【教师整理】高中物理（人教版）必修一：第一章 第二节 时间和位移（共28张PPT）

课件28张PPT。第一章 第二节 时间和位移
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　　学习物理时经常会遇到生活用语和专业术语的区别，这一点要引起重视．一位同学问：什么“时间”下课？另一位同学说：8时45分下课．又问：一节课多长“时间”？答：45分钟．
　　请你思考：
　　1．第一问中的“时间”实际是“时刻”还是“时间间隔”？
　　2．第二问中的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？　　基础梳理
　　知识精析
　　一、时间与时刻
　　1．时刻对应于物体所处的状态，只有先与后、早与迟的区别，而没有长短之分；在时间轴上，时刻用一个点表示．
　　举例：下面几种说法均属时刻．
　　第2 s初，第3 s末，第5 s时，火车10：05开车．
　　2．时间间隔对应于物体所经历的某段过程，是用长短来表达的，它本身没有先后或迟早的涵义；在时间轴上，时间间隔用线段表示．
　　举例：下面的几种说法均属时间间隔．
　　第5 s内：时间为1 s；
　　前10 s内：时间为10 s；
　　从第3 s初至第6 s初：时间为3 s.
　　二、位移与路程
　　三、标量与矢量
　　1．标量：只有大小没有方向的量．如：长度、质量、时间、路程、温度、能量等．运算遵从算术法则．
　　2．矢量：有大小也有方向的量．如：位移、力、速度等．运算法则与标量不同，我们将在以后学习．
　　方法指导
　　一、时间与时刻的区别与联系
　　例1 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5 s末时，指的是时刻
　　B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
　　C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到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
　　解析 解答本题的关键是正确理解“时”、“初”、“末”、“内”等字在表示时刻和时间间隔时的不同含义.
　　
　　
　　答案 ACD
　　点评 (1)时刻是一状态量，时间是一过程量，区分二者的关键是看它们对应的是一个状态还是一段过程．
　　
　　(2)在时间轴上，要注意同一点的不同说法．如图所示，A点表示第1 s末或第2 s初，但不要理解成第1 s初．
　　变式训练1
　　
　　下列的计时数据指时间的是(　　)
　　A．天津开往德州的列车于13时35分从天津发车
　　B．某人用15 s跑完100 m
　　C．中央电视台新闻联播节目19时开播
　　D．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
　　
　　答案 B
　　　　二、位移和路程的区别
　　例2 如图2－1所示，在2008年北京奥运会上，甲、乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400 m和100 m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道完成了比赛．则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程大小l甲、l乙之间的关系是(　　)
　　A．x甲>x乙，l甲l乙
　　C．x甲>x乙，l甲>l乙 D．x甲　　解析 田径场上的跑道如图所示.400 m比赛要从起点环绕跑道一圈，圈子最内侧跑道的起点和终点重合．因此，路程l甲＝400 m，位移x甲＝0；而100 m比赛是直道，路程l乙＝100 m，位移x乙＝100 m．显然x甲l乙．
　　答案 B
　　点评 田径比赛的问题，首先要了解田径场的情况；再次要对运动员参赛项目比赛规则要有所了解．故体育比赛对物理学的研究起一定的作用．
　　变式训练2
　　如图2－2所示，一操场跑道全长400 m，其中CD和FA为100 m长的直道，弯道ABC和DEF均为半圆形，长度均为100 m．一运动员从A点开始起跑，沿弯道ABC和直道CD跑到D点，求该运动员在这段时间内的路程和位移．
图2－2 　
　　答案 路程为200 m，位移为118.57 m，方向由A指向D　　三、直线运动中的位置和位移
　　例3 在如图2－3所示的坐标系中，物体由A点沿直线运动到B点，再由B点沿直线返回到C点，试分别求出物体从A到B、从B到C、从A到C三段的路程和位移．
　　　　　　　　　　　图2－3
　　解析 根据定义去求路程和位移，在位移轴上，位移等于坐标值的变化量.
　　路程就是轨迹的长度，所以质点在三个阶段的路程分别为：
　　lAB＝30 m，lBC＝40 m
　　lAC＝lAB＋lBC＝30 m＋40 m＝70 m
　　三个阶段的位移分别为：
　　xAB′＝xB－xA＝30 m
　　xBC′＝xC－xB＝10 m－50 m＝－40 m
　　xAC′＝xC－xA＝10 m－20 m＝－10 m
　　负号表示位移的方向与x轴正方向相反．
　　答案 路程分别为30 m、40 m、70 m　位移分别为30 m、－40 m、－10 m
　　互动平台
　　育才老师和细心同学关于时间和时刻的对话
　　细心：我国有句俗语叫做“寸金难买寸光阴”．“寸”本是长度的单位，“寸金”可以理解，可是“寸光阴”就让人费解了，度量长度的单位“寸”怎么能够用来度量时间呢？
　　育才：问得好．说来话长，古代计时工具不发达，人们就用漏壶滴水来计时，在壶的中央插上一根箭杆，箭杆上刻上刻度，随着水面下降，露出水面的刻度越来越多，这就是“时刻”这一词的起源．
　　细心：老师，我明白了．“寸光阴”就是指漏壶中的水面下降一寸所需要的时间．
　　育才：对．有一出京剧名剧叫做《文昭关》，其中有一句唱词是“寅夜漏声催晓箭”，说的就是伴随着不停的漏声，壶中的箭杆越露越长，天就要亮了．
　　
　　细心：看来“时刻”是指箭杆上的刻度，而“时间”应是指刻度与刻度间的距离．
　　育才：现在的计时工具已远非当年的铜壶滴漏可比了．那么，第3 s末、第4 s初、3 s内、第3 s内分别表示什么？
　　细心：第3 s末、第4 s初为时刻，且为同一时刻，与状态量对应；3 s内(0～第3 s末)、第3 s内(第2 s末～第3 s末)均为时间，与过程量对应．
　　粗心同学和细心同学关于质点的对话
　　粗心：地球很大，是不能看做质点的．
　　细心：地球相对宇宙大不大？
　　粗心：不大．
　　细心：地球绕太阳运动时，能不能看做质点呢？
　　粗心：地球的大小跟地球与太阳间的距离相比很小，所以可将地球看做质点．我明白了，物体本身的尺寸大小不是能否将其看做质点的标准．
　　同步达标
　　一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分，每题至少有一个选项是正确的)
　　1．关于时间和时刻，下列说法正确的是(　　)
　　A．时间很长，时刻很短
　　B．第2 s内和2 s都是指一段时间间隔
　　C．时光不能倒流，因此时间是矢量
　　D．“北京时间12点整”其实指的是时刻
　　解析 时间指一过程，时刻指某一瞬时，选项A错误；第2 s内和2 s都指时间间隔，选项B正确；时间是标量，选项C错误；“12点整”指时刻，选项D正确．
　　答案 BD
　　2．关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)
　　A．位移和路程是相同的物理量
　　B．路程是标量，即表示位移的大小
　　C．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
　　D．若物体做单一方向的直线运动,位移的大小等于路程
　　解析 位移是由初始位置指向终止位置的有向线段，是矢量，位移的大小等于这段直线段的长度；路程是标量，是物体运动轨迹的总长度，只有质点一直向着单一方向运动时，位移的大小才等于路程．
　　答案 D
　　
　　3．下列说法正确的是(　　)
　　A．学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8：00”是指时间间隔
　　B．火车站公布的旅客列车运行表是时刻表
　　C．体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔
　　D．神舟七号绕地球飞行45周，耗时68时27分钟是时刻
　　答案 BC
　　　　
　　4．氢气球升到离地面80 m高空时从上面掉落下一物体，物体又上升了10 m高后开始下落，若取向上为正，则物体从掉落开始至落地时的位移和经过的路程分别为(　　)
　　A．80 m,100 m　　　　　 B．－80 m,100 m
　　C．90 m,180 m 　　　　　D．90 m，－180 m
　　解析 位移是矢量，有大小和方向，当选择向上方向为正时，向下即为负，故正确表示位移应为－80 m.
　　答案 B
　　5．一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表所示，则此质点开始运动后(　　)
　　A．第1 s内的位移最大 B．第4 s内的位移最大
　　C．第2 s内的位移最大 D．第3 s的路程最小
　　答案 C
　　6．物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图所示．则它运动的位移和路程（回答矢量时，注意方向）分别是(　　)
　　A．2(R+r)；π(R+r)
　　B．2(R＋r)，向东；2πR，向东
　　C．2π(R＋r)，向东；2π(R＋r)
　　D．2(R＋r)，向东；π(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间的距离，即x＝2r＋2R＝2(R＋r)，方向由A指向B，即向东．路程是标量，其大小等于两半圆弧长度之和，即l＝πr＋πR＝π(R＋r)，没有方向．
　　答案 D
　　二、计算题(本题共2小题，共20分，每小题10分)
　　
　　　　8．2007年4月18日，我国铁路第六次大面积提速，重点城市间大量开行时速200公里及以上动车组旅客列车--“和谐号”CRH系列国产化动车组列车．下表是D665次动车组列车运行的时刻表．试求D665次动车组列车从上海到海宁、杭州、义乌、金华的时间．(保留两位有效数字)
　　D665　次列车时刻表
　　
　　解析 从上海到海宁的时间为：47分
　　从上海到杭州的时间为：1小时23分
　　从上海到义乌的时间为：2小时13分
　　从上海到金华的时间为：2小时41分．
　　
　　附加探究题(10分)
　　9．在运动场的一条直线跑道上，每隔5 m距离放置一个空瓶子，运动员在进行往返跑训练，从中间某一瓶子出发，跑向最近的空瓶将其扳倒后再扳倒出发点处的第一个瓶子，之后再往返到前面的最近处的瓶子，依次下去，当他扳倒第6个空瓶时，他跑过的路程为多大，位移是多大？
　　探究思路 从O点出发，如图所示
　　路程：(2×5＋10＋15＋20＋25) m＝80 m
　　位移：OE＝10 m
　　答案 路程为80 m　位移大小为10 m