(共30张PPT)
第一章 运动的描述
第2节 时间 位移
新教材人教版 物理(必修第一册)
【练习一】如图是我国自主研究的空中加油机和战斗机在空中加油的情景,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,加油机是静止的
B.以地面为参考系,战斗机是静止的
C.以加油机为参考系,战斗机是静止的
D.以战斗机为参考系,加油机是运动的
课前练习
C
【练习二】(多选)嫦娥四号月球探测器成功在月球背面软着陆,并且着陆器与巡视器(“玉兔二号”月球车)成功分离,这标志着我国的航天事业又一次腾飞。下列说法正确的是( )
A.研究嫦娥四号飞往月球的运行轨道时,可以将其看成质点
B.研究“玉兔二号”月球车在月球表面运动的姿态时,可以将其看成质点
C.以月球为参考系,地球是运动的
D.“玉兔二号”月球车静止在月球表面时,其相对于地球也是静止的
AC
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?
课堂引入
必须知道时间
北京时间2022年6月5日17时42分,神舟十四号载人飞船成功对接于天和核心舱径向端口,整个对接过程历时约7小时。2022年6月6日11时9分成功开启天舟四号货物舱舱门,在完成环境检测等准备工作后,于12时19分顺利进入天舟四号货运飞船;2022年6月28日下午,神舟十三号航天员乘组翟志刚、王亚平、叶光富返回74天后,在北京航天城与媒体记者见面。
一、时刻和时间间隔
上述材料中描述的时间有什么不同之处?你对时间是怎么认识的?
时刻
7:50
时间间隔
40min
8
9
10
t/h
时刻
8:30
1.时刻:表示某一瞬间,在时间轴上用点来表示;
2.时间间隔(简称时间):是指两时刻的间隔,在时间轴上用线段来表示。
一、时刻和时间间隔
时间轴:表示时间的数轴
t/h
8
9
10
40min
40min
10min
1.时间可以用来展示某一个运动过程(录像)
2.时刻只能显示运动过程的某一个瞬间(照相)
状态量
过程量
一、时刻和时间间隔
下课
上课
第1秒末
第3秒初
第3秒末
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
一、时刻和时间间隔
在时间数轴中找出
第1秒
前2秒
第3秒
根据“G87的列车时刻表”中的数据,列车从北京西到郑州东、西安和成都东分别需要多长时间?
站名 到达 发车
北京西 07:00 07:00
石家庄 08:01 08:03
郑州东 09:21 09:24
洛阳 10:00 10:02
西安 11:21 11:25
成都东 14:33 14:33
一、时刻和时间间隔
一、时刻和时间间隔
1.在时间坐标轴中,时刻用点表示,时间间隔是两个时刻之差,用线段表示。
2.第几秒表示一秒的时间间隔;
3.表示时刻的关键词:初、末、时;
4.表示时间的关键词:内、经历、历时;
5.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。
规律
A
坐标系三要素:原点、正方向、单位长度
⑴直线坐标系(一维坐标系)
1.坐标系:一般说来,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。
二、位置和位移
笛卡儿发明坐标系
两辆汽车从大连出发,沿图中两条不同路线行驶。若某时刻两车分别到达图中位置,为了描述两车所在位置应该建立怎样的坐标系?
两车从大连出发沿不同路线到达广州的过程有什么相同点和不同点?
轨迹不相同, 位置变化相同。
l
二、位置和位移
(2)平面直角坐标系(二维坐标系)
路程
位移
方向:从初位置 指向末位置。
路程:质点在运动的过程中,实际走过的轨迹长度。
位移:质点的位置的变化叫做位移。
用质点的初位置指向末位置的有向线段表示。
大小:起点指向终点的线段的长度
y
O
x
A
B
二、位置和位移
2.路程和位移
路程和位移的区别
1.位移决定于物体位置的改变,路程则决定于运动轨迹的长度;
2.路程只有大小无方向,位移既有大小又有方向;
3.路程和位移的大小一般不相等;
注意:只有当质点做单方向直线运动时,位移的大小才与路程数值上相等.
二、位置和位移
3.矢量与标量
矢量(vector):既考虑大小,又考虑方向;如:位移、速度、力等。
标量(scalar):只考虑大小,不考虑方向;如:路程、时间、质量、温度、长度、密度、能量、速率等。
二、位置和位移
注意:(1)矢量有方向,而标量无方向
(2)要描述一个矢量,必须有大小、方向两个方面
(3)只有大小、方向都相同时,两个矢量才相同
需规定正方向,如果矢量与正方向相同,矢量为正值;如果矢量与正方向相反,矢量为负值。
矢量的表示:用带箭头的有向线段表示。
线段长度长短——表示矢量大小。
箭头方向指示——表示矢量方向。
同一直线上的矢量,可用正负表示方向。矢量大小只看其绝对值大小,绝对值大则矢量大,而正负只表示方向。
矢量既有大小又有方向,标量只有大小没有方向?
(2)矢量相加与标量相加遵从不同的法则!
(1)标量相加——遵从算术运算的法则(代数和)。
思考:矢量相加也遵从这样的法则吗?
矢量与标量的运算
如:桶中原来有2kg水,又倒入1kg水,那么现在水的质量是 ?
二、位置和位移
平行四边形定则
思考:如何精确表示位移?
如果物体沿直线运动,可以建立直线坐标系。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,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Δx=x2 -x1
三、直线运动的位移
若从2运动到1呢
举例:物体从A运动到B,XA=3m, XB=-2m,它的坐标变化量ΔX=?
Δx
x/m
O
A
B
【答案】Δx= XB- XA
=-2m-3m =-5m
说明: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。
三、直线运动的位移
若Δx>0,则表示位移方向与x轴正方向相同;
若Δx<0,则表示位移方向与x轴正方向相反;
另一种表示位移的方法
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。
四、位移——时间图像
我们能不能把表中的数据用坐标来表示呢
用时间轴描述时刻和时间。用直线坐标系描述物体的位置及位置的变化。
作图步骤:
(1)建立平面直角坐标系;
(2)描点;
(3)拟合曲线
×
×
×
×
×
用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来
图像反映了质点位移随时间的变化规律,称为位移—时间图像,又称x-t图像。
图线只描述运动规律并不代表物体实际运动轨迹
四、位移——时间图像
描述物体位移随时间的变化关系
⑴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。
⑵图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。
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。
四、位移——时间图像
d
e
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: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。
五、位移和时间的测量
五、位移和时间的测量
4.时间的测量
秒表
秒表
电磁打点计时器
电火花计时器
1.电磁打点计时器
2.电火花计时器
频率50Hz,每隔0.02秒打一次点。
五、位移和时间的测量
3.打点计时器使用步骤
(1)固定计时器。
(2)穿纸带。
(3)先启动电源,再拉纸带,随后立即关电源。
(4)利用刻度尺从参考点测量位移数值,设计表格记录数据。
0
1
2
3
五、位移和时间的测量
(5)利用表格记录数据,合理选取标度做出x-t图像。
(6)整理器材。
X/m
0
t/s
区间 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5
x/m
t/s
五、位移和时间的测量
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。
五、位移和时间的测量
课堂小结
位置
位移
路程:质点在运动的过程中,实际走过的轨迹长度。
位移:质点的位置的变化叫做位移。用质点的初位置指向末位置的有向线段表示。
时间
时刻
时间间隔(简称时间):是指两时刻的间隔,在时间轴上用线段来表示。
时刻:表示某一瞬间,时间轴上用点来表示;
图像
f=50Hz
计时器
T=0.02s
【典例1】(2023·甘肃·庆阳第六中学高一期末)下列物理量都属于矢量的是( )
A.速度 加速度 力 B.时间 位移 温度 C.路程 力 电流 D.质量 位移 力
典例分析
A
【典例2】(2023·广西·钟山中学高一阶段练习)以下数据指时间间隔的是( )
A.高速摄像机拍摄子弹穿过苹果的照片,曝光时间为10-6s B.下午17:00是下课吃饭时间
C.T107次列车从北京西站出发的时间是20:30 D.每晚新闻联播的开播时间是19:00
A
【典例3】(2023·北京·高一期末)如图所示,一只篮球从距离地面2.0 m高的位置落下,被地面弹回,在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面2.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系,以竖直向上为正方向。下列说法正确的是( )
A.篮球开始下落时的位置坐标为2.0 m B.篮球被接住时的位置坐标为1.0 m
C.篮球从落下到被接住通过的位移为-1.0 m D.篮球从落下到被接住通过的路程为1.0 m
C
【典例4】(多选)小明乘出租车从超市回家,司机打出的发票如图所示,
下列关于发票上数据的理解正确的是( )
A.11:26指的是时刻 B.11:56指的是时间间隔
C.23.0km指的是路程 D.23.0km指的是位移
典例分析
AC
【典例5】(2023·广东·广州外国语学校高二期末)如图,车轮半径为0.6m的自行车,
在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点,
位移大小约为( )
A.1.2m B.1.8m C.2.2m D.3.6m
C
THANKS
“
”