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1、
第二講 時(shí)間和位移精講精練
物理核心素養(yǎng)
(一)物理觀念
1.知道時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系。
2.理解位移的概念,了解路程與位移的區(qū)別。
3.知道標(biāo)量和矢量,知道位移是矢量,時(shí)間、時(shí)刻和路程是標(biāo)量。
4.能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時(shí)刻和時(shí)間、位置和位移。
5.知道時(shí)刻與位置、時(shí)間與位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
6.初步了解矢量與標(biāo)量不同的運(yùn)算法則。
(二)科學(xué)思維、科學(xué)探究
1.通過具體問題引出時(shí)間、時(shí)刻、位移、路程等概念,要使學(xué)生學(xué)會(huì)將抽象問題形象化的處理方法。
2.會(huì)用坐標(biāo)表示時(shí)刻與時(shí)間、位置和位移及相關(guān)方向。
3.會(huì)用矢量表示和計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的位移,用標(biāo)量表示路程。
(三)
2、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1.通過時(shí)間位移的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系,同時(shí)學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維看待事實(shí)。
2.養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。
學(xué)習(xí)重點(diǎn):
1.時(shí)間和時(shí)刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別。
學(xué)習(xí)難點(diǎn):1.幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生活中的時(shí)間與時(shí)刻。
2.理解位移的概念,會(huì)用有向線段表示位移。
知識(shí)點(diǎn)梳理:
一、時(shí)刻和時(shí)間間隔
1.時(shí)刻:表示某一瞬間,在時(shí)間軸上用點(diǎn)來表示。
2.時(shí)間間隔:表示某一過程,在時(shí)間軸上用線段來表示。
3.二者的聯(lián)系:兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔即為時(shí)間間隔
二、路程和位移
1.路程:物體運(yùn)動(dòng)軌跡
3、的長(zhǎng)度。
2.位移
(1)物理意義:表示物體(質(zhì)點(diǎn))位置變化的物理量。
(2)定義:從初位置到末位置的一條有向線段。
(3)大?。撼?、末位置間有向線段的長(zhǎng)度。
(4)方向:由初位置指向末位置。
三、矢量和標(biāo)量
1.矢量:既有大小又有方向的物理量。
2.標(biāo)量:只有大小,沒有方向的物理量。
3.運(yùn)算法則:兩個(gè)標(biāo)量的加減遵從算術(shù)加減法,矢量相加的法則與此B(A.相同 B.不同)。
四、直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移
研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí),在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立x軸,如圖所示。
1.物體的初、末位置:可用位置坐標(biāo)x1、x2表示。
2.物體的位移:Δx=x2-x1。
核心突破:
1
4、.時(shí)刻和時(shí)間間隔的表示方法的不同
在表示時(shí)間的數(shù)軸上,時(shí)刻用點(diǎn)表示,時(shí)間間隔用線段表示。如圖所示,0~3 s表示3 s的時(shí)間間隔,即前3 s;4~5 s 表示第5 s內(nèi),是1 s的時(shí)間間隔。時(shí)間軸上“1”所對(duì)應(yīng)的刻度線記為第1 s末,也為第2 s初,是時(shí)刻。
2.時(shí)間間隔與時(shí)刻的區(qū)別和聯(lián)系
時(shí)間間隔
時(shí)刻
區(qū)別
物理意義
兩時(shí)刻間的間隔
某一瞬時(shí)
時(shí)間軸上的
表示方法
時(shí)間軸上的一段線段表示一段時(shí)間
時(shí)間軸上的點(diǎn)表示一個(gè)時(shí)刻
表述方法
“3 s內(nèi)”、“前3 s內(nèi)”、“后3 s內(nèi)”、“第1 s內(nèi)”、“第1 s 到第3 s”等均指時(shí)間間隔
“3 s末”、“第3
5、 s末”、“第4 s初”、“八點(diǎn)半”等均指時(shí)刻
聯(lián)系
兩個(gè)時(shí)刻的間隔即為時(shí)間間隔,即Δt=t2-t1
[例1] (多選)關(guān)于時(shí)間間隔和時(shí)刻,下列說法正確的是( )
A.物體在5 s時(shí)指的是物體在5 s末時(shí),指的是時(shí)刻
B.物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時(shí)間間隔
C.物體在第5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時(shí)間間隔
D.第4 s末就是第5 s初,指的是時(shí)刻
答案 ACD
解析 畫出時(shí)間軸
從坐標(biāo)軸上分析,選項(xiàng)A、C、D正確。
[針對(duì)訓(xùn)練1] (多選)“北京時(shí)間6月13日凌晨2點(diǎn)15分,第20屆國(guó)際足聯(lián)世界杯開幕式在圣保羅的科林蒂
6、安競(jìng)技場(chǎng)舉行,此次開幕式耗時(shí)僅僅25分鐘……”下列說法正確的是( )
A.6月13日凌晨2點(diǎn)15分表示時(shí)間間隔
B.25分鐘表示時(shí)間間隔
C.6月13日凌晨2點(diǎn)15分表示時(shí)刻
D.25分鐘表示時(shí)刻
解析 A項(xiàng)表示時(shí)刻,D項(xiàng)表示時(shí)間間隔,選項(xiàng)B、C正確。
答案 BC
2.位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
物理量
比較項(xiàng)目
位移
路程
區(qū)
別
物理意義
描述質(zhì)點(diǎn)的位置變化,是從初位置指向末位置的有向線段
描述質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度
矢標(biāo)性
是矢量,有大小和方向
是標(biāo)量,只有大小,沒有方向
制約因素
由質(zhì)點(diǎn)的初、末位置決定,與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡無關(guān)
與運(yùn)動(dòng)
7、路徑有關(guān)
聯(lián)系
(1)都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間特征;(2)都是過程量;(3)位移的大小不大于相應(yīng)的路程,只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程
[例2] 如圖1所示,實(shí)心長(zhǎng)方體木塊的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,且a>b>c,有一個(gè)小蟲自A′點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),求:
圖1
(1)小蟲的位移的大??;
(2)小蟲的最短路程。
審題指導(dǎo)(1)位移的大小即A′→C有向線段的長(zhǎng)度
(2)最短路程即將表面展開后A′C的長(zhǎng)度
解析 (1)小蟲的位移大小為由A′指向C的有向線段長(zhǎng)度。
x===
(2)小蟲的最短路程應(yīng)等于表面展開后A′C之間的距離,由于a>b
8、>c,所以將矩形BCC′B′轉(zhuǎn)至與前表面在同一平面,A、C′連線的長(zhǎng)度為從A運(yùn)動(dòng)到C′的最短路程,
即s=。
答案 (1) (2)
[針對(duì)訓(xùn)練2] (多選)如圖2所示,某物體第一次沿兩個(gè)半徑為R的圓弧由A經(jīng)B到C,第二次沿直線由A經(jīng)B到C。下列結(jié)論正確的是( )
圖2
A.兩次物體的位移均等于4R,方向均向東
B.第一次物體的位移等于2πR,第二次物體的位移等于4R,方向均向東
C.兩次物體的路程均等于4R,方向向東
D.第一次物體的路程等于2πR,第二次物體的路程等于4R
解析 物體位移的方向是從起點(diǎn)指向終點(diǎn),大小是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;路程
9、只有大小沒有方向,它的大小是從起點(diǎn)到終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。
答案 AD
3.矢量與標(biāo)量的區(qū)別
矢量
標(biāo)量
定義
既有大小又有方向的物理量。如:位移、力等
只有大小而沒有方向的物理量。如:長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、路程、溫度、功、能量等
有無方向
有方向
無方向
表示方法
用帶箭頭的線段表示,箭頭的指向表示方向,線段的長(zhǎng)短表示大小
不能用帶箭頭的線段表示,可直接用數(shù)據(jù)表示
正負(fù)意義
正負(fù)表示同一直線上的矢量的方向
正負(fù)表示大小或性質(zhì),如溫度、功
大小比較
比較其絕對(duì)值的大小,絕對(duì)值大的矢量大
比較其自身數(shù)值大小,數(shù)值大的物理量大
運(yùn)算方法
10、
不能簡(jiǎn)單地算術(shù)相加減
算術(shù)相加減
[例3] (多選)下列關(guān)于矢量(位移)和標(biāo)量(溫度)的說法中,正確的是( )
A.兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為30 m,這兩個(gè)位移不一定相同
B.做直線運(yùn)動(dòng)的兩物體的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,則x甲>x乙
C.溫度計(jì)讀數(shù)有正有負(fù),其正負(fù)號(hào)表示溫度方向
D.溫度計(jì)讀數(shù)的正負(fù)號(hào)表示溫度的高低,不表示方向
解析 兩物體的位移大小雖然均為30 m,但由于不知其方向關(guān)系,兩個(gè)位移不一定相同,A對(duì);比較物體位移大小應(yīng)比較其絕對(duì)值,B錯(cuò);溫度無方向,其正負(fù)表示溫度的高低,不表示方向,C錯(cuò),D對(duì)。
答案 AD
[針對(duì)訓(xùn)練3]關(guān)于矢量和標(biāo)量,下列說
11、法中正確的是( )
A.矢量既有方向又有大小,它的運(yùn)算規(guī)律是算術(shù)加法
B.標(biāo)量只有方向沒有大小,它的運(yùn)算規(guī)律是算術(shù)加法
C.-10 m的位移比5 m的位移小
D.-10 ℃比5 ℃的溫度低
解析 矢量既有方向又有大小,它的運(yùn)算規(guī)律與算術(shù)加減法不同,A錯(cuò)誤;標(biāo)量只有大小沒有方向,它的運(yùn)算規(guī)律是算術(shù)加減法,B錯(cuò)誤;比較位移大小要比較所給量值的絕對(duì)值,故-10 m的位移比5 m的位移大,C錯(cuò)誤;-10 ℃低于0 ℃,5 ℃高于0 ℃,所以-10 ℃比5 ℃的溫度低,D正確。
答案 D
直線運(yùn)動(dòng)中的位置和位移
[要點(diǎn)歸納]
4.直線運(yùn)動(dòng)中位置和位移的關(guān)系
研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)在物體運(yùn)動(dòng)
12、的直線上建立直線坐標(biāo)系。
(1)質(zhì)點(diǎn)的位置用坐標(biāo)值表示,位移用坐標(biāo)的變化量表示。
(2)位移Δx=x2-x1,其絕對(duì)值表示位移的大小。
(3)Δx的正、負(fù)表示位移的方向,正值表示與規(guī)定的正方向相同,負(fù)值表示與規(guī)定的正方向相反。
[精典示例]
[例4] (多選)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可以用坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)表示物體的位置,用坐標(biāo)的變化量表示物體的位移。如圖3所示,一個(gè)物體從A運(yùn)動(dòng)到C,位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m;從C運(yùn)動(dòng)到B,位移Δx2=1 m-(-4 m)=5 m。下列說法中正確的是( )
圖3
A.C到B的位移大于A到C的位移,因?yàn)檎龜?shù)大于負(fù)數(shù)
B.A到C的位移大于C
13、到B的位移,因?yàn)檎?fù)號(hào)表示位移的方向,不表示大小
C.因?yàn)槲灰剖鞘噶?,所以這兩個(gè)矢量的大小無法比較
D.物體由A到B的合位移Δx=Δx1+Δx2
審題指導(dǎo)
(1)位移大小x=x2-x1
(2)位移方向與正方向相同即為正值,位移方向與正方向相反即為負(fù)值
解析 位移是矢量,比較位移的大小時(shí),只需比較絕對(duì)值,不需要帶正負(fù)號(hào),A、C錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)棣1=xC-xA,Δx2=xB-xC,所以物體由A到B的合位移Δx=xB-xA=Δx1+Δx2,D正確。
答案 BD
[針對(duì)訓(xùn)練4] 如圖4,汽車初位置的坐標(biāo)是-2 km,末位置的坐標(biāo)是1 km。求汽車位移的大小和方向。
圖4
解
14、析 x=x2-x1=3 km
方向沿x軸正向
答案 3 km 沿x軸正方向
方法總結(jié)
1. 時(shí)刻中第N秒末和第N+1秒初為同一時(shí)刻。
2. 第1秒.第2秒。第3秒都是指時(shí)間間隔,時(shí)間長(zhǎng)度為一秒。
3. 位移是從初位置指向末位置的有向線段,既有大小又有方向,是矢量。
4. 在直線運(yùn)動(dòng)中,會(huì)建立一維坐標(biāo)系,用坐標(biāo)表示位置,用末位置坐標(biāo)減初位置坐標(biāo)表示位移。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375