《人教版（2019）高中物理必修第一册1.2时间位移学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版（2019）高中物理必修第一册1.2时间位移学案.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章 运动的描述第2节 时间 位移学习目标：物理观念理解时刻和时间间隔、路程和位移的概念，认识矢量和标量，认识位移时间图像科学思维（1）能区别日常生活中所说的时间的含义，区分路程和位移，知道矢量和标量遵从不同的运算法则（2）能在坐标系中定量描述直线运动的位置和位移科学探究（1）时间和时间间隔的区别（2）位移和路程的关系科学态度与责任具体情境中时间与时间间隔、路程与位移的描述学习重难点：1能区别日常生活中所说的时间的含义，区分路程和位移，知道矢量和标量遵从不同的运算法则；2能在坐标系中定量描述直线运动的位置和位移。学习过程：一、知识纲要导引二、基础导学（一）时刻和时间间隔（自学教材“时刻和时间
2、间隔”部分）1表示：时刻和时间间隔可以在时间轴上表示，时间轴上的每一个点都表示一个不同的时刻，时间轴上的一条线段表示的是时间间隔，如图，“8时”“8时45分”表示时刻，“45min”表示时间间隔上午前两节课开始和结束的时刻及两节课和课间休息所持续的时间间隔2联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔（二）位置和位移（自学教材“位置和位移”部分）1坐标系（1）为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系（coordinate system）若想说明地面上某人所处的位置，可以采用平面直角坐标系来描述如果物体做直线运动，可以用一维坐标系来描述（2）一维坐标的建立物体做直线运动时，通常选取这条直
3、线为x轴，在x轴上任选一点作为原点，规定好坐标轴的正方向和单位长度，物体的位置就可以用它的位置坐标来描述2路程和位移（1）路程（path）路程是物体运动轨迹的长度（2）位移（displacement）表示方法：由初位置指向末位置的有向线段，如图所示从初位置到末位置的有向线段表示位移物理意义：描述物体的位置变化大小：从初位置到末位置的有向线段的长度方向：从初位置指向末位置3矢量和标量（1）矢量在物理学中，像位移这样的物理量叫作矢量，它既有大小又有方向（2）标量像温度、路程这样的物理量叫作标量，它们只有大小，没有方向（三）直线运动的位移（自学教材“直线运动的位移”部分）1物体做直线运动时，如图所示
4、，若物体在时刻t1处于位置x1，在时刻t2处于位置x2，那么位移x等于两时刻位置的坐标变化，即xx2x12x为正值表示物体向正方向运动，x为负值表示物体向负方向运动（均选填“正方向”或“负方向”）（四）位移时间图像（自学教材“位移时间图像”部分）1位移时间图像建立在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，位置时间图像就成为位移时间图像，又称xt图像2图像的意义从xt图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移（五）位移和时间的测量（自学教材“位移和时间的测量”部分）1位移和时间的测量方法先记录某一时刻物体运动的位置，再推断出它在一段时间内的位移（1）用照相
5、的方法记录物体的位置（2）用钟表记录物体运动的时刻（3）用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置（4）用打点计时器来记录时间和位移2电磁打点计时器（1）电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器（2）结构（3）工作电压电磁打点计时器的工作电压是46V的低压交流电源当电源频率是50Hz时，每隔002s打一次点3电火花大点计时器还有一种打点计时器叫作电火花打点计时器，它的计时原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。三、思考判断（1）时刻就是时间间隔，两者都是时间，没有本质区别（ ）（2）“现在是北京时间8点整”，这里的“8点整”指的是时刻（ ）（3）路
6、程是标量，位移是矢量，两者都描述物体的运动（ ）（4）做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程（ ）（5）如果位移x12 m，x25m，则x1x2（ ）（6）物体前半阶段的路程是2m，后半阶段的路程是3m，则总路程一定是5m（ ）（7）电磁打点计时器正常工作时使用220V交流电（ ）答案：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）四、思考与讨论某物体从A点运动到B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？问题解答：因为xA5m，xB2m，所以物体的位移xxBxA2m5m3m位移的大小为3m，位移的方向指向x轴负方向五、启迪思维，突破重点（一）主题一：时刻和时间间隔问题探
7、究探究点1：时刻和时间间隔的区别读图区分时刻和时间间隔提示：对应数轴来看就可以啦，10分钟对应的是一段，为时间间隔8点对应的是一点，是时刻探究点2：时刻和时间间隔的生活用语和专业术语时刻和时间间隔既有联系又有区别我们经常会遇到生活用语和专业术语，要注意它们的区别，这一点要引起重视甲同学问：什么“时间”上课？乙同学说：8时上课甲又问：一节课多长“时间”？答：45分钟（1）甲同学第一次问到的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？（2）第二次问到的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？提示：（1）第一次问到的“时间”是“时刻”（2）第二次问到的“时间”是“时间间隔”知识链接：关键词：时初、末、时，是时刻
8、对应着物体运动过程中的某个位置，显示运动的一个瞬间关键词：内、经历、历时数值后跟“内”、“中”一般为时间，两个时刻之间的间隔，表示用时多少，对应着运动的一个过程探究总结1时刻和时间间隔的表示方法（1）时刻的表示方法在时间轴上用一个点来表示，如第1s末，第1s初等，如图所示：（2）时间间隔的表示方法在时间轴上用一段线段来表示，如第2s内，前2s内等，如图所示：知识链接：在国际单位制中，时间和时刻的单位都是秒，符号是s，常用的单位还有min、h，换算关系是1h60min3600s2时刻和时间间隔的区别与联系时刻时间间隔区别（1）时刻指一瞬间，对应于物体所处的位置；（2）在时间轴上用一个点表示；（3
9、）只有先后、早迟的区别，没有长短之分（1）时间间隔指两时刻之间的间隔，对应于物体的一段路程或位移；（2）在时间轴上用线段表示；（3）有长短之分联系（1）用t1和t2分别表示先后两个时刻，t表示两个时刻之间的时间间隔，则tt2t1；（2）时间轴上的两个点无限靠近时，它们之间的时间间隔就会趋于0，时间间隔就趋于时刻了知识链接：时刻对应着某个事件开始、结束或进行到某一状态时所对应的瞬间，时间间隔对应着某个事件所经历的某个过程典例示范例1：下列说法正确的是（ ）A“北京时间10点整”，指的是时间，一节课是45min，指的是时刻B列车在上海站停了20min，指的是时刻C在有些情况下，时间就是时刻，时刻就
10、是时间D电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻解析：“北京时间10点整”，指的是时刻，一节课是45min，指的是时间，故A错误列车在上海站停了20min，指的是时间，故B错误在日常生活中，人们对时间与时刻的说法并不是特别明确，在有些情况下，“时间”就是时刻，如“现在是什么时间？”但是时刻不能是时间，故C错误电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻，故D正确答案：D方法技巧时刻与时间间隔的两种判断方法（1）利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会时刻指一瞬间，对应某一位置；时间间隔指两时刻之间的时间间隔，对应一段过程（2）利用时间轴判断：画出时间轴
11、，把所给的时刻或时间间隔标出来，时刻对应一个点，时间间隔对应一条线段训练1：下表是D3111次动车宁德至福州南站区间运行时刻表，则（ ）车次出发站开车时间到达站到达时间用时里程硬座软座D3111宁德12：13福州南12：4835分88km255元305元A表中“12：13”表示时刻B该动车从宁德至福州南的位移为88kmC表中的“35分”表示时刻D该动车从宁德至福州南全程做匀速直线运动解析：表中“12：13”表示时刻，选项A正确；该动车从宁德至福州南的路程为88km，选项B错误；表中的“35分”表示时间间隔，选项C错误；该动车从宁德至福州南全程中不是直线运动，故不可能做匀速直线运动，选项D错误故
12、选A答案：A（二）主题二：位置和位移问题探究探究点1：位移和路程的关系2018元旦到元宵节期间，北京举办以“激情冰雪魅力北京”为主题的冰雪文化旅游节爸爸带李想同学去参加系列冰雪文化旅游活动，同时参观清华、北大等名校，让李想设计出行路线，路线起点：济南，终点：北京他有三种方式可供选择乘长途汽车、坐高铁和乘飞机（1）三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？（2）如何描述位置的变化？提示：（1）三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从济南到北京，初位置一样，末位置一样，即位置的变化相同（2）可以用一条从济南到北京的有向线段，即位移来描述位置的变化探究点2：位移和路程的大小关系（1）在体育比
13、赛中，有很多不同的赛事一位同学参加百米比赛，另一位同学沿着400m的跑道跑一圈则他们的位移和路程分别是多少？（2）请思考：位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？提示：（1）参加百米比赛的同学，从起点到终点的位移是100m，路程是100m沿着400m的跑道跑一圈的同学，位移是0，路程是400m（2）一般情况下，位移的大小不等于路程只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程知识链接：同样的位置变化，位移只有一个，路程可以有无数个探究点3：直线运动的位置和位移如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，
14、最后回到超市（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置（2）求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？提示：（1）如图所示：（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为x500m300m800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西其路程为s150m450m500m1100m知识链接：位移方向不一定是运动方向探究总结1位移和路程的区别与联系位移路程区别物理意义表示物体的位置变化表示物体运动轨迹的长度大小等于物体由初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关按运动轨迹计算的实际长度标矢量矢量标量
15、联系（1）二者都是为了描述物体的运动而引入的物理量，它们的单位相同，国际单位制中的单位是m；（2）同一运动过程的路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程2直线运动的位置和位移的关系（1）质点的位置用坐标值表示，位移用坐标的变化量表示（2）位移xx2x1，其绝对值表示位移的大小（3）x的正、负表示位移的方向，正值表示与正方向相同，负值表示与正方向相反知识链接：位移和路程的确定方法（1）找到研究的过程（2）确定过程的初位置和末位置（3）作出从初位置到末位置的有向线段就是位移（4）画出物体运动轨迹示意图，实际路线总长度就是路程典例示范例2：如图表示垒球场的内场，它是一个边长为16.77
16、m的正方形，四角分别为本垒和一、二、三垒一位球员击球后由本垒经一垒、二垒跑到三垒，他的位移是多少？方向怎样？经过的路程是多少？解析：明确运动员的轨迹及其初、末位置，运动员由本垒经一垒、二垒到达三垒，则初位置是本垒，末位置是三垒，故位移大小x16.77m，方向由本垒指向三垒路程s16.77m350.31m答案：16.77m；方向由本垒指向三垒；50.31m拓展：在例2中该运动员在由本垒经一垒、二垒跑到三垒过程中，他的最大位移是多少？方向如何？经过的最大路程是多少？解析：当运动员跑到二垒时，其位移最大，xmaxL16.77m23.72m，方向由本垒指向二垒；运动员只要运动，路程会越来越大，故运动员
17、跑到三垒时，路程最大，smax50.31m答案：23.72m；方向由本垒指向二垒；50.31m训练2：2019池州高一检测党的十九大报告指出，广泛开展全民健身活动，加快推进体育强国建设当全民健身上升为国家战略后，百姓以各种方式强身健体，获得幸福感某人晨练，按图所示走半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他到D点时，他的路程和位移大小及位移的方向分别为（ ）A2R，R向西南B4R，2R向东南C25R，R向东南D3R，R向西北解析：位移的大小等于首末位置的距离，方向由初位置指向末位置，路程等于运动轨迹的长度
18、从A点出发沿曲线ABCOADC行进当他走到D点时，路程为sR22.5R位移大小为R方向为南偏东45故选C答案：C知识链接：矢量的“”“”号不表示矢量的大小，只表示矢量的方向与规定的正方向相同或相反训练3：一质点沿x轴运动，如图所示，t1时刻质点位于x13m处，t2时刻质点到达x25m处，t3时刻到达x37m处，则：（1）物体在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何？（2）t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何？（3）t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何？解析：（1）物体在t1到t2这段时间内位移x1x2x15m（3m）8m，为正值，说明位移方向为x轴正方向（2）t2到t3这段时间内的位
19、移为x2x3x27m5m12m，为负值，说明位移方向为x轴负方向（3）t1到t3这段时间内位移为x3x3x17m（3）m4m，为负值，说明位移方向为x轴负方向答案：（1）8m；与x轴同向（2）12m；与x轴反向（3）4m；与x轴反向（三）主题三：练习使用打点计时器1使用打点计时器的步骤（1）了解打点计时器的构造，然后把它固定好（2）安装纸带（3）启动电源，用手水平拉动纸带（如图），纸带上就打出一行小点随后关闭电源（4）取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出若干个点例如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t（5）用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x如图所示（6）记录
20、测量数据并填入表格位置0123456x/mt/sx/mt/s知识链接：固定以后再接电，复写纸压纸带上；先通电后释放，先断电后卸带纸带上的点记录了物体的运动时间，也记录了运动物体在不同时刻的位置2计时点和计数点通常每隔四个计时点选取一个计数点，则n5，相邻计数点间时间间隔为0.1s（1）计时点是打点计时器在纸带上打出来的点计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点（2）计数点通常不从第一个计时点开始取，而是选择点迹清晰、与相邻的计时点间距适中的点开始典例示范例3：2019徐州高一检测用打点计时器可测纸带运动的时间和位移下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤
21、，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压_（填“交流”或“直流”）电源的两个接线柱上B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_，并压在_下面C用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离xD切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t_E打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点实验步骤的合理顺序是_解析：A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D项中纸带上记
22、录的时间t（n1）0.02s合理的实验步骤为BAEDC答案：交流；限位孔；复写纸；（n1）0.02s；BAEDC训练4：（多选）关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是（ ）A打点计时器应接交流电源，交流电频率通常为50HzB若纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08sC若打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大D电磁打点计时器接在220V电源上解析：B错：相邻两计时点的时间间隔是0.02s，如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.1sD错：电磁打点计时器使用6V以下的低压交流电源答案：AC六、达
23、标检测1今年，洛阳市迎来新年首场降雪，不少市民出门享受雪中乐趣，当日20时20分，洛阳市气象台发布暴雪黄色预警信号，提醒市民注意安全1月4日上午，洛阳市消防支队特勤大队官兵们冒着零下10摄氏度的低温进行抗寒训练两个小时过去了，没有一名战士因为风雪天气而畏惧退却其中20时20分和两个小时分别指的是（ ） A时间；时间B时刻；时刻C时间；时刻D时刻；时间解析：时刻表示一个时间点，时间间隔表示一段时间，20时20分表示时刻，两个小时表示时间间隔，是时间故选D答案：D2小英从家门口打车到车站接上同学后，立即随车回到家，出租车票如图所示，则此过程中出租车的位移和行驶的路程分别是（ ）A0，0B12.3k
24、m，0C0，12.3kmD12.3km，12.3km解析：由题意可知，出租车返回出发地，初位置和末位置重合，故位移为零；由车票可知，汽车经过的路程为12.3km，C正确，A、B、D错误答案：C3下列关于矢量和标量的说法正确的是（ ）A规定正方向，做直线运动的甲、乙两物体位移x甲3m，x乙5m，则x甲x乙B甲、乙两运动物体的位移大小均为50m，这两个物体的位移必定相同C温度计读数有正有负，所以温度也是矢量D温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量解析：直线运动中位移的正、负号表示方向，不表示大小，故选项A错误；两个矢量大小相等、方向相同时，它们才相同，故选项B错误；温度是标量，温
25、度的正负号表示温度的高低，故选项C错误，选项D正确答案：D4如图所示是一位同学使用打点计时器得到的两条纸带，他将两条纸带（甲、乙）上下并排放在一起进行比较，在图中A、B两点之间，两条纸带（甲、乙）运动的时间之比是（ ）A1：1B2：1C1：2D无法比较解析：假设打点计时器使用的是频率为f的交流电源，纸带上每打出两个相邻点所经历的时间为T，所以纸带甲、乙上A、B两点间时间之比为，B正确答案：B5（多选）物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量表示物体的位移如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移x14m5m9m；从C运动到B，它的位移x21m（4m）5m下列说法中正确的
26、是（ ）AC到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数BA到C的位移大于C到B的位移，因为符号表示位移的方向，不表示大小C因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D物体由A到B的合位移xx1x2解析：位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，正负号表示方向，选项A、C错误；选项B正确；因x1xCxA，x2xBxC，所以物体由A到B的合位移xxBxAx1x2，选项D正确答案：BD6（多选）如图所示是某物体在010s内的xt图像，下列说法中正确的是（ ）A物体在第1s内的位移为4mB物体在第5s内的位移为8mC物体在前5s内的位移为8mD物体在后5s内的位移为16m解析：由题中图像可知，物体在02s内位移从0均匀增加到8m，即每秒钟发生的位移是4m，A正确；物体在第5s内是静止的，位移为零，B错误；物体在前5s内的位移即为前2s内的位移，等于8m，C正确；物体在后5s内的位移为610s的位移，等于8m，D错误答案：A15