn) 則當(dāng)他走到D點(diǎn)時(shí) 求他的路程和位移的大小分別為多少 位移的方向如何 對位移和路程的理解 北京奧運(yùn)火炬實(shí)現(xiàn)了成功登上珠峰的預(yù)定目標(biāo) 如圖所示是火炬手攀登珠峰的線路圖 請據(jù)此圖判斷下列說法正確的是 A 由起點(diǎn)到終點(diǎn)火炬手所走線路的總長度是火炬手的位移 B 由起點(diǎn)到終點(diǎn)火炬手路程大于位移的大小C 在計(jì)算登山運(yùn)動(dòng)員的速度時(shí)不可以把火炬手當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)D 假設(shè)火炬手換一條路徑登峰 他從起點(diǎn)到終點(diǎn)位移還是相同的 答案 BD解析 起點(diǎn)到終點(diǎn)的總長度是路程 路程大于位移的大小 A錯(cuò)B對 在計(jì)算登山速度時(shí) 運(yùn)動(dòng)員的身高和他走過的位移相比小的多 我們也不關(guān)心運(yùn)動(dòng)員以什么樣的姿態(tài)登山 所以在這過程中可把運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn) 故C錯(cuò)誤 無論火炬手換一條怎樣的路徑登峰 他從起點(diǎn)到終點(diǎn)位移總是相同的 選項(xiàng)D正確 1 矢量 既有大小又有 的量 如位移 速度 加速度 力 2 標(biāo)量 只有大小沒有 的量 如質(zhì)量 時(shí)間等 3 運(yùn)算方法 標(biāo)量的運(yùn)算法則為 即以前所學(xué)的加 減 乘 除 乘方和開方等運(yùn)算方法 矢量的運(yùn)算法則為平行四邊形法則 這個(gè)運(yùn)算法則在第三章學(xué)習(xí) 矢量和標(biāo)量 方向 方向 溫度 算術(shù)法 三 對矢量和標(biāo)量的理解1 矢量的表示 1 矢量的圖示 用帶箭頭的線段表示 線段的長短表示矢量的大小 箭頭的指向表示矢量的方向 2 矢量的正負(fù) 在同一直線上的矢量 可先建立直線坐標(biāo)系 可以在數(shù)值前面加上正負(fù)號(hào)表示矢量的方向 正號(hào)表示與坐標(biāo)系規(guī)定的正方向相同 負(fù)號(hào)則相反 2 大小的比較 標(biāo)量大小的比較只看其自身數(shù)值大小 而矢量大小的比較要看其數(shù)值的絕對值大小 絕對值大的矢量大 如兩位移x1 2m x2 3m 則兩位移的大小關(guān)系為x1 x2 而對溫度t1 2 和t2 3 則溫度t1高于溫度t2 特別提醒 1 求某一矢量時(shí) 除求出其大小外 還要指出它的方向 2 矢量的 號(hào)僅僅表示方向 不表示矢量的大小 如圖所示 一個(gè)物體沿直線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) 若A B兩點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為xA和xB 則物體的位移為 x 直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移 xB xA 云鵬拿出了一枚一元硬幣 綠妹找來了一把刻度尺 她們想辦法測出了硬幣的直徑為2 5cm 然后讓它在水平課桌上沿直線滾動(dòng)了10圈 她們合作探究 提出了下面的問題 請你幫她們來解決所提出的問題 1 硬幣圓心的位移大小和路程相同嗎 各是多少 2 硬幣圓周上的每一點(diǎn)的位移和路程的大小是否相同 探究 應(yīng)用 解析 如圖所示 圖中表示了硬幣沿直線滾動(dòng)一圈后圓心和圓周上一點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)情況 測得1元硬幣的直徑為2 5cm 則 1 硬幣圓心的位移大小和路程相等 均為 2 5 10cm 78 5cm 2 硬幣圓周上的每一點(diǎn)的位移大小為78 5cm 其運(yùn)動(dòng)軌跡為一擺線 如圖中虛線所示 硬幣沿直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)10圈時(shí) 圓周上每一點(diǎn)的路程為圖中擺線長的10倍 兩者大小不同 答案 1 相同 78 5cm 2 不相同 一只羚羊正在吃草 突然發(fā)現(xiàn)正南方50m處有一只獵豹 隨即向東奔跑 獵豹發(fā)現(xiàn)后 即始終對準(zhǔn)羚羊追趕 如圖 當(dāng)羚羊向東奔跑80m時(shí)被獵豹逮住 試求獵豹從開始奔跑到逮住羚羊這段時(shí)間內(nèi)位移的大小 一位電腦動(dòng)畫愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè) 貓捉老鼠 的動(dòng)畫游戲 如圖所示 在一個(gè)邊長為a的大正方體木箱的一個(gè)頂角G上 老鼠從貓的爪間逃出 沿著木箱的棱邊奔向洞口 洞口在方木箱的另一頂角A處 若老鼠在奔跑中 并不重復(fù)地跑過任意一條棱邊 也不再回到G點(diǎn) 聰明的貓選擇一條最短的路線奔向洞口 設(shè)貓和老鼠同時(shí)從G點(diǎn)出發(fā) 結(jié)果貓?jiān)俅卧诙纯贏捉到了老鼠 問 1 老鼠的位移大小及最短路程是多少 2 貓的位移大小和路程是多少 點(diǎn)評 在解決這些實(shí)際問題時(shí) 除用常規(guī)方法外 還要注意思維的發(fā)散 或逆向思維的應(yīng)用 本題的創(chuàng)新之處就在于思維方法的創(chuàng)新 易錯(cuò)點(diǎn) 對位移概念把握不準(zhǔn)確造成錯(cuò)誤案例 關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程 下列說法中正確的是 A 位移是矢量 位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向B 位移的大小不會(huì)比路程大C 路程是標(biāo)量 即位移的大小D 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 路程等于位移的大小 易錯(cuò)分析 本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下 同樣 質(zhì)點(diǎn)沿直線從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到C點(diǎn) 又從C點(diǎn)折回B點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)通過的路程是線段AC的長度加CB的長度 而質(zhì)點(diǎn)的位移是線段AB的長度 方向由A指向B 如圖乙 B對 C錯(cuò) 只有在質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 位移的大小才等于路程 正確答案 B 方法指導(dǎo)一 時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系例1關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻 下列說法正確的是 A 物體在5s時(shí)指的是物體在5s末時(shí) 指的是時(shí)刻B 物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間C 物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間D 第4s末就是第5s初 指的是時(shí)刻解析解答本題的關(guān)鍵是正確理解 時(shí) 初 末 內(nèi) 等字在表示時(shí)刻和時(shí)間間隔時(shí)的不同含義 答案ACD點(diǎn)評 1 時(shí)刻是一狀態(tài)量 時(shí)間是一過程量 區(qū)分二者的關(guān)鍵是看它們對應(yīng)的是一個(gè)狀態(tài)還是一段過程 2 在時(shí)間軸上 要注意同一點(diǎn)的不同說法 如圖所示 A點(diǎn)表示第1s末或第2s初 但不要理解成第1s初 變式訓(xùn)練1下列的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是 A 天津開往德州的列車于13時(shí)35分從天津發(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D 1997年7月1日零時(shí)中國對香港恢復(fù)行使主權(quán)答案B 二 位移和路程的區(qū)別例2如圖2 1所示 在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上 甲 乙兩運(yùn)動(dòng)員分別參加了在主體育場舉行的400m和100m田徑?jīng)Q賽 且兩人都是在最內(nèi)側(cè)跑道完成了比賽 則兩人在各自的比賽過程中通過的位移大小x甲 x乙和通過的路程大小l甲 l乙之間的關(guān)系是 A x甲 x乙 l甲l乙C x甲 x乙 l甲 l乙D x甲 x乙 l甲 l乙 解析田徑場上的跑道如圖所示 400m比賽要從起點(diǎn)環(huán)繞跑道一圈 圈子最內(nèi)側(cè)跑道的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合 因此 路程l甲 400m 位移x甲 0 而100m比賽是直道 路程l乙 100m 位移x乙 100m 顯然x甲l乙 答案B點(diǎn)評田徑比賽的問題 首先要了解田徑場的情況 再次要對運(yùn)動(dòng)員參賽項(xiàng)目比賽規(guī)則要有所了解 故體育比賽對物理學(xué)的研究起一定的作用 變式訓(xùn)練2如圖2 2所示 一操場跑道全長400m 其中CD和FA為100m長的直道 彎道ABC和DEF均為半圓形 長度均為100m 一運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)開始起跑 沿彎道ABC和直道CD跑到D點(diǎn) 求該運(yùn)動(dòng)員在這段時(shí)間內(nèi)的路程和位移 圖2 2 答案路程為200m 位移為118 57m 方向由A指向D 三 直線運(yùn)動(dòng)中的位置和位移例3在如圖2 3所示的坐標(biāo)系中 物體由A點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) 再由B點(diǎn)沿直線返回到C點(diǎn) 試分別求出物體從A到B 從B到C 從A到C三段的路程和位移 圖2 3 解析根據(jù)定義去求路程和位移 在位移軸上 位移等于坐標(biāo)值的變化量 路程就是軌跡的長度 所以質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)階段的路程分別為 lAB 30m lBC 40mlAC lAB lBC 30m 40m 70m三個(gè)階段的位移分別為 xAB xB xA 30mxBC xC xB 10m 50m 40mxAC xC xA 10m 20m 10m負(fù)號(hào)表示位移的方向與x軸正方向相反 答案路程分別為30m 40m 70m位移分別為30m 40m 10m 同步達(dá)標(biāo)一 選擇題1 關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻 下列說法正確的是 A 時(shí)間很長 時(shí)刻很短B 第2s內(nèi)和2s都是指一段時(shí)間間隔C 時(shí)光不能倒流 因此時(shí)間是矢量D 北京時(shí)間12點(diǎn)整 其實(shí)指的是時(shí)刻解析時(shí)間指一過程 時(shí)刻指某一瞬時(shí) 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 第2s內(nèi)和2s都指時(shí)間間隔 選項(xiàng)B正確 時(shí)間是標(biāo)量 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 12點(diǎn)整 指時(shí)刻 選項(xiàng)D正確 答案BD 2 關(guān)于位移和路程 下列說法正確的是 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度 路程是標(biāo)量 是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的總長度 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 3 下列說法正確的是 A 學(xué)校作息時(shí)間表上的 學(xué)生上第一節(jié)課的時(shí)間為8 00 是指時(shí)間間隔B 火車站公布的旅客列車運(yùn)行表是時(shí)刻表C 體育老師用秒表記錄某同學(xué)完成百米短跑的記錄值是時(shí)間間隔D 神舟七號(hào)繞地球飛行45周 耗時(shí)68時(shí)27分鐘是時(shí)刻答案BC 4 氫氣球升到離地面80m高空時(shí)從上面掉落下一物體 物體又上升了10m高后開始下落 若取向上為正 則物體從掉落開始至落地時(shí)的位移和經(jīng)過的路程分別為 A 80m 100mB 80m 100mC 90m 180mD 90m 180m解析位移是矢量 有大小和方向 當(dāng)選擇向上方向?yàn)檎龝r(shí) 向下即為負(fù) 故正確表示位移應(yīng)為 80m 答案B 5 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng) 各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表所示 則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后 A 第1s內(nèi)的位移最大B 第4s內(nèi)的位移最大C 第2s內(nèi)的位移最大D 第3s的路程最小答案C 6 物體沿半徑分別為r和R的半圓弧由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn) 如圖所示 則它運(yùn)動(dòng)的位移和路程分別是 A 2 R r R r B 2 R r 向東 2 R 向東C 2 R r 向東 2 R r D 2 R r 向東 R r 解析位移是由初位置指向末位置的矢量 其大小等于A C間的距離 即x 2r 2R 2 R r 方向由A指向B 即向東 路程是標(biāo)量 其大小等于兩半圓弧長度之和 即l r R R r 沒有方向 答案D 二 計(jì)算題 8 2007年4月18日 我國鐵路第六次大面積提速 重點(diǎn)城市間大量開行時(shí)速200公里及以上動(dòng)車組旅客列車 和諧號(hào) CRH系列國產(chǎn)化動(dòng)車組列車 下表是D665次動(dòng)車組列車運(yùn)行的時(shí)刻表 試求D665次動(dòng)車組列車從上海到海寧 杭州 義烏 金華的時(shí)間 保留兩位有效數(shù)字 D