第二讲 时间、位移和速度

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名称 第二讲 时间、位移和速度
格式 rar
文件大小 33.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2009-09-23 08:28:00

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文档简介

1.时间和时刻
1、时刻是指某一瞬时,可以用数轴上的点表示
2、时间间隔简称时间,在数轴上用一段线段来表示。
(1)如果建立一个表示时间的一维直线系,则在这个坐标系中,时刻用点表示,时间间隔是两个时刻之差,用线段表示。
例:见图2—1—1所示
(2)要注意严格区分时间间隔(时间)和时刻。
例如:“第6秒末”、“第7秒初”、“6秒末”等指的都是时刻而不是时间。其中“第6秒末”、“第7秒初”指的是同一时刻,在时间轴上都是指t=6秒这一点;
“6秒末”在时间轴上指t=6s这一点。
“第4秒内”、“前2秒内”都是指时间间隔。其中“第4秒内”就是“第4秒初”(或“第3秒末”)到“第4秒末”这两个时刻之间的时间间隔,时间长度为1秒,在时间轴上指t=3 s到t=4 s两点间的时间间隔。
“前2秒内”就是“o时刻”到“2秒末”这两个时刻之间的时间间隔,时间长度为2秒,在时间轴上指t=0 s到t=2 s两点间的时间间隔。
(3)在实验室中常用秒表和打点计时器或频闪照相的方法来测量时间,其中打点计时
器和频闪照相的方法可以测量很短的时间间隔。
2.路程和位移
(1) 路程:路程是质点运动轨迹的长度。当物体从某位置A运动到另一位置B时,可以
沿不同的轨迹运动,如图1—2—2所示,走过不同的路程。路程不能描述质点的位置的变化,
与运动路径有关。路程只有大小,没有方向。“某一时间内路程等于零”表示这段时间物体静止。
(2)位移:位移用来表示物体位置变化的物理量,它是从初位置到末位置的有向线段,如图1—2—2中的有向线段AB。位移既有大小,又有方向,位移的大小与路径无关,仅由初、末位置决定。“某一时间内位移等于零”表示这段时间物体的初末位置相同,而不表示这段时间内物体静止。
(3)在任何情况下,位移的大小都不可能大于路程。当物体做方向不变的直线运动时,位移的大小才等于路程。
(4)位移的单位是“米(m)”,有时也用“千米(km)”或“厘米(cm)”。
3.矢量和标量
(1)矢量:在物理学上既有大小又有方向的物理量叫做矢量。位移就是矢量。
(2)标量:在物理学上只有大小没有方向的物理量叫做标量。例如:时间、质量、温度、路程等都是标量。
(3)矢量相加和标量相加遵从不同的法则。两个标量相加遵从算术加法的法则。而矢量
相加遵从平行四边形法则。
如: 从A点向北走了40m到C,再从C向东走了30m到D,则有向线段AC、CD和AD分别表明第一次、第二次的位移和两次行走的合位移。如图1—2—3。
第一次位移大小为40 m,第二次位移大小为30 m,两次行走的合位
移大小为50 m.
4.直线运动的位置和位移
在直线运动中,用坐标表示物体的位置,坐标的正负表示位置
在原点的哪一侧,坐标的数值表示位置到原点的距离;用坐标的变
化量表示物体位移坐标差的正负表示位移的方向与坐标轴正方向相
同还是相反,坐标差的数值表示位移的大小——位置移动的距离。
物体做直线运动,若物体在时刻t1处于“位置”x1,在时刻t2
处于“位置”x2,那么,x2-x1就是物体的“位移”,记为△x=x2-x1。
即初、末位置坐标的变化量△x表示物体的位移。
例如:物体从A到B,xA=2m xB=5m,△xAB=xB-xA=5-2=3m,从C→B,xC=6m,△xCB=xB-xC=5-6=-1m,负号表示位移的方向和规定的正方向相反,所以在直线运动中,矢量运算可化为代数运算,用正、负代表方向。
1.坐标与坐标的变化量
(1)位移是描述物体位置变化的物理量,所以物体的位移可以通过位置坐标的变化量来表示。
(2)设时刻t1物体处于A点,其位置坐标为x1,一段时间后,时刻t2物体处于B点,其位置坐标为x2,这一过程中,坐标的变化量为△x=x2-x1,则△x的大小表示位移的大小,△x的正负表示位移的方向。同样这一过程中时间的变化量可表示成△t=t2-t1。
(3)要注意:①位置“坐标的符号”、“坐标的数值”与“坐标的正负”的意义;②某个物理量的变化量的一般计算方法是:用后来的量减去原来的量;③用位置坐标差表示位移,强化“差的数值”与“差的正负”的意义。
2.速度
速度是表示物体运动的快慢的物理量。
①定义:物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值叫做速度,通常用字母表示。
②表达式:
③单位:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符合是m/s或m·s-1。常用单位还有千米每小时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。
1m/s=3.6km/h
④速度是矢量,既有大小,又有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向就是物体运动的方向。
3.平均速度和瞬时速度
如果物体做变速直线运动,在相等的时间里位移是否都相等?那速度还是否是恒定的?那又如何描述物体运动的快慢呢?
(1)平均速度可以粗略表示变速运动中的快慢程度。
① 定义:表达式中所求得的速度,表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度,称为平均速度。
②平均速度只能粗略地描述运动的快慢。
③平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间内发生的位移方向相同。
④平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度,取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。
(2) 瞬时速度
①定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度。
②瞬时速度和平均速度的关系:如果时间非常小时,就可以认为平均速度,表示的是物体在时刻的瞬时速度。
③瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。
④初中学到的匀速直线运动,就是瞬时速度保持不变的运动。
4.速度和速率
(1) 定义:速度的大小叫做速率。
(2) 速度与速率的区别:速度是矢量,而速率是标量;速率只反映物体运动的快慢,而速度却同时反映物体运动的快慢和运动的方向。
(3)测量仪器:速度计(速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率,随着行驶的快慢而定)。了解常见物体的速度(课本P18)。
注意点:瞬时速率等于瞬时速度的大小,但平均速率不一定等于平均速度的大小。
例如,沿闭合圆周运动一圈,位移是零,平均速度是零,但平均速率并不等于零。
课堂练习:
1.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.时间确切地说就是两个时刻之间的间隔
C.作息时间表上的数字表示时刻 D.1 min内有60个时刻
2.在如图所示的时间坐标轴上找到:①第3S末,②第2S初,③第3S初,④3S内,⑤第3S内.
   
3.以下的计时数据,指时间间隔的是( )
A.学校每天7:30准时上课 B.每节课45 min
C.数学考试9:40结束
D.邢慧娜获得雅典奥运会女子10000米冠军,成绩是30分24秒36
4.以下的计时数据指时刻的是( )
A.一位同学用15s跑完了100米
B.某同学参加万米长跑比赛,跑到终点时钟刚好敲响15点整
C.1999年12月20日零点,中国开始对澳门恢复行使主权
D.百米赛跑中发令员的枪声用了0.29s的时间传到了终点裁判处
5.一列火车从长春开往北京,下列叙述中,表示时间的是 ( )
A.早上6:00火车从长处出发 B.列车一共行驶了12小时
C.列车在9:10到达中途沈阳站 D.列车在沈阳站停了15min
6.下列关于路程和位移的说法正确的是( )
A.位移就是路程 B.位移的大小永远不等于路程
C.给定初末位置,路程有无数种可能,位移只有两种可能
D.路程描述物体位置移动径迹的长度,位移描述物体位置移动的方向和距离
7.如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的
位移较大( )
A.沿1较大 B.沿2较大 C.沿3较大 D.都一样大
8.从高为5 m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2 m处被接住,则这一段过程中( )
A.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为7 m
B.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为7 m
C.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为3 m
D.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为3 m
9.如图所示,某物体沿两个半径为R的圆弧由A经B到C.下列结论正确的是(  )
A.物体的位移等于4R,方向向东     B.物体的位移等于2πR
C.物体的路程等于4R,方向向东  D.物体的路程等于21πR
10.一质点绕半径为R的圆周运动了一周,则其位移大小为 ,路程是 。若质点运动了周,则其位移大小为 ,路程是 。此运动过程中最大位移是________,最大路程是_________。
11.一质点从xOy平面上的原点出发,沿x轴的正方向运动6m后,接着沿y轴正方向运动了10 m后又沿y轴负方向运动2 m,他在此过程中运动的路程为________m,他的位移为________m,方向________.
12.一位健身爱好者在广场上散步,从广场上的A点出发,向东走了30m到达B点,然后又向南走了40m到达C点,最后又向西走了60m到达D点做深呼吸运动。取在出发点A正东10m处的一点为坐标原点,在平面直角坐标系中表示出该人的运动过程,并计算位移和路程。
13.出租汽车司机是按位移收费还是按路程收费
14.中学的垒球场的内场是一个边长为16.77 m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒如图1-2-8所示.一位球员击球后,由本垒经一垒、二垒跑到三垒.他运动的路程是多大 位移是多大 位移的方向如何
图1-2-8   甲            乙
图1-2-9
15.一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则从质点开始运动算起
t(s) 0 1 2 3 4 5
x(m) 0 5 -4 -1 -7 1
(1)前 秒内的位移最大
(2)第 秒内的位移最大
(3)第 秒内的路程最大
16.如图1-2-9所示,甲中,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面上.手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B为小球向右到达的最远位置.小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示.若测得OA=OC=7cm,AB=3 cm,则自0时刻开始:
a.0.2 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.
b,0.6 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.
c.0.8 s内小球发生的位移是________,经过的路程是________.
d.1.0 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.  


2
第6s末、第7s初
第4s
前2s
图1—2—1

t/s
8
7
6
5
4
3
1
0
2







x
y



图1—2—2
A
B
O
A
C
D
图1—2—3
PAGE
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