人教版（2019）物理必修第一册 第一章 运动的描述 2．时间　位移

　　
2．时间　位移
教材分析
世界万物都在时间和空间中存在和运动，因此时刻和时间是描述质点运动的基础性概念之一，而位移则是质点在空间位置上的变化.本节要求学生了解时刻、时间间隔，并以生活中学生最熟悉的上课、下课时间表来阐释时间、时刻，要求学生明确路程和位移，也以学生地理课上最常见的地图来说明问题.由于引入了位移的概念，用数轴来表示时间和时刻，用平面直角坐标系来表示物体在平面空间中的位移，用数轴（一维直线坐标系）来表示直线运动中物体的位置和位移.，注意与学生的实际接受能力相适应，符合学生对问题的认知规律.教师应围绕教材中的基本概念创设更接近学生生活实际的物理情景，提出问题，逐一在学生中展开讨论，在充分交流的基础上，激发学生探究问题的兴趣。
新教材中增加了时间和位移的测量：练习使用打点计时器，以及位移-时间图象，本节内容更加完整。
学情分析
学生在初中已经学习过路程，在日常生活中也经常接触时间、时刻的概念，但学生对时间和时刻的准确含义还不是很清楚。在本节内容中学生还首次接触到矢量问题，在学习高中物理的初期，学生对矢量很不习惯，对矢量的运算规则也没有任何准备知识，在教学中要让学生逐步了解，不能一步到位。
教学目标
1．知道时刻与时间间隔的含义及在数轴上的表示方法，会在具体的问题中辨析、识别。
2．理解位置、位移等概念的含义，会在实际问题中正确分析。
3．了解矢量、标量的含义，理解位移的矢量性。会在一维坐标系中表示物体做直线运动的位置、位移等物理量。
4．理解位移一时间图像的物理意义，能根据图像分析物体在一段时间内的位移。
5．了解打点计时器的基本结构和工作原理，会使用打点计时器记录物体运动的位移和时间。知道如实记录原始数据的重要性。
核心素养
物理观念：能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移
科学思维：通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实
科学探究：围绕问题进行充分的讨论与交流，联系实际引出时间、时刻、位移、路程等，要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法
科学态度与责任：从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点
教学重点
1．时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系；
2．位移的概念以及它与路程的区别，位移－时间图像；
3．位移和时间的测量。
教学难点
1．帮助学生正确认识生活中的时间与时刻；
2．理解位移的概念，会用有向线段表示位移。
教具准备
多媒体课件
课时安排
2课时
教学过程
［引入新课］
上节课我们学习了描述运动的几个概念：质点、参考系、坐标系。如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况？
不能。
那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到哪些物理概念？
宇宙万物都在时间和空间中存在和运动。我们每天按时上课、下课、用餐、休息。从幼儿园、小学、中学，经历一年又一年，我们在时间的长河里成长。对于时间这个名词，我们并不陌生，你能准确说出时间的含义吗？物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢？这就是我们今天要研究的课题──时间和位移。
［新课教学］
一、时刻和时间间隔
要描述物体位置随时间的变化，首先要清楚“时间” 一词的含义。说到时间，不能不说时刻和时间间隔。时刻和时间间隔既有联系又有区别。
这两个物理量与我们交往太密切了。根据同学们各自的理解，举一些关于时间、时刻的例子。
学生回答非常踊跃：几点钟开会，几时上课，几点发车……这都是时刻，而会议长达2个小时，这是从开始到结束的时间间隔等等。
【讨论与交流】
指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，然后分析本校作息时间表。
提出问题：
1．在我校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗？
2．结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？
3．观察教材第12页图1.2－1，如何用数轴表示时间？
在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题。
我们开始上课的“时间”：8∶00就是指的时刻；下课的“时间”：8∶45也是指的时刻。每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻。
我们上一堂课需要45分钟，做眼保健操需要5分钟，这些都是指时间间隔，每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔。
根据以上讨论与交流，能否说出时刻与时间间隔的概念。教师帮助总结并回答学生的提问。
1、时刻：时间流逝过程中的一点，表示某一瞬间，在时间轴上用一点表示，与状态及状态参量相对应。
2、时间：两个时刻之间的间隔或两时刻之差，在时间轴上用一线段表示，与过程及过程量对应。
t＝t2－t1
时间具有单方向不可逆性。俗话说：“光阴一去不复返”。为了具体地说明时间量，必须选择记时起点，并规定单位。时间的法定计量单位是s、min、h。在实验室中常用停表来测量时间，在实验室研究物体运动情况时，需要测量和记录很短的时间，常用打点计时器来测量。
让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例，并让他们讨论。
与神舟五号有关的几个时间：
教师利用课件展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况。
（展示问题）根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间？
T15 站名 T16
18：19 北京西 14：58
00：3500：41 郑州 08：4208：36
05：4905：57 武昌 03：2803：20
09：1509：21 长沙 23：5923：51
16：25 广州 16：52
参考答案：6小时59分、15小时50分、22小时零6分。
总结：我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。
如有人问你：“你们什么时间上课啊？”这里的时间是指时间间隔吗？
不是，实际上这里的时间就是指的时刻。
3、常用术语：
第几秒初、第几秒末、第几秒内、前几秒内、后几秒内、中间几秒内等。
对这些常用术语，要求学生搞清楚是指时刻还是指时间间隔。如果是时刻就要弄清是哪一时刻，如果是时间间隔就要搞清楚是指哪一段时间。注意前一秒末就是这一秒初，这一秒末就是下一秒初。
用学生比较熟悉的第二天初、第二天末、第二天内、前两天内、后两天内、中间两天内等来理解。
用时间轴明确这些术语的含义，并在时间轴上标出第2秒初、第2秒末、第2秒内、第3秒初、前2秒内、后2秒内、中间2秒内等。
【课堂训练】
1．学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是
A．蓝仔说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻
B．红孩说，下午2点上课，2点是我们上课的时间
C．紫珠说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟
D．黑柱说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间
答案：A
解析：下午2点上课、2点45分下课是指一瞬间，是时刻；上课历时45分钟是指一段时间间隔，是时间。故选A。
2．关于时刻和时间，下列说法中正确的是
A．时刻表示时间较短，时间表示时间较长
B．。时刻对应位置，时间对应位移
C．作息时间表上的数字表示时刻
D．1 min内有60个时刻
答案：BC
解析：紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系，可知B、C正确，A错。一段时间内有无数个时刻，因而D错。
【讨论与交流】
1．我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行。10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成功着陆。在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻？
参考答案：这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”，分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻；而“9小时40分50秒”和“11小时42分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间。
2．古时候，人们根据前人的经验和探究，创造过很多种计时仪器，北京故宫博物院保存的“日晷（也叫日规）”就是其中一种。它是在圆形的石板中间竖立一根铁针，石板四周刻着时辰标记。随着太阳的东升西落，针影方位就能指示出时间来，自伽利略发现单摆的等时性后，既准确又方便的钟表相继问世，到现在已有挂钟、台钟、自动手表及电子表等。然而，人们并不以“分秒不差”为满足。试想炮弹呼啸而过，1秒内飞行几百米；光穿过原子核的时间只有10－23秒，这样短的时间用手表计时显然是不行的。更糟糕的是，人们发现天体运动是不均匀的，彻底改革时间标准已迫在眉睫。随着人们对微观世界认识的不断深化，发现原子的振动有确定的周期，可利用它作为计时标准。1967年第13届国际权度会议，通过了铯原子钟系统的时间新标准：1秒钟等于铯原子振动9 192 631 770次所经历的时间，这种铯原子钟即使使用30万年，误差也不过1秒钟。目前科学家预言，用激光建立起来的时间标准其精确度还可以提高1万倍。请问上述材料中的“分秒不差”“10－23秒”“30万年”，表示的是时间还是时刻？
参考答案：时间、时间、时间。
二、路程和位移
1、坐标系
有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点。在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位。
（1）为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立坐标系。
坐标系是参考系的数学抽象。如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述。
对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。
（2）说明
①描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系；描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系；描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系；
②画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度。
【课堂训练】
一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：
t/s 0 1 2 3 4 5
x/m 0 5 –4 –1 –7 1
①请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置。
②哪个时刻离坐标原点最远？有多远？
参考答案：①略；②在第4 s末的位置坐标是－7 m，说明这一时刻质点离开坐标原点的距离为7 m，在x轴的负向上，为最远，而其他几个都不是最远的。
【讨论与交流】
问题：田径场上，描述百米运动员在运动中的位置，需建立什么样的坐标系？描述800米赛跑运动员在运动中的位置需建立什么样的坐标系？足球场上，描述足球运动员的位置需建立什么样的坐标系？要描述足球的位置呢？
参考答案：百米运动员是在一条直线上运动，所以应建立直线坐标系；800米赛跑运动员不是在一条直线上运动，而是在一个平面内运动，所以应建立平面直角坐标系；足球运动员也是在球场平面内运动，也要建立平面直角坐标系，而足球的运动可以在草坪上进行，也可以在空中飞行，所以要建立立体空间直角坐标系。
中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟。沙漠中布满了100～200 m高的沙丘，像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”。许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生。归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里？我要去哪里？选哪条路线最佳？而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程。
2、位置：
（1）位置：质点在某时刻所占有的空间。
两个实物在同一时刻不能占有同一位置。
（2）质点的位置可以用坐标系中的坐标表示。
物体位置的描述我们清楚了，那么，物体位置的变化该怎样描述呢？
让学生思考：从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同的选择？这些选择有何相同或不同之处？
如图1.2-3，某人从北京去重庆，可以选择不同的交通方式。既可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江而上。图中的几种情况表明，旅行者所经过的线路不同。我们在初中已经知道，路程（path）是物体运动轨迹的长度，说明这个人旅行的路程也不同。
3、路程：
（1）路程：质点运动轨迹的长度。
路程只有大小，没有方向。
对于确定的初末位置，所经过的路径不同，路程也不同。
（2）路程的局限性
①不能反应运动的某些本质（位置变化的共同点）
②描述不够精确（缺少方向）
某人从北京去重庆，就位置的变动来说，无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径，他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1 300 km 的重庆，即位置的变化是相同的。从图中可以看出，由初位置指向末位置的有向线段能准确地描述旅行者位置的变化。只要物体的初、末位置确定，这个有向线段就是确定的，它不因路径的不同而改变。物理学中用位移（displacement）来描述物体位置的变化，并用l表示（图1.2-4）。
4、位移
（1）概念：由质点的初位置指向末位置的有向线段。位移是表示质点位置变动的物理量。
物体的初位置在舒城中学，如果让他的位置改变1km，而无方向限制时，将无法确定他的位置改变及其末位置。所以，位移不仅有大小，而且有方向。
（2）大小：初位置到末位置的直线距离。
（3）方向：由初位置指向末位置。
对于确定的初末位置，位移只有一个。初位置、末位置和位移三者中，已知其中任意两个，可确定第三者。
5、矢量和标量
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，如温度、质量、体积、长度、时间、路程等很多都只有大小，没有方向。
（1）矢量和标量
①矢量：既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。
②标量：只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。
（2）矢量和标量的运算法则不同
【讨论与思考】
一位同学从操场中心A出发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点。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（即代表他的位置变化的最后结果的位移）。三个位移的大小各是多少？你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
解析：画图如图所示，矢量相加的法则是平行四边形法则。
矢量的运算不能简单的直接相加减；标量遵从代数运算。
矢量与标量不能仅根据是否有方向来判断，要根据它们符合的运算法则来判断。像电流、压强这两个物理量，它们是有方向的，但它们仍然是标量。这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识。
【讨论与思考】
气球升到离地面80 m高空时，从气球上掉下一物体，物体又上升了10 m高后才开始下落，规定向上方向为正方向。讨论并回答下列问题，体会矢量的表示方向。
（1）物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米？方向如何？
（2）表示物体的位移有几种方式？其他矢量是否都能这样表示？注意体会“＋”“－”号在表示方向上的作用。
解析：（1）－80 m，方向竖直向下；（2）到现在有三种：语言表述法，如“位移的大小为80 m，方向竖直向下”；矢量图法；“＋”“－”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为－80 m”。
（3）位移和路程的区别
概念、含义上的区别：位移是表示质点位置的变化的物理量；路程是表示质点通过的实际运动轨迹长度的物理量。
矢量和标量的区别：位移是矢量（即有大小，又有方向），大小为有向线段的长度，方向为有向线段的方向；路程是标量（只有大小没有方向）。
决定因素的区别：位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关；路程跟路径有关。
运算法则的区别：位移遵从矢量运算的法则；路程符合代数运算。
数值上的区别：对于曲线运动，位移的数值与路程一定不等；在有往返的直线运动中位移的数值与路程也不相等。只有在单向直线运动中位移的数值与路程才相等。
两者的单位统一。
三、直线运动的位置和位移
前面学习了用一维坐标系描述物体的位置，那么，在一维坐标系中位移应该如何表示呢？
提出问题：我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移？
如果物体做的是直线运动，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。
如图所示，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，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移。
1、直线运动某时刻的位置用坐标表示。
2、直线运动某段时间的位移用坐标的变化量（末位置与初位置坐标之差）表示。
Δx＝x2－x1。
在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向。
若两坐标之差为正，则位移的方向指向x轴的正方向；若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的负方向。
四、位移─时间图像
物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地表示。
1、x─t 图像
如图1.2─6，在直角坐标系中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置─时间图像，通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等（x＝Δx），位置─时间图像就成为位移─时间图像，又称x─t图像。
表示直线运动的物体位移随时间变化关系的图像，叫做x─t 图像。
2、说明：
（1）从x─t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移，初步了解物体的运动情况。
（2）x─t图像只能描述直线运动的情况，图线的形状与运动的轨迹不同。
五、位移和时间的测量（练习使用打点计时器）
在以上的活动中，同学们认识到了打点可以体现物体运动的快慢。今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来。
1、电磁打点计时器
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
（1）构造
电磁打点计时器的构造及各部分的名称如图所示。
（2）工作原理
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V～6 V。当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。
【交流与讨论】
电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？
工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数。
2、电火花计时器
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
（1）构造
电火花计时器电火花计时器的外形如图所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用。
（2）工作原理
使用时电源插头直接插在交流220 V插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm×700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本。
【交流与讨论】
从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？
电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些。
总结：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50μs，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5μA）。
如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，打在纸带上的点，就记录了物体运动的时间，纸带上的点子也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移和速度的大小及其变化，从而了解物体运动的情况。
3、练习使用打点计时器
学生自主阅读教材中的实验步骤提示。
指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？
【交流与讨论】
针对问题，学生讨论实践后回答。
问题1：电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？
将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过。
问题2：振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因 怎样调整？
可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置；可能是复写纸该换新的了；可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置；可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止；：我选的电压在4 V和6 V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压。
问题3：开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？
因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏。
投影展示：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：
使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带。学生实验时可采用这一方法。另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用。用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大。不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源。
处理纸带时，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？
共（n－1）个。
学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据。
【实验内容】
（1）把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹在两条纸带之间。
（2）把计时器上的电源插头插在220V电源插座上。
（3）按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。随后立即关闭电源
（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，点子的间隔数则为n－1个，用Δt＝0.02×(n－1)计算出纸带的运动时间Δt。
（5）用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离Δx有多长。
【记录及数据处理】
点子数n 点子间隔数n－1 运动时间t/s 位移s/m 平均速度/(m/s)
【思考与讨论】
1、怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？
测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02 s，用这个总距离去除以所需用的时间。
2、如果纸带上的点迹分布不均匀，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？
点迹密集的地方速度小，因为点迹密集的地方在同样时间内运动的位移小。
［总结］
时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的，同学们要掌握时间坐标轴。在时间轴上，用点表示时刻，用线段表示一段时间间隔。位移和路程是两个不同的物理量，位移是用来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量。只有物体做单向直线运动时，其位移大小才和路程相等，除此以外，物体的位移的大小总是小于路程。找位移的最好办法是从初位置到末位置间画有向线段。有向线段的方向就是位移的方向，有向线段的长度就是位移的大小。时刻对应位置，时间对应位移。在位置坐标轴上，用点来表示位置，用有向线段来表示位移。
本节课还学习了直线运动的位移，位移－时间图像、时间和位移的测量等相关知识。
［布置作业］
教材第18页“练习与应用”。
板书设计
2．时间　位移
一、时刻和时间间隔
1、时刻：时间流逝过程中的一点，表示某一瞬间，在时间轴上用一点表示，与状态及状态参量相对应。
2、时间：两个时刻之间的间隔或两时刻之差，在时间轴上用一线段表示，与过程及过程量对应。
t＝t2－t1
时间具有单方向不可逆性。
3、常用术语：
第几秒初、第几秒末、第几秒内、前几秒内、后几秒内、中间几秒内等。
二、路程和位移
1、坐标系
（1）为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立坐标系。
（2）说明
①描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系；描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系；描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系；
②画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度。
2、位置：
（1）位置：质点在某时刻所占有的空间。
（2）质点的位置可以用坐标系中的坐标表示。
3、路程：
（1）路程：质点运动轨迹的长度。路程是标量。
（2）路程的局限性
①不能反应运动的某些本质（共同点）
②描述不够精确（方向）
4、位移
（1）概念：由质点的初位置指向末位置的有向线段。位移是表示质点位置变动的物理量。
（2）大小：初位置到末位置的直线距离。
（3）方向：由初位置指向末位置。
对于确定的初末位置，位移只有一个。初位置、末位置和位移三者中，已知其中任意两个，可确定第三者。
5、矢量和标量
（1）矢量和标量
矢量：既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。
标量：只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。
（2）矢量和标量的运算法则不同
矢量的运算不能简单的直接相加减；标量遵从代数运算。
（3）位移和路程的区别
概念、含义上的区别：位移是表示质点位置的变化的物理量；路程是表示质点通过的实际运动轨迹长度的物理量。
矢量和标量的区别：位移是矢量（即有大小，又有方向），大小为有向线段的长度，方向为有向线段的方向；路程是标量（只有大小没有方向）。
决定因素的区别：位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关；路程跟路径有关。
运算法则的区别：位移遵从矢量运算的法则；路程符合代数运算。
数值上的区别：对于曲线运动，位移的数值与路程一定不等；在有往返的直线运动中位移的数值与路程也不相等。只有在单向直线运动中位移的数值与路程才相等。
两者的单位统一。
三、直线运动的位置和位移
1、直线运动某时刻的位置用坐标表示。
2、直线运动某段时间的位移用坐标的变化量表示。
Δx＝x2－x1。
在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向。
四、位移─时间图像
1、x─t 图像
表示直线运动的物体位移随时间变化关系的图像，叫做x─t 图像。
2、说明：
（1）从 x─t 图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移，初步了解物体的运动情况。
（2）x─t 图像只能描述直线运动的情况，图线的形状与运动的轨迹不同。
五、位移和时间的测量（练习使用打点计时器）
1、电磁打点计时器
（1）构造
（2）工作原理
2、电火花计时器
（1）构造
（2）工作原理
3、练习使用打点计时器
问题？
要讨论物体位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念。如果要准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？你对时间是怎样认识的？
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2003.10.15 09:00
10.16 06:23
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墨粉纸盘
压纸条
弹性片
纸盘轴
纸带2
纸带1
导电片
放电针
电源插头
脉冲输出开关
正脉冲输出插座
负脉冲输出插座
墨粉纸盘
纸盘轴
压纸条
弹性卡
纸带
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