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  • 2021-05-24 发布

高中物理人教版必修一导学案:第一章第二节+时间和位移

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2 时间和位移 课堂合作探究 问题导学 一、时刻和时间间隔 活动与探究 1 1.我们说上午 8 时上课,8 时 45 分下课,这里的“8 时”“8 时 45 分”指的是时刻还 是时间间隔?一节课的时间是 45 分钟,“45 分钟”是时刻还是时间间隔? 2.你能总结出时刻和时间间隔之间有什么样的关系吗? 迁移与应用 1 下列数据中描述时间间隔的是( ) A.2012 年 11 月 2 日 0 时 9 分,山西省浮山县发生了 3.4 级地震 B.第 30 届奥运会于 2012 年 7 月 28 日 4 时(北京时间)在伦敦开幕 C.刘翔取得了 12.88 秒的 110 米栏的好成绩 D.我国航天员翟志刚在“神舟”七号飞船外完成了历时 20 分钟的太空行走 (1)时刻:时刻在时间轴上对应于一点,表示某一瞬间或某一瞬时。 (2)时间间隔:时间间隔是两个时刻之间的间隔,在时间轴上对应于两点间的线段, 表示一段过程,有时也简称时间。 (3)表示时间的数轴称为时间轴。在时间轴上,时刻用点表示,时间用线段表示。如 图所示,O 点表示初始时刻,A 点表示时刻第 1 s 末(即 1 s 末)或第 2 s 初,D 点表示 4.5 s 时,OA、OB、OC 分别表示从计时开始的时间前 1 s 内、前 2 s 内、前 3 s 内(即 1 s 内、2 s 内、3 s 内),OA、AB、BC 分别表示时间第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内(时间均为 1 s)等 等。 (4)在日常生活中所说的“时间”,其含义不尽相同,有时是指时刻,有时是指时间 间隔,要根据上下文认清它的含义。在物理学中,“时间”的含义就是时间间隔。 二、位移和路程 活动与探究 2 1.阅读下面的对话。 甲:请问到市图书馆怎么走? 乙:从你所在的市中心向南走 400 m 到一个十字路口,再向东走 300 m 就到了。 甲:谢谢! 乙:不用客气。 请结合图示,把甲要经过的路程和位移表示出来,并归纳出位移和路程的不同。 2.在标准的运动场上将要进行 1 500 米赛跑,上午 9 时 20 分 50 秒,发令枪响,某运 动员从跑道上最内圈的起跑点出发,绕运动场跑了三圈多,到达终点,成绩是 4 分 38 秒, 如图所示。请根据上面的信息讨论以下问题: (1)该运动员在哪几段跑道上做直线运动?在哪几段跑道上做曲线运动?请在图上标 出来。 (2)该运动员从起点到达终点所用的时间是多少?起跑和到达的时刻分别是多少? (3)该运动员跑过的路程是多少?他的位置变化如何?[来源:学§科§网] (4)如果该运动员始终沿直线跑过这么长的路程,他的位移是多少? 3.像位移这样的物理量,既有大小又有方向,我们以前学过的物理量很多都只有大小, 没有方向,请同学们写出一些以前学过的只有大小没有方向的物理量。 4.试总结标量和矢量的区别。同一直线上矢量的大小和方向如何表示? 迁移与应用 2 一质点由位置 A 向北运动了 4 m 到 C,又转弯向东运动了 3 m 到达 B,在这一过程中质 点运动的路程是多少?运动的位移大小是多少?方向如何? (1)位移是描述物体位置变化的物理量,而路程则是描述物体运动路径(轨迹)长短 的物理量。 (2)位移既有大小,又有方向,它的大小等于初、末位置间的距离,它的方向是从初 位置指向末位置;而路程只有大小没有方向,它的大小是物体实际运动路径的长度。 (3)只有物体做单向直线运动时,其位移大小才和路程相等,除此之外,物体的位移 大小总是小于路程。 (4)位移是矢量,求某一矢量时,除求出其大小外,还要指出它的方向。 (5)矢量的正负号不表示物理量的大小,而是用来表示方向的:正号代表矢量的方向 与我们取的正方向相同,负号代表矢量的方向与我们取的正方向相反。 三、直线运动的位置和位移 活动与探究 3 1.一艘在平静湖面上做直线行驶的小船,要准确地描述它在某一时刻的位置和一段时 间内的位移,除了要选取参考系外,还可采取怎样的方法和步骤呢? 2.如图所示,一质点从 A 运动到 B,初位置的坐标 xA=_________,末位置的坐标 xB=________,它的坐标变化量Δx=__________,位移的大小为 __________,方向是 ___________。 迁移与应用 3 从高出地面 3 m 的位置竖直向上抛出一个小球,它上升 5 m 后回落,最后到达地面(如 图),分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写以下表格。 坐 标 原 点 的位置 出发点 的坐标 最高点 的坐标 落地点 的坐标 上升过程 的位移 下落过程 的位移 全过程 的位移 以 地 面 为 原点 以 抛 出 点 为原点 [来源:学。科。网] (1)如果物体做直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一 段时间,对应的是这段时间内物体的位移。可建立一维坐标系来描述物体的位 置和位移。 如图,物体在时刻 t1 处于“位置”x1,在时刻 t2 运动到“位置”x2,那么,x2-x1 就是物体 的“位移”,记为Δx=x2-x1。可见,物体位置的变化可用位移来表示。 (2)在直线运动中,位移的方向可以用正、负号表示,正号表示位移与规定正方向相 同,负号表示与规定正方向相反。 当堂检测 1.关于时刻和时间,下列说法正确的是( ) A.时刻表示的时间极短,时间表示的时间较长 B.时刻对应物体运动的位置,时间对应物体运动的位移 C.作息时间表上的数字一般表示的是时刻 D.1 min 只能分成 60 个时刻 2.下列关于位移和路程的说法,正确的是( ) A.路程和位移的大小相等的运动一定是单向直线运动 B.质点做曲线运动时,某段时间内位移的大小一定小于路程 C.两个质点通过的位移相同,它们所通过的路程不一定相等 D.两个质点通过的位移相同,它们的路程一定相等 3.关于时间和时刻,下列说法正确的是( ) A.物体在 5 s 时指的是物体在第 5 s 末时,指的是时刻[来源:Zxxk.Com] B.物体在 5 s 内指的是物体在第 4 s 末到第 5 s 末这 1 s 的时间 C.物体在第 5 s 内指的是物体在第 4 s 末到第 5 s 末这 1 s 的时间 D.第 4 s 末就是第 5 s 初,指的是时刻 4.物体沿半径分别为 6 m 和 9 m 的半圆弧由 A 点到 B 点到达 C 点,如图所示,则它的 位移和路程分别是( ) A.30 m 15π m B.30 m,向东 30π m C.30 m 30π m,向东 D.30 m,向东 15π m 5.如图,汽车初位置的坐标是-2 km,末位置的坐标是 1 km。求汽车的位移的大小和 方向。 答案: 课堂合作探究 【问题导学】 活动与探究 1:1.答案:“8 时”“8 时 45 分”是时刻,“45 分钟”是时间间隔。 2.答案:例如:上午 8 时上课,8 时 45 分下课,一节课的时间间隔是 45 分钟,由此 可以得出两个时刻之间的间隔就是时间间隔。 迁移与应用 1:CD 解析:A 中的计时数据指大地震开始发生的瞬间,不是时间间隔。 B 中的计时数据指奥运会宣布开幕的一瞬间,不是时间间隔。C 中的 12.88 秒指刘翔从起跑 到到达终点所用的时间,表示时间间隔。D 中的 20 分钟是指翟志刚从出飞船到返回飞船所 用的时间,表示时间间隔。 活动与探究 2:1.答案:甲要经过的路程如图中 ABC 所示,其大小为 700 m;AC 表示 位移,大小为 500 m。 位移是描述质点位置变化的物理量,是矢量,用从起点指向终点的有向线段表示,其长 度表示大小,方向表示位移的方向。质点的位移与运动路径无关,只与初位置、末位置有关。 路程是质点运动轨迹的长度,路程只有大小没有方向,是标量。路程与质点运动的路径有关, 但它不能描述质点位置的变化。 2.答案:(1)如图所示。 (2)时间间隔 4 分 38 秒,起跑时刻为 9 时 20 分 50 秒,到达的时刻为 9 时 25 分 28 秒。 (3)路程为 1 500 米,位置变化是从起跑点到终点。 (4)位移为 1 500 米。 3.答案:温度、质量、体积、长度、时间、路程。 4.答案:标量只有大小,没有方向;矢量既有大小,又有方向。 同一直线上的矢量有两个可能的方向。[来源:学科网] 在同一直线上的矢量,可先建立直线坐标系,可以在数值前面加上正负号表示矢量的方 向,正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号表示与坐标系规定的正方向相反。 迁移与应用 2:答案:7 m 5 m 北偏东 37° 解析:由题意画出质点的运动轨迹如图所示,质点运动的路程为:AC+CB=4 m+3 m =7 m。 质点运动的位移由从初位置 A 指向末位置 B 的有向线段 AB 表示,位移的大小为 x= BC2+AC2= 32+42 m=5 m,其中 tan θ=CB AC =3 4 ,θ=37°,所以位移的方向为北偏东 37°。 活动与探究 3:1.答案:我们可用数学方法描述做直线运动小船的位置和位移,需要 建立一维坐标系,用坐标表示小船在某一时刻的位置,用位置坐标的变化量表示小船一段时 间内的位移。 2.答案:由题图可知初、末位置的坐标值,xA=3 m,xB=-2 m,由Δx=xB-xA,可得 Δx=-5 m。Δx 的绝对值是 5 m,表明位移大小为 5 m,Δx 为负,表示位移沿 x 轴负方向。 迁移与应用 3:答案: 坐标原点 的位置 出发点 的坐标 最高点 的坐标 落地点 的坐标 上升过程 的位移 下落过程 的位移 全过程的 位移 以地面为 原点 3 m 8 m 0 m 5 m -8 m -3 m 以抛出点 为原点 0 m 5 m -3 m 5 m -8 m -3 m[来源:学&科&网] 【当堂检测】 1.BC 2.ABC 3.ACD 4.D 5.答案:3 km 与 x 轴正方向相同