1.2时间 位移 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共41张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.2时间 位移 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册(共41张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-25 13:08:52 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
第一章 运动的描述
1.2 时间 位移
新课导入
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？
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。
上午8时上课、8 时45分下课，这里的“ 8 时”“8 时45分”是指这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45 min，则是这两个时刻之间的时间间隔。
时刻和时间间隔
1．时刻：钟表指示的一个读数对应着某一瞬间，也就是时刻。
时间的单位：时、分、秒，即h、min、s
2．时间间隔：是指两个时刻之间的间隔。
时间的计算：末时刻减初时刻， △ t=t2-t1
第4秒初
第4秒末
(4秒内)
第4秒
(第4秒内)
前4秒
练一练
在时间数轴中找出第1秒末、第3秒初、第3秒末、第1秒、前2秒、第3秒
t/s
2
3
5
1
4
0
第1秒末
第3秒初
第3秒末
第1秒
前2秒
第3秒
时刻和时间的区别
注意：
①关于时间的测量，生活中一般用各种钟表来计时，在实验室里和运动场上常用停表计时。
②关键字词的使用：如初、末、时一般表示时刻；如第、内、用、经过、历时一般表示时间间隔。
意义 时间轴上表示 对应运动描述量 物理语言描述举例
时刻 一瞬间 点 位置 第6s末
时间间隔 一段时间 线段 位移 前6s内
位置与位移
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
建立适当的坐标系。
若想说明地面上某人所处的位置，
可采用平面直角坐标系来描述。
①二维坐标（直角坐标）：
经纬网
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（直线坐标）：
小车运动到A点时，此时它的位置坐标：
小车运动到B点时，此时它的位置坐标：
物体做直线运动时，通常选取这条直线为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。
物体做直线运动时，通常选取这条直线为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。例如，我们要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置，可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来。如果汽车的坐标是30 m，表示它在岗亭以东30 m处；如果汽车的坐标是－20 m，表示它在岗亭以西20 m处。
物体位置的表示
如图，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，路程是物体运动轨迹的长度，说明这个人旅行的路程也不同。但是，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。物理学中用位移来描述物体位置的变化，并用l表示。
从初位置到末位置的有向线段表示位移
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；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。
2.位移
1.路程：物体运动轨迹的长度。
（2）物理意义：表示物体位置的变化
（3）大小： 线段的长度
（4）方向：初位置 → 末位置 符号：△ x ，单位：m
（1）定义：质点由初位置指向末位置的有向线段。
路程和位移的不同
路程 位移
物理意义 描述的是物体的实际运动轨迹 描述的是物体的位置变化
大小的确定方法 实际轨迹长度 由初位置指向末位置的有向线段的长度
大小的决定因素 与实际路径有关 只与初末位置有关，与路径无关
方向性 没有方向，只有大小 有方向有大小
大小关系 只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程 直线运动的位移
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？
如图，做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段，其大小等于末位置与初位置坐标之差x2 － x1。
位置坐标的变化量表示位移
由于常用Δx表示坐标之差，所以在研究直线运动时，常用Δx表示位移，记为
Δx ＝ x2 － x1
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。
思考与讨论
某物体从A点出发运动到达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？
0
xB
xA
x/m
△x
解：
△x = xB - xA
= 2m - 5m
末位置坐标减初初位置坐标
= - 3m
负号表示位移方向与正方向相反。
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象直观地表示。
在直角坐标第中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置-时间图象，通过它能直观地看了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，以称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。
x-t 图像
物理意义：
描述物体位移随时间的变化关系
1、图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。
2、图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。
3、x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。
t/s
X/m
O
t1
t2
t3
t4
x1
x2
x3
x4
A
B
C
D
直线表示的是：物体做匀速直线运动
t/s
X/m
O
平行于t轴的直线表示的是：物体静止
0
t / s
x / m
a
b
c
t1
X1
两图象的交点代表两物体相遇
b.图线水平代表物体静止
a.图线向上走代表物体向正方向运动
c.图线向下走代表物体向负方向运动。
图象的特点：
直观、简洁
注意：
图象不是物体的轨迹，而是关系图线
位移和时间的测量
生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置，从而推断出它在一段时间内的位移。例如，可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
电磁打点计时器（常用）
电火花计时器
电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为4~6 V，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点。当电源频率是50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。由这些点的位置，我们可以了解物体运动的情况。
电磁打点计时器
接4-6V交流电
电磁打点计时器 电火花计时器
电源性质 6V以下交流电源 220V交流电源
打点频率 打点时间间隔0.02s，频率50hz 打点时间间隔0.02s，频率50hz
打点方式 振针通过复写纸在纸带上打点 电火花放电使墨粉在纸带上成点
阻力来源 纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔、限位盘的摩擦
电火花计时器比电磁打点计时器更精确 实验
练习使用打点计时器
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，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。
测量之前，自己先设计一个表格，用来记录时间及位移。
使用电火花打点计时器
判断物体的运动规律
通过研究纸带，间接的反映物体运动情况：
1. 打出的点越密，则运动越慢；
2. 若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。
常见的困难
现象 原因 调节的方法
打点不清晰 1、振针过高 2、电压过低，振幅太小 3、复写纸用得太久 1、把振针适当调低
2、调高电压
3、换新的复写纸
打的不是点,是短线 1、振针过低 2、所加电压太高，使振幅过大 1、把振针适当调高一些
2、适当调低电压
打双点 振针松动 把振针固定好
科学漫步
全球导航卫星系统
全球导航卫星系统（GNSS）是目前广泛应用的新一代导航定位系统，利用近地空间的卫星为各类用户提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务。
全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。空间部分即导航卫星系统，一般由数十颗卫星组成，每颗卫星可以发送导航卫星信号，编织成细密的网络，使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星。地面测控部分则负责操控系统和向卫星注入导航电文等。用户通过接收机能够接收导航卫星发送的信号，并精准地进行定位、授时和测速。
全球导航卫星系统能够在全球范围内实时、全天候和全天时地提供服务，也就是说不受地域和天气影响，全球任何时刻都能得到持续可靠的定位服务。因此，从身边的车载导航、手机定位，到机场调度、海事救援和地质测绘等，都有广泛的应用。感兴趣的同学可以上网查一查全球导航卫星系统在有关方面的具体应用。
常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统（GPS）、我国的北斗系统（COMPASS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）和欧盟的伽利略系统（GALILEO）。2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务，2020年该系统将实现在全球范围内提供服务。
全球导航卫星系统
（示意图）
当堂练习
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．上午8点上课，8点是我们上课的时间
C. 作息时间表上的数字表示时刻
D．1 min内有60个时刻
C
（多选）关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）
A. 在某一段时间内质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的
B. 在某一段时间内质点运动的路程为零，该质点一定是静止的
C. 在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程
D. 在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程
ABD
完成课后相关练习
第一章 运动的描述
1.2 时间 位移
新课导入
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？
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。
上午8时上课、8 时45分下课，这里的“ 8 时”“8 时45分”是指这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45 min，则是这两个时刻之间的时间间隔。
时刻和时间间隔
1．时刻：钟表指示的一个读数对应着某一瞬间，也就是时刻。
时间的单位：时、分、秒，即h、min、s
2．时间间隔：是指两个时刻之间的间隔。
时间的计算：末时刻减初时刻， △ t=t2-t1
第4秒初
第4秒末
(4秒内)
第4秒
(第4秒内)
前4秒
练一练
在时间数轴中找出第1秒末、第3秒初、第3秒末、第1秒、前2秒、第3秒
t/s
2
3
5
1
4
0
第1秒末
第3秒初
第3秒末
第1秒
前2秒
第3秒
时刻和时间的区别
注意：
①关于时间的测量，生活中一般用各种钟表来计时，在实验室里和运动场上常用停表计时。
②关键字词的使用：如初、末、时一般表示时刻；如第、内、用、经过、历时一般表示时间间隔。
意义 时间轴上表示 对应运动描述量 物理语言描述举例
时刻 一瞬间 点 位置 第6s末
时间间隔 一段时间 线段 位移 前6s内
位置与位移
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
建立适当的坐标系。
若想说明地面上某人所处的位置，
可采用平面直角坐标系来描述。
①二维坐标（直角坐标）：
经纬网
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（直线坐标）：
小车运动到A点时，此时它的位置坐标：
小车运动到B点时，此时它的位置坐标：
物体做直线运动时，通常选取这条直线为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。
物体做直线运动时，通常选取这条直线为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。例如，我们要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置，可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来。如果汽车的坐标是30 m，表示它在岗亭以东30 m处；如果汽车的坐标是－20 m，表示它在岗亭以西20 m处。
物体位置的表示
如图，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，路程是物体运动轨迹的长度，说明这个人旅行的路程也不同。但是，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。物理学中用位移来描述物体位置的变化，并用l表示。
从初位置到末位置的有向线段表示位移
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；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。
2.位移
1.路程：物体运动轨迹的长度。
（2）物理意义：表示物体位置的变化
（3）大小： 线段的长度
（4）方向：初位置 → 末位置 符号：△ x ，单位：m
（1）定义：质点由初位置指向末位置的有向线段。
路程和位移的不同
路程 位移
物理意义 描述的是物体的实际运动轨迹 描述的是物体的位置变化
大小的确定方法 实际轨迹长度 由初位置指向末位置的有向线段的长度
大小的决定因素 与实际路径有关 只与初末位置有关，与路径无关
方向性 没有方向，只有大小 有方向有大小
大小关系 只有当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程 直线运动的位移
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？
如图，做直线运动的物体，它的初位置为x1，末位置为x2，则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段，其大小等于末位置与初位置坐标之差x2 － x1。
位置坐标的变化量表示位移
由于常用Δx表示坐标之差，所以在研究直线运动时，常用Δx表示位移，记为
Δx ＝ x2 － x1
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。
思考与讨论
某物体从A点出发运动到达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？
0
xB
xA
x/m
△x
解：
△x = xB - xA
= 2m - 5m
末位置坐标减初初位置坐标
= - 3m
负号表示位移方向与正方向相反。
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象直观地表示。
在直角坐标第中选时刻t为横轴，选位置x为纵轴，其上的图线就是位置-时间图象，通过它能直观地看了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，以称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。
x-t 图像
物理意义：
描述物体位移随时间的变化关系
1、图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。
2、图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。
3、x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。
t/s
X/m
O
t1
t2
t3
t4
x1
x2
x3
x4
A
B
C
D
直线表示的是：物体做匀速直线运动
t/s
X/m
O
平行于t轴的直线表示的是：物体静止
0
t / s
x / m
a
b
c
t1
X1
两图象的交点代表两物体相遇
b.图线水平代表物体静止
a.图线向上走代表物体向正方向运动
c.图线向下走代表物体向负方向运动。
图象的特点：
直观、简洁
注意：
图象不是物体的轨迹，而是关系图线
位移和时间的测量
生活中，人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置，从而推断出它在一段时间内的位移。例如，可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
电磁打点计时器（常用）
电火花计时器
电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，工作电压为4~6 V，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点。当电源频率是50 Hz 时，每隔0.02 s 打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。由这些点的位置，我们可以了解物体运动的情况。
电磁打点计时器
接4-6V交流电
电磁打点计时器 电火花计时器
电源性质 6V以下交流电源 220V交流电源
打点频率 打点时间间隔0.02s，频率50hz 打点时间间隔0.02s，频率50hz
打点方式 振针通过复写纸在纸带上打点 电火花放电使墨粉在纸带上成点
阻力来源 纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔、限位盘的摩擦
电火花计时器比电磁打点计时器更精确 实验
练习使用打点计时器
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，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。
测量之前，自己先设计一个表格，用来记录时间及位移。
使用电火花打点计时器
判断物体的运动规律
通过研究纸带，间接的反映物体运动情况：
1. 打出的点越密，则运动越慢；
2. 若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。
常见的困难
现象 原因 调节的方法
打点不清晰 1、振针过高 2、电压过低，振幅太小 3、复写纸用得太久 1、把振针适当调低
2、调高电压
3、换新的复写纸
打的不是点,是短线 1、振针过低 2、所加电压太高，使振幅过大 1、把振针适当调高一些
2、适当调低电压
打双点 振针松动 把振针固定好
科学漫步
全球导航卫星系统
全球导航卫星系统（GNSS）是目前广泛应用的新一代导航定位系统，利用近地空间的卫星为各类用户提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务。
全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。空间部分即导航卫星系统，一般由数十颗卫星组成，每颗卫星可以发送导航卫星信号，编织成细密的网络，使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星。地面测控部分则负责操控系统和向卫星注入导航电文等。用户通过接收机能够接收导航卫星发送的信号，并精准地进行定位、授时和测速。
全球导航卫星系统能够在全球范围内实时、全天候和全天时地提供服务，也就是说不受地域和天气影响，全球任何时刻都能得到持续可靠的定位服务。因此，从身边的车载导航、手机定位，到机场调度、海事救援和地质测绘等，都有广泛的应用。感兴趣的同学可以上网查一查全球导航卫星系统在有关方面的具体应用。
常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统（GPS）、我国的北斗系统（COMPASS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）和欧盟的伽利略系统（GALILEO）。2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务，2020年该系统将实现在全球范围内提供服务。
全球导航卫星系统
（示意图）
当堂练习
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．上午8点上课，8点是我们上课的时间
C. 作息时间表上的数字表示时刻
D．1 min内有60个时刻
C
（多选）关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）
A. 在某一段时间内质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的
B. 在某一段时间内质点运动的路程为零，该质点一定是静止的
C. 在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程
D. 在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程
ABD
完成课后相关练习