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1、第二节 时间和位移第一章第一章 运动的描述运动的描述知识网络结构时刻和时间间隔与运动相关的时空概念与运动相关的时空概念时刻时刻 位置位置时间间隔时间间隔路程和位移路程和位移标量和矢量标量和矢量回忆一下有关时间的基本知识 时间的单位：年（y）月（m）日（d）小时（h）分钟（min）秒（s） 时间的单向性（不可逆性）一、时刻和时间间隔 运动与时间息息相关，描述物体的运动总要用一些时间的名词，来看一下生活中的例子。 例子一、妈妈：例子一、妈妈：“小明，现在小明，现在7 7：5050了，还有了，还有1010分钟就要分钟就要8 8：0000了，赶快起床。了，赶快起床。7 7：5050和和1010分分钟有
2、什么区别呢？钟有什么区别呢？ 例子二、我国在例子二、我国在20032003年年1010月成功地进行了首次月成功地进行了首次载人航天飞行载人航天飞行1010月月1515日日0909时时0 0分，分，“神舟神舟”五号飞船点火，经五号飞船点火，经9 9小时小时4040分分5050秒至秒至1515日日1818时时4040分分5050秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经国旗和联合国旗，再经1111小时小时4242分分1010秒至秒至1616日日0606时时2323分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆 1010月月1515
3、日日0909时时0 0分和分和9 9小时小时4040分分5050秒有什么区别秒有什么区别呢？呢？下面是T16次列车的时刻表 ，我们来分析一下由表中可以看出，火车在16:52从广州出发，到达北京西站时间是第二天的14：58，沿途共用时间是22小时6分，火车到达北京西站的时间和沿途所用的时间这两种表达时间的说法在物理学中是有区别的，其中，火车出发时间16：52和到达时间14：58，在表示时间的数轴上，它们分别对应一个点，物理上叫做时刻；火车沿途所经过的时间22小时6分对应的是时间段，物理学上叫做时间间隔。通常两个时刻之间的时间表示时间间隔。请体会以下几个有关时间的表述指的是时间还是时刻：第1 s末
4、；2 s内；第4 s内t/s235140第1 s末第2 s初2 s内第4 s内 时间和时间间隔的测量031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314停表（秒表） 停表是测量时间的常用仪表，有机械停表是测量时间的常用仪表，有机械停表和电子停表两类停表和电子停表两类 停表的使用方法：第一次按下按钮，停表的使用方法：第一次按下按钮，表针开始转动（启动）；第二次按下，表针开始转动（启动）；第二次按下，表针停止转动（停止）；第三次按下，表针停止转动（停止）；第三次按下，表针弹回零点（复位）。表针弹回零点
5、（复位）。 电子停表比机械停表更加准确，分度电子停表比机械停表更加准确，分度值一般是值一般是0.01 s。但由于手动按表，一。但由于手动按表，一般有般有0.10.2 s的误差，所以电子停表的误差，所以电子停表0.01 s的读数只能具有理论意义了。的读数只能具有理论意义了。练习关于时刻和时间，下列说法中正确是关于时刻和时间，下列说法中正确是 ( )( ) A. A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B B时刻对应位置，时间对应位移时刻对应位置，时间对应位移 C. C. 作息时间表上的数字表示时刻作息时间表上的数字表示时刻 D D1 min1 min内有内有6
6、060个时刻个时刻 答案：B C二、路程和位移 北京北京 重庆重庆 （1 1）飞机）飞机 （2 2）火车）火车 （3 3）先火车，再乘船）先火车，再乘船以上几种方式有什么相同点和不同点？运动轨迹不同，位置变化相同概念定义 路程：物体实际运动轨迹的长度，其单位就是长度的单位 位移：描述质点位置移动的物理量。从初位置到末位置的一条有向线段。其中，线段的长度表示位移的大小，有向线段的指向表示位移的方向。它的单位也是长度的单位。概念说明位移的特征：位移的特征：物体运动位移的大小由初位置到物体运动位移的大小由初位置到末位置的距离决定，而与运动的末位置的距离决定，而与运动的实际轨迹长度或路程无关；物体实际
7、轨迹长度或路程无关；物体运动的位置的改变不仅有距离长运动的位置的改变不仅有距离长短的问题，还有方向的变化，位短的问题，还有方向的变化，位移是表示物体位置改变的物理量，移是表示物体位置改变的物理量，所以位移具有方向。所以位移具有方向。如图，如图， 物体从物体从A运动到运动到B,不管沿着不管沿着什么轨迹，它的位移都是一样的。什么轨迹，它的位移都是一样的。这个位移可以用一条有方向的这个位移可以用一条有方向的（箭头）线段（箭头）线段AB表示。表示。例例1 1：下列关于位移和路程的说法中，正：下列关于位移和路程的说法中，正确的是确的是（ ）A A位移大小和路程不一定相等，所以位移位移大小和路程不一定相等
8、，所以位移才不等于路程才不等于路程B B位移的大小等于路程，方向由起点指向位移的大小等于路程，方向由起点指向终点终点C C位移描述物体相对位置的变化，路程描位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短述路径的长短D D位移描述直线运动，路程描述曲线运动位移描述直线运动，路程描述曲线运动例例2 2：小球从：小球从距地面距地面5m5m高处高处落下，落下，碰到地面反碰到地面反弹弹后，在后，在距地面距地面2m2m高处高处被接住，则小球从被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是（和位移的大小分别是（ ） A A、7m7m、7m 7m B
9、 B、5m5m、2m 2m C C、5m5m、3m 3m D D、7m7m、3m3m 例3：关于位移和路程，下列说法正确的是（ ） A.沿直线运动的物体，位移和路程相等 B.物体沿不同的轨迹从A到B，其路程可能不同而位移是相同的 C.物体通过一段路程，其位移可能是零 D.物体的位移可能大于路程 唯一的大小不可能大于路程，只可能小于或等于路程。当物体做单线直线运动时，路程才和位移的大小相等例4 ABCD是半径为是半径为R的圆的四个顶点，一小白的圆的四个顶点，一小白兔由兔由A出发沿圆周绕行一圈，途经出发沿圆周绕行一圈，途经ABCD四四点，问点，问：ABCD是半径为是半径为R的圆的四的圆的四个顶点，
10、一小白兔由个顶点，一小白兔由A出发出发沿圆周绕行一圈，途经沿圆周绕行一圈，途经ABCD四点，问四点，问：1.由由A到到B的过程，它通过的位移是多少？的过程，它通过的位移是多少？2.由由A到到C的过程哪？的过程哪？3.由由A到到D的过程哪？的过程哪？4.由由A到到A的过程哪？的过程哪？5.由由B到到C的过程哪？的过程哪？CBADRBADR 矢量：矢量：既有大小又有方向且满足平行四边既有大小又有方向且满足平行四边形法则形法则的物理量。如位移、速度、加速度、的物理量。如位移、速度、加速度、力等力等 标量：标量：的物理量。如：的物理量。如：时间，路程，质量，温度，长度，能量，时间，路程，质量，温度，长
11、度，能量，速率，密度等等速率，密度等等 注：电流和电压是标量注：电流和电压是标量三、矢量和标量三、矢量和标量思考与讨论 1：一位同学从操场出发，向北走了：一位同学从操场出发，向北走了40m，到达到达C点，然后又向东走了点，然后又向东走了30m，到达，到达B点。点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移。和两次行走的合位移。2.小明在操场上跑步练习，已知跑道周长是400 m，教练让小明先进行热身跑两圈，在进行连续两个800 m训练，那么小明总共跑的路程是多少？位移呢？3。如图，一个质点沿半径为R的圆弧由A运动到C，在此过程中，它的位移大为 ，路
12、程为 。2RR AC四、直线运动的位置和位移物体在物体在t1时刻处于时刻处于“位置位置”x1，在，在t1时刻处于时刻处于“位置位置” x2，那么，那么x2 x1就是就是物体的物体的“位移位移”记为记为x x2 x1 说明：1、x的正负号表示位移的方向 2、当x10时，则xx2，这里x就可以用x表示。问题解析 运动物体的某一时刻对应的是物体处在某一位置；某一段时间对应的是这段时间内的物体的位移。 如果物体作直线运动，当位移为正值时，表示物体位移的方向与所规定的正方向相同，当位移为负值时，表示物体的位移方向与所规定的正方向相反课堂练习 例例1：物体从：物体从A运动到运动到B, ,初位置的坐标是初位置的坐标是XA3m, , XB=-2m, ,它的坐标变化量它的坐标变化量X？例例2:有一质点在有一质点在X轴上运动轴上运动,已知各时刻已知各时刻质点位置如图质点位置如图1、一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏，如图B-2所示，在一个边长为a的立方体木箱的一个顶角G上，老鼠从猫的爪间逃出，选择了一条较短的短线，沿着木箱的棱角奔向洞口，洞口处在方木箱的另一顶角A处.若老鼠在奔跑中并不重复跑过任一条棱边及不再回到G点.聪明的猫也选择了一条最短的路线奔向洞口.（设猫和老鼠同时从G点出发），猫恰好在洞口再次捉住老鼠。 问：老鼠的位移大 小及最短路程是多少？猫的位移大小和路程是多少？