(共49张PPT)
温故
1.质点是指在研究问题时用来代替物体的有质量的点,是一种“理想化模型”。
2.物体能否看成质点,关键是物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略。
3.参考系是为了描述物体的运动而假定为静止不动的物
体。参考系的选择是任意的。
(1)无论物体原来的运动状态如何,一旦这个物体被
选为参考 系,就认为它是静止的。
(2)研究同一运动的过程中,参考系选定之后不能随
更换。
第一章
人教版 高中物理必修一
第2节 时间 位移
学习目标:
物理观念:理解时刻和时间间隔、路程和位移、
矢量和标量。
科学思维:
1、会在一维坐标系中描述物体运动的位置和位移 2、通过位移--时间描述物体的运动情况
科学探究:
1:了解打点计时器的构造和原理并会使用。
科学态度与责任:
2:理解时间、时刻、路程、位移在实际生活中
的应用。
时刻和时间间隔
01
位置和位移
02
直线运动的位移
03
位移——时间图像
04
位移和时间测量
05
目录
如果要准确地描述战斗机飞行中的位置,你认为应该采用什么方法?
新课导入
必须知道时间
时刻和时间间隔
PART 01
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。
问题与思考
01
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?
上午8点上课
一节课40分钟
8点40分下课
物理考试90分钟
上午9点20分到操场
从北京到上海需要4个小时
说出它们的区别:
上午11点考试结束
问题与思考
01
时刻
8:00
时间间隔
45min
8
9
10
t/h
时刻
8:45
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。
时间轴:表示时间的数轴
时刻与时间间隔
02
t/h
8
9
10
上课
上课
下课
下课
45min
45min
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
过程
时刻与时间间隔
02
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
在时间数轴中找出
第1秒
前2秒
第3秒
时刻与时间间隔
02
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
时刻与时间间隔
02
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
时刻与时间规律
03
要想知道物体的位置或位置变化该怎么办呢?
1、(单选)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是 ( )
A.物体在5s内指的是物体在5s末这一时刻
B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
D.第4s末就是第5s初,指的是时间间隔
【答案】C
知识点一随堂练
2、(单选)2020年我国计划发射火星探测器,2021年实现火星软着陆,开展火星环绕探测和巡视探测。火星的自转和地球十分相似,自转一周为24小时37分22.6秒。火星上的一昼夜比地球上的一昼夜稍长一点。火星公转一周约为687天,火星的一年约等于地球的两年。下列说法正确的是( )
A. 题中“24小时37分22.6秒”是指时刻
B. 研究火星自转时可以将其看做质点
C. 火星公转一周的路程要比地球公转一周路程小
D. 比较火星、地球运行速度的大小,应当以太阳为参照系
答案:D
位置与位移
PART 02
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。
笛卡儿发明坐标系
坐标系
01
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
(2)平面直角坐标系(二维坐标系)
路程
位移
坐标系
01
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
路程和位移
02
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:只有当质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程.
路程和位移的区别
03
例2:一位同学从操场中心A出发,向北走了40 m,到达C点,然后又向东走了30m,到达B点。
1、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)。
2、整个运动过程中路程是多少?三个位移的大小各是多少?
3、你能通过这个实例总结出位移相加的法则吗?
矢量(vector):既有大小,又有方向;如:位移、速度、力等。
标量(scalar):只有大小,没有方向;如:路程、时间、质量、温度、长度、密度、能量、速率等。
矢量与标量
04
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——表示矢量大小。
箭头方向——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。
矢量与标量
04
(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。
思考:矢量相加也遵从这样的法则吗?
矢量与标量的运算
矢量与标量
04
如:桶中原来有2kg水,又倒入1kg水,那么现在水的质量是 ?
2、如图所示,某物体沿两个半径位R的半圆弧由A经B到C,则物体的位移等于____,方向 ;物体的路程等于____。
1、如图所示,一物体沿三条不同的路径由A运动到B,下列关于他们的位移的说法中正确的是( )
A、沿2最小
B、沿3最大
C、一样大
D、虽一样大,但方向不同
A
B
1
2
3
C
A
B
C
4R
由A指向C
知识点二随堂练
例3、为了定量描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系,若物体做直线运动可以用一维坐标系来描述如图所示,物体先处于A位置,后处于B位置。
⑴ 试在图中画出物体的位移;
⑵ 指出位移的大小与方向;
如物体先处于B位置,后处于A位置结果又如何?
知识点三:直线运动的位置和位移
教师引导,学生板演
直线运动的位移
PART 03
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
若从2运动到1呢
直线运动的位移
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。
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;
直线运动的位移
还有其他表示直线运动位移的方法吗?
位移——时间图像
PART 04
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。
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。
位移时间图像
01
(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。
作图步骤
02
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。
⑶x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。
位移时间图像的意义
03
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。
位移时间图像的意义
03
生活中,人们常用什么来测位移和时间呢?
位移与时间的测量
PART 05
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。
测位移与时间的常用方法
01
直流?
交流?
两种打点计时器
02
工作电压: .
打点周期: .
打点方式: .
记录信息: .
交流电 约8V
利用振动的振针打点
T = 0.02s
时间和位移
频率50Hz,每隔0.02秒打一次点。
电磁打点计时器
03
工作电压: .
打点周期: .
打点方式: .
记录信息: .
交流电220V
利用火花放电打点
T = 0.02s
时间和位移
电火花计时器
04
(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。
打点计时器的使用
05
(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
打点计时器的使用
05
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。
纸带处理
06
视频学习
07
视频学习
07
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
课堂总结
【练习1】(2022·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
【正确答案】A
课堂练习
【练习2】(2021·浙江·高一阶段练习)有一口井,水面距井口4m,现用水桶从井中提水(如图),水桶出井后又将其提升了1m选井口处为坐标原点,以水桶竖直向上提升的路线为x轴,向上为正方向,则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是( )
A.4m,5m B.5m,0
C.-4m,1m D.-5m,1m
【正确答案】C
课堂练习
【练习3】(2021·云南省兰坪白族普米族自治县第一中学高一期中)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.时间是较长的一段时间,时刻是较短的一段时间
B.“第2s内”和“前2s内”指的是不相等的两段时间
C.“一节课40min”指的是时刻
D.“1min”只能分成60个时刻
【正确答案】B
课堂练习
【练习4】(2022·全国·高一课时练习)如图所示,时间数轴上标注的线段和点分别指下列哪些时间间隔或时刻( )
A.1 s、5 s B.1 s、第5 s末
C.第2 s内、第6 s初 D.第3 s内、第5 s末
【正确答案】D
课堂练习