1.2 高中物理必修一时间和位移.ppt

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1、第一章运动的描述第一章运动的描述学案学案2 2 时间和位移时间和位移 我们看电视或听广播时，时我们看电视或听广播时，时常听到现在是北京时间八点整。常听到现在是北京时间八点整。我们知道一节课的时间是我们知道一节课的时间是45 min45 min。那么这里所说的时间有什么不同那么这里所说的时间有什么不同含义？我们的作息时间表与列车含义？我们的作息时间表与列车时刻表有什么不同呢？时刻表有什么不同呢？登泰山时从山门处到中天门，登泰山时从山门处到中天门，可以坐车沿盘山公路上去，也可可以坐车沿盘山公路上去，也可以沿山间小路爬上去，两种登山以沿山间小路爬上去，两种登山的路径不同，游客体会到的登山的路径不同，

2、游客体会到的登山乐趣也不同，但他们的位置变化乐趣也不同，但他们的位置变化却是相同的，可见物体运动的路却是相同的，可见物体运动的路程与其位置变化并不是一回事。程与其位置变化并不是一回事。泰山十八盘泰山十八盘学点学点1 1 时刻和时间间隔时刻和时间间隔 时刻指的是某一瞬间，在时间坐标轴上用一点表示。时间间隔时刻指的是某一瞬间，在时间坐标轴上用一点表示。时间间隔指的是两个时刻的间隔，在时间坐标轴上用一段线段表示。在实验指的是两个时刻的间隔，在时间坐标轴上用一段线段表示。在实验室中常用秒表和打点计时器来测量时间间隔室中常用秒表和打点计时器来测量时间间隔。由于我们在日常生活中不注意区分时刻和时间间隔，而

3、把它们由于我们在日常生活中不注意区分时刻和时间间隔，而把它们统称为时间。因此在以后的学习中，必须区分开，两者的物理意义是统称为时间。因此在以后的学习中，必须区分开，两者的物理意义是不同的。不同的。时刻与物体在运动过程中的某一位置相对应。时间间隔与物时刻与物体在运动过程中的某一位置相对应。时间间隔与物体在运动过程中的位移（路程）相对应。体在运动过程中的位移（路程）相对应。时间间隔和时刻有区别，也有联系。时间间隔和时刻有区别，也有联系。在时间轴上，时间间在时间轴上，时间间隔表示一段，时刻表示一点。隔表示一段，时刻表示一点。如图如图1-2-2所示，点表示开始计时所示，点表示开始计时的时刻，表示的时刻

4、，表示 s的时间间隔，即前的时间间隔，即前 s。23表示第表示第 s，不管是前，不管是前 s，还是第，还是第 s，这都是指时间间隔。，这都是指时间间隔。s所对应的所对应的点为点为 s末，也说为末，也说为 s初，表示时刻。初，表示时刻。图图1-2-21-2-2【例例1】电台报导时一般这样说：电台报导时一般这样说：“现在是北京时间八点整。现在是北京时间八点整。”听评书听评书连连 播等节目时，最后播音员往往说：播等节目时，最后播音员往往说：“请明天这个时间继续收听请明天这个时间继续收听”，这时的这时的“时间时间”是什么意思？是什么意思？【解析解析】北京时间八点整指的是时刻，即八点这一瞬间，而北京时间

5、八点整指的是时刻，即八点这一瞬间，而“请明请明天这个时间继续收听天这个时间继续收听”指的是时间间隔，因为听评书时不可能只听指的是时间间隔，因为听评书时不可能只听一瞬间。一瞬间。【评析】在以后的学习中，时刻和时间间隔（即时间）处处用到。在以后的学习中，时刻和时间间隔（即时间）处处用到。几秒末，几秒初（如秒末，秒初等）表示的是时刻；几秒内，几秒末，几秒初（如秒末，秒初等）表示的是时刻；几秒内，第几秒内（如秒内，最后秒，第秒等），表示的是时间间隔。第几秒内（如秒内，最后秒，第秒等），表示的是时间间隔。【答案答案】时刻时刻 时间间时间间隔隔 1下列表示的是时间间隔还是时刻？下列表示的是时间间隔还是时刻

6、？（1）第）第8 s末末_；（2）前）前5 s内内_；（3）列车）列车13:02到站到站_；（4）第）第2节课将是从节课将是从8:55到到9:40_；（5）我已等了你一会儿）我已等了你一会儿_；（6）1997年年7月月1日零时中华人民共和国对香港日零时中华人民共和国对香港 恢复了行使主权恢复了行使主权_。时刻时刻时刻时刻时刻时刻时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔时间间隔学点学点2 位移和路程位移和路程路程：路程：质点的实际运动路径的长度，路程只有大小，其单位质点的实际运动路径的长度，路程只有大小，其单位就是长度的单位。就是长度的单位。位移：位移：从初位置到末位置的有向线段。线段的长度表示

7、位从初位置到末位置的有向线段。线段的长度表示位移的大小，有向线段的指向表示位移的方向。移的大小，有向线段的指向表示位移的方向。位移位移是描述质点位置变化的物理量，既有大小又有方向，是描述质点位置变化的物理量，既有大小又有方向，是矢量是矢量，是从起点是从起点A指向终点指向终点B的有向线段，有向线段的长度表示位移的大小，的有向线段，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向，位移通常用字母有向线段的方向表示位移的方向，位移通常用字母“x”表示，它是一表示，它是一个与路径无关，个与路径无关，仅由初、末位置决定仅由初、末位置决定的物理量。的物理量。路程路程是质点运动轨迹的长度，它是质点

8、运动轨迹的长度，它是标量是标量，只有大小，没有方向。，只有大小，没有方向。路程的大小与质点的运动路径有关，但它不能描述质点位置的变化。例路程的大小与质点的运动路径有关，但它不能描述质点位置的变化。例如，质点环绕一周又回到出发点时，它的路程不为零，但其位置没有改如，质点环绕一周又回到出发点时，它的路程不为零，但其位置没有改变，因而其位移为零。变，因而其位移为零。由于位移是矢量，而路程是标量，所以位移不可能和路程相等；由于位移是矢量，而路程是标量，所以位移不可能和路程相等；但位移的大小有可能和路程相等，但位移的大小有可能和路程相等，只有质点做单向直线运动时，位移的只有质点做单向直线运动时，位移的大

9、小才等于路程大小才等于路程，否则，路程总是大于位移的大小。在任何情况下，路，否则，路程总是大于位移的大小。在任何情况下，路程都不可能小于位移的大小。程都不可能小于位移的大小。在规定正方向的情况下，与正方向相同的位移取正值，与正方向在规定正方向的情况下，与正方向相同的位移取正值，与正方向相反的位移取负值，位移的正负不表示大小，仅表示方向，比较两个位相反的位移取负值，位移的正负不表示大小，仅表示方向，比较两个位移大小时，只比较两个位移的绝对值。移大小时，只比较两个位移的绝对值。位移与路程的区别和联系位移与路程的区别和联系【评析】(1)位移是矢量，既有大小又有方向，求位移时，不仅要求出位位移是矢量，

10、既有大小又有方向，求位移时，不仅要求出位移大小，还要指明位移的方向。移大小，还要指明位移的方向。（2）路程是标量，其大小是运动轨迹的总长度，在较长时间内的路）路程是标量，其大小是运动轨迹的总长度，在较长时间内的路程等于物体在各小段时间内的路程之和。程等于物体在各小段时间内的路程之和。【例例2】某学生在一个半径为某学生在一个半径为R的圆形跑道上跑步。的圆形跑道上跑步。他从他从O点沿圆点沿圆 形跑道逆时针方向跑了形跑道逆时针方向跑了 圈圈 到达到达A点，如图点，如图1-2-所示。所示。求它的位移和路求它的位移和路 程。程。图图1-2-31-2-3【解析】建立如图建立如图1-2-4所示的直角坐标系，

11、图所示的直角坐标系，图中有向线段中有向线段OA即为该学生通过的位移。即为该学生通过的位移。则其位移的大小为则其位移的大小为 x=，位移的方向为位移的方向为 tan=(yA-yO)/(xA-xO)=1,=45，通过的路程为通过的路程为 s=42R+3/42R=19/2R。图图1-2-41-2-4【答案答案】位移大小为位移大小为2 2R R，方向与过，方向与过O O点点的直径成的直径成4545角；角；路程为路程为9.5 9.5 R R 2一个人晨练，按如图一个人晨练，按如图1-2-所示走半径为所示走半径为R的的中国古代的八卦图，中央的中国古代的八卦图，中央的S部分是两个直径部分是两个直径为为R的半

12、圆，的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向，分别为西东、南北指向，他从他从A点出发沿曲线点出发沿曲线ABCOADC进行，则当他进行，则当他走到走到D点时，求他的路程和位移的大小分别为点时，求他的路程和位移的大小分别为多少？位移的方向如何？多少？位移的方向如何？图图1-2-1-2-【答案答案】5/2 R 方向为东南方向方向为东南方向学点学点3 矢量和标量矢量和标量矢量：矢量：既有大小又有方向的物理量。如位移等。既有大小又有方向的物理量。如位移等。标量：标量：只有大小没有方向的物理量。如质量、温度等。只有大小没有方向的物理量。如质量、温度等。矢量是有方向的。如在描述一个物体的位置时，只是说明该物体

13、矢量是有方向的。如在描述一个物体的位置时，只是说明该物体离我们所在处的远近，而不指明方向，就无法确定物体究竟在何处。标离我们所在处的远近，而不指明方向，就无法确定物体究竟在何处。标量没有方向，如说一个物体的质量时，只需知道质量是多大就行了，无量没有方向，如说一个物体的质量时，只需知道质量是多大就行了，无方向可言。方向可言。标量相加时，只需按算术加法的法则运算就行了。矢量则不然，标量相加时，只需按算术加法的法则运算就行了。矢量则不然，不能直接相加减。不能直接相加减。矢量和标量的区别矢量和标量的区别【评析评析】（1）位移是矢量，可以用有）位移是矢量，可以用有向线段表示。向线段表示。（2）位移是过程

14、量，求位移时，必）位移是过程量，求位移时，必须明确对应的时间，以此再明确该过程的初末位置，进而确定位移的大须明确对应的时间，以此再明确该过程的初末位置，进而确定位移的大小和方向。小和方向。（3）由本例可知，全过程中的总位移大小并不一定等于各阶段位移）由本例可知，全过程中的总位移大小并不一定等于各阶段位移大小之和。大小之和。【例例3】一位同学从操场中心一位同学从操场中心出发出发,向北走了向北走了40 m,到达到达C点点,然后又然后又 向东走了向东走了 30 m,到达到达B点。用有向线段表明该同学在点。用有向线段表明该同学在AC过程，过程，CB过程和过程和ACB全过程的位移，并求出三个位移的大小。

15、全过程的位移，并求出三个位移的大小。【答案答案】40 m 30 m 50 m【解析解析】如图如图1-2-4所示，有向线段所示，有向线段表示第一次的位移，有向线段表示第一次的位移，有向线段表表示第二次的位移，有向线段示第二次的位移，有向线段表示两表示两次行走的合位移，因为在行走过程中，次行走的合位移，因为在行走过程中，位置变化的最后结果是从位置变化的最后结果是从到到，其大，其大小分别是小分别是AC=40 m，C=30 m，AB=50 m。图图1-2-41-2-4在例在例3中，如果用中，如果用L1、L2和和L依次表示依次表示AC、CB和和ACB过程的路程过程的路程大小，而这三个过程的位移大小依次大

16、小，而这三个过程的位移大小依次用用x1、x2和和x表示，则以下关系式正确表示，则以下关系式正确的是（的是（）A.x1+x2=x B.L1+L2=LC.L1+L2L D.x1+x2x 3B D学点学点4直线运动的位置和位移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所在的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所在的某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移。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。可建立可建立一维坐标系来描述物体的位置和位移一维坐标系来描述物体的位置和位移，如图，如图1-2-7物体在时刻物体在时刻t1处于处于

17、“位置位置”x1，在时刻，在时刻t2运动到运动到“位置位置”x2，那么，那么，x2-x1就是物体的就是物体的“位移位移”，记，记为为x=x2-x1，可见，物体位置的变化可用位移来表示。，可见，物体位置的变化可用位移来表示。图图1-2-71-2-7【例例4】一质点在一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后 D(1)几秒内位移最大几秒内位移最大()A.s B.2 sC.3 s D.4 s E.5 s(2)第几秒内位移最大第几秒内位移最大()A.s B.2 sC.3 s D.4 s E.5 s(3)几秒内路程最大几秒内路程

18、最大()A.s B.2 sC.3 s D.4 s E.5 s()第几秒内路程最大第几秒内路程最大()A.s B.2 sC.3 s D.4 s E.5 st/s012345x/m05-4-1-71BEB【解析解析】由表中数据可看出，（）由表中数据可看出，（）s内的位内的位移是移是 m，其大小为，其大小为 m,最大。所以选项最大。所以选项正确。（）第正确。（）第 s内的位移是内的位移是 m，其大小，其大小是是 m，最大，所以选项正确。（）由于，最大，所以选项正确。（）由于质点一直在运动着，时间越长，经过的轨迹也质点一直在运动着，时间越长，经过的轨迹也越长，在越长，在 s内的路程也最大，所以选项正确

19、。内的路程也最大，所以选项正确。（）在第（）在第 s内质点的位移最大，路程是内质点的位移最大，路程是 m也最大，所以选项正确。也最大，所以选项正确。【评析评析】（1）在直线运动中，某一过程的位）在直线运动中，某一过程的位移移x与该过程初、末时刻的位置坐标为与该过程初、末时刻的位置坐标为x1、x2满足满足x=x2-x1，但该过程的路程，但该过程的路程s大小不一定满大小不一定满足足s=x2-x1。（2）xx2-x10时，表示位移沿时，表示位移沿x轴正方向，轴正方向，当当x=x2-x10时，表示位移沿时，表示位移沿x轴负方向。轴负方向。如图如图1-2-81-2-8甲所示，一根细长的弹簧系着一个小球，

20、放在光滑的桌面上。甲所示，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，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，为小球向右到为小球向右到达的最远位置。小球向右经过中间位置达的最远位置。小球向右经过中间位置时开始计时，其经过各点的时开始计时，其经过各点的时刻如图时刻如图1-2-81-2-8乙所示。若测得乙所示。若测得OAOAOCOCcm,cm,ABAB=3cm,=3cm,则自零时刻开始：则自零时刻开始：（）（）0.2 s0.2 s内小球发生的位移大小是内小球发生的位移大小是_，方向向，方向向_，经过，经过的路程是的路程是_;_;（）（）0.6

21、s0.6 s内小球发生的位移大小是内小球发生的位移大小是_，方向向，方向向_，经过，经过的路程是的路程是_；（）（）0.8 s0.8 s内小球发生的位移是内小球发生的位移是_，经过的路程是，经过的路程是_；（）（）1.0 s1.0 s内小球发生的位移大小是内小球发生的位移大小是_，方向向，方向向_，经过，经过的路程是的路程是_。427 cm cm7 cm 7 cm 右右13 cm13 cm0 20 cm0 20 cm7 cm 7 cm 左左7 cm 7 cm 右右 cmcm图图1-2-81-2-8 要完整准确地描述某一事件，必须同时用到时刻要完整准确地描述某一事件，必须同时用到时刻和时间间隔两

22、个概念和时间间隔两个概念表示事件的发生和结束必表示事件的发生和结束必须用时刻表示，即初始时刻须用时刻表示，即初始时刻t1和末了时刻和末了时刻t2表示事件表示事件进行的过程长短时，则要用时间间隔即进行的过程长短时，则要用时间间隔即t=t2-t1。例如，。例如，上午第上午第2节课是从节课是从8:55开始到开始到9:40结束，共结束，共45分钟。分钟。1.1.时刻和时间间隔两个概念在描时刻和时间间隔两个概念在描述某一事件过程时各有什么用途？述某一事件过程时各有什么用途？2.位移和路程的区别和联系是什么？位移和路程的区别和联系是什么？位移位移路程路程区区别别意义意义描述质点位置变化，是从初位描述质点位

23、置变化，是从初位置指向末位置的有向线段置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度描述质点实际运动轨迹的长度矢量矢量矢量，有大小，也有方向，由矢量，有大小，也有方向，由初位置指向末位置初位置指向末位置标量，有大小，无方向标量，有大小，无方向大小大小由质点的初、末位置决定，与由质点的初、末位置决定，与质点运动轨迹无关质点运动轨迹无关既与质点的初、末位置有关，既与质点的初、末位置有关，也与运动路径有关也与运动路径有关联联系系都是描述质点运动的空间特征都是描述质点运动的空间特征都是过程量都是过程量一般来说，位移的大小不等于路程，在一个运动过程中，位移的大一般来说，位移的大小不等于路程，在一个运动过程中，位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程于路程退出退出