时间和位移.docx
《时间和位移.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《时间和位移.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
时间和位移
榜样教育个性化教案
学生姓名张静妍
年级科目高一物理
课时
课次
备课时间月日
教师姓名陈佳
授课时间7月15日
课题
时间和位移
教学目标
知道时间和时刻的区别和联系理解位移的概念，了解路程与位移的区别。
初步了解矢量与标量不同的运算法则。
重点
难点
考点
重点：
时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
难点：
位移的概念以及它与路程的区别。
教学基本内容、知识大纲
1、知识点梳理
二、典型例题讲练
3、巩固练习
4、归纳小结：
5、课外作业布置（课外练习）
教师反馈
1、上次作业检查：
优秀□良好□未完成□
教师签名
2、本次课堂表现认真□较认真□不认真□
3、本次学生掌握程度：
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
4、本次课总体评价：
学生自评
学生本次课收获和自我感受（对应分值上打√）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
学生签名
本次作
业布置
教学步骤与详细内容附后教学主管签字：
___________日期：
年月日
给家长的温馨提示
1、请及时督促孩子完成每天的家庭作业，配合老师帮助孩子快乐充实成长每一天。
2、学生第一次课后，榜样教育专家教师会及时反馈学生的上课情况，并给予学习建议。
3、好的开始是成功的一半，学生第二次课后，榜样教育专家教师会为您孩子做一个科学合理的全程辅导方案。
4、阶段性教育结束前，榜样教育专家教师与其他教育专家会时常召开研讨会、综合分析您孩子前一阶段的学习情况，争取帮助您的孩子更进一步。
5、一切为了孩子，为了孩子的一切。
我们将教会您孩子感恩做人，爱心做事。
让他成为一个成绩优异，素质全面的精英。
6、榜样教育教师承诺，把每一堂课当为生命中最精彩的课，让每一堂课成为孩子最快乐最有收获的一堂课。
衷心祝福您孩子在榜样教育成为做人做事及学习的榜样
榜样教育教学教研部
时间和位移
学习目标
知识与技能
１．知道时间和时刻的区别和联系
２．理解位移的概念，了解路程与位移的区别。
３．知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量。
４．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。
５．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。
６．初步了解矢量与标量不同的运算法则。
过程与方法
１．通过具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念，要使学生学会将抽象问题形象化化的处理方法。
２．会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
３．会用矢量表示和计算质点的位移，用标量表示路程。
情感、态度与价值观
１．通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实。
２．养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
学习重点
１．时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
２．位移的概念以及它与路程的区别。
学习难点
１．帮助学生正确认识生活中的时间与时刻。
２．理解位移的概念，会用有向线段表示位移。
【知识梳理双基再现】
1．时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用表示，时间间隔用表示，时刻与物体的相对应，表示某一瞬间；时间间隔与物体的相对应，表示某一过程（即两个时刻的间隔）。
2．路程和位移路程是物体运动轨迹的，位移是用来表示物体（质点）的的物理量，位移只与物体的有关，而与质点在运动过程中所经历的无关，物体的位移可以这样表示：
从到作一条有向线段，有向线段的长度表示位移的，有向线段的方向表示位移的。
3．矢量和标量既有又有的物理量叫做矢量，只有大小没有方向的物理量叫做。
矢量相加与标量相加遵守不同的法则，两个标量相加遵从的法则，矢量相加的法则与此不同。
.
学习过程
一、时刻和时间间隔
1.时刻是指＿＿＿＿＿＿＿＿，时刻可以用时间轴上的＿＿＿＿表示。
2.时间间隔是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可以用时间轴上的＿＿＿表示。
小结：
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。
学生讨论
如图所示，物体沿直线从O点开始运动，如果各点之间的时间间隔都是一秒，则下列各说法中分别表示哪一点或线段。
前2s内：
＿＿＿＿
第2s内：
＿＿＿＿
第2s初：
＿＿＿＿
第2s末：
＿＿＿＿
第3s初：
＿＿＿＿
第二个2s内：
＿＿＿＿
二、路程和位移
１．路程是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，是＿＿＿（矢量还是标量）
２．位移是描述物体＿＿＿＿＿＿＿的物理量，用初位置指向末位置的＿＿＿＿＿＿表示。
其中，有向线段的长度表示＿＿＿＿＿＿＿，位移的方向由＿＿＿＿指向＿＿＿＿。
位移是＿＿＿＿（矢量还是标量）
3.学生讨论：
在什么条件下，物体的位移大小等于路程？
答：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
4.在什么条件下，物体位移的大小小于路程？
答：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
5.下列关于位移和路程关系的正确说法是（）
A.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移
B.物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小
C.物体通过的路程不等，位移可能相同
D.物体通过一段路程，位移不可能为零
三、矢量和标量
1.既有大小又有方向的物理量叫做＿＿＿＿；
2.只有大小，没有方向的物理量叫做＿＿＿＿。
3.回忆初中所学过的物理量，说明它们是标量，还是矢量？
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
四、直线运动的位置和位移
1.对于做直线运动的物体，可以用直线坐标系来描述。
在直线坐标系中，用点的坐标来描述物体的＿＿＿＿＿，记为x=?
；用两个点的坐标的差值表示物体的＿＿＿＿，即Δx=x2-x1。
2.分析讨论：
一个物体从A点沿直线运动到B点，已知A点的坐标为xA=5m，B点的坐标为xB=3m，求物体的位移Δx=？
说明负号的含义？
说明：
物理中矢量的正负不表示大小，只表示方向。
当规定了正方向后，正值表示与正方向同向，负值表示与正方向反向。
一、时刻与时间的区别
例1
以下的说法中指时间间隔的是（ ）
A．天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发
B．某人用15s跑完100m
C．中央电视台新闻联播节目每天19时开始
D．某场足球赛在开赛80分钟时，甲队才攻入一球
解析 选项A、C中的数据都是时间轴上的一个点，指的都是时刻；而B中15s是与跑完100m这一运动过程相对应，指的是时间间隔，故答案选BD.
时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志，某一时刻与物体的某一位置相对应，在时间轴上对应一个点．时间间隔则是事物运动、发展、变化所经历的过程，是两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应一段线段.
二、路程和位移的区别
例2
一个皮球从5m高的地方落下，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则这段过程中（ ）
A．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m
B．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7m
C．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m
D．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m
解析 本题是考查基本知识在实际问题中的应用，要理解位移和路程的概念，题中物体初、末位置高度差为3m，即位移大小为3m，末位置在初位置下方，故位移方向竖直向下，总路程则为7m.
路程和位移的大小一般是不相等的，只有当质点做单向直线运动时路程才和位移的大小相等；路程只有大小，没有方向，位移既有大小又有方向.
三、位移——时间图象的理解
图1－2－5
例3
如图1－2－5所示，是甲、乙两物体做直线运动的位移－时间图象，则下列说法正确的是（ ）
A．甲开始运动时刻比乙早t1
B．当t＝t2时，两物体相遇
C．当t＝t2时，两物体相距最远
D．当t＝t3时，两物体相距x1
解析 运动过程如图所示，甲从t＝0时开始从距原点x1处向原点匀速运动，经时间t3到达原点．乙在t＝t1时开始由
原点沿正方向运动，在t3时刻到达距原点x1处（甲的出发点）．在t2时刻两者位移相等，即相遇．
物理过程、物理情景，除用文字叙述外，还可以用图象描述，而且利用图象会更直观、更简洁，以横轴表示时间t，纵轴表示位移x，作出物体的位移随时间变化的关系图象，就是位移－时间图象，简称位移图象，或x－t图象，它表示物体做直线运动时，位移随时间变化的规律，但是，位移－时间图象并不是物体的轨迹图线.
1．下列计时数据，指时刻的是（ ）
A．高考数学考试的时间是2h
B．四川省汶川县发生8.0级强烈地震是在2008年5月12日14时28分
C．人造卫星绕地球一圈的时间为1.4h
D．由青岛开往通化的1406次列车在德州站停车3min
2．关于位移和路程，下列说法正确的是（ ）
A．位移和路程大小总是不相等，位移是矢量，有方向，而路程是标量，无方向
B．位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动
C．位移取决于物体的初末位置，路程取决于物体实际运动的路径
D．物体做直线运动时，位移的大小等于路程
解析 根据定义，位移是由初位置到末位置的有向线段，是矢量．而路程是物体由初位置到末位置所经过的路径的长度，是标量．位移与路径无关，当物体做单向的直线运动时，位移的大小才等于路程，其他情况位移均小于路程，故A、B、D均错，C正确．
3．下列分析中涉及研究位移的是（ ）
A．交管部门在对车辆年检中，了解汽车行程计量值
B．指挥部通过卫星搜索小分队深入敌方阵地的具体位置
C．运动员王军霞在第26届奥运会上创造了女子5000m的奥运会记录
D．高速公路路牌标示“上海80km”
解析 汽车的行程、田径场上的5000m距离、高速公路上的路牌标示距离都是指路程；位移的大小是初位置和末位置之间的直线距离．
图1－2－6
4．跑道的直道和弯道的交点为A、B、C、D四点，如图1－2－6所示．运动员由A点出发沿跑道经过B、C、D点回到A点、则运动员（ ）
A．从A到B与从C到D，经过的位移相同，路程相等
B．从A到B与从C到D，经过的位移不同，路程相等
C．从A到C位移的大小比经过的路程要小
D．从A到C与从B到D经过的路程相等，位移相同
5．关于矢量和标量，下列说法中正确的是（ ）
A．矢量是既有大小又有方向的物理量
B．标量是既有大小又有方向的物理量
C．位移－10m比5m小
D．－10℃比5℃的温度低
解析 由矢量和标量的定义可知，A正确，B错误；－10m的位移比5m的位移大，负号不表示大小，仅表示某方向与正方向相反，故C错误；温度是标量，－10℃的温度比5℃的温度低，负号表示该温度比0℃低，正号表示该温度比0℃高，故D正确．
6．如图1－2－7所示是某物体在0～10s内的x－t图象，下列说法中正确的是（ ）
图1－2－7
A．物体在第1s内的位移为4m
B．物体在第5s内的位移为8m
C．物体在前5s内的位移为8m
D．物体在后5s内的位移为16m
7．一艘小汽艇在宽阔的湖面上先向东行驶了6.0km，接着向南行驶了8.0km，求汽艇在整个运动过程中的位移大小及方向．
答案 10km，方向为南偏东37°
解析 以汽艇运动起点为坐标原点，选取向东为x轴正方向，向南为y轴正方向，建立直角坐标系如右图所示，图OA表示向东行驶的位移大小，AB表示向南行驶的位移大小，则整个过程中汽艇的位移大小为OB之长，方向由O指向B.
由几何关系可得
OB==10km，
tanα==，α≈53°，即方向为南偏东37°.
图1－2－8
8．如图1－2－8所示，一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C地到达D地，A、C、D恰好在一条直线上，汽车行驶的路程是多少？
位移又是多少？
方向如何？
巩固练习
1．下列关于位移和路程的说法中，正确的是（）
A.位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量
B.位移描述直线运动，路程描述曲线运动
C.位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线
D.运动物体的路程总大于位移
２．一个质点在x轴上运动，各个时刻的位置如下表（质点在每一秒内都做单向直线运动）
时刻
0
1
2
3
4
位置坐标／m
0
5
-4
-1
-7
（1）几秒内位移最大
Ａ．1s内 Ｂ．2s内 Ｃ．3s内 Ｄ．4s内
（2）第几秒内位移最大（ ）
Ａ．第1s内 Ｂ．第2s内 Ｃ．第3s内 Ｄ．第4s内
（3）几秒内的路程最大（ ）
Ａ．1s内 Ｂ．2s内 Ｃ．3s内 Ｄ．4s内
（4）第几秒内的路程最大（ ）
Ａ．第1s内 Ｂ．第2s内 Ｃ．第3s内 Ｄ．第4s内
３．某人沿着半径为R的水平圆形跑道跑了1.75圈时，他的（ ）
Ａ．路程和位移的大小均为3.5πR Ｂ．路程和位移的大小均为R
Ｃ．路程为3.5πR、位移的大小为
D． 路程为0.5πR、位移的大小为
４．物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图1－2所示，则它的位移和路程分别是（）
A.2（R+r）,π（R+r）
B.2（R+r）向东，2πR向东
C.2π（R+r）向东，2π（R+r）
D.2（R+r）向东，π（R+r）
５．一个皮球从5m高的地方落下，若碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是多少？
皮球的位移又是如何？
若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中皮球的位移又是多少？
6某学生参加课外体育活动，他在一个半径为R的圆形跑道上跑步，从O点沿圆形跑道逆时针方向跑了
圈到达A点，求它通过的位移和路程。
1.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。
2.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。
时间和位移
理解领悟
本节介绍了描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念，要弄清它们的含义和区别。
这些概念和上节的内容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础的。
时刻和时间间隔、路程和位移的含义容易混淆，要注意弄清它们的区别。
基础级
1.时刻和时间间隔的含义
关于时刻和时间间隔，教材是举了如下例子来阐明的：
我们说上午8时上课，8时45分下课，这里的“8时”“8时45分”是这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45分钟，则是两个时刻之间的时间间隔。
同样，“中国政府于1997年7月1日零时恢复对香港行使主权”，这里的“零时”是时刻。
“中子的‘寿命’达15.6min”，这里的“15.6min”是时间间隔。
在物理学中，时刻对应着物理状态，时间间隔对应着物理过程。
时间间隔又简称为时间。
2．用时间轴表示时刻和时间
表示时间的数轴称为时间轴。
在时间轴上，时刻用点表示，时间用线段表示。
如图1－3所示，O点表示初始时刻，A点表示时刻第1s末（即1s末）或第2s初，D点表示时刻4.5s,OA、OB、OC分别表示从计时开始的时间头1s内、头2s内、头3s内（即1s内、2s内、3s内），OA、AB、BC分别表示时间第1s内、第2s内、第3s内（时间均为1s）等等。
3.为什么要引入“位移”概念？
教材所举的例子很能说明问题：
从北京去重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，再乘轮船沿长江而上。
然而，尽管路线各不相同，但位置的变动却是相同的，总是从北京到达了西南方向直线距离约1300km的重庆。
为了描述物体位置的变化，我们需要引入“位移”概念。
4.怎样表示位移？
描述物体位置的变化，需要确切地描述物体位置变化的大小和方向。
为此，位移可以用从初始位置指向末位置的有向线段来表示。
按照一定的标度，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。
可见，物体的位移仅由初始位置和末位置决定，而与运动过程无关。
如图1－4所示。
不管物体（质点）自A点经路径1、路径2还是路径3运动到B点，其位移都相同，都可用有向线段AB来表示。
5.路程和位移的区别
位移与初中物理中讲的路程是两个不同的概念。
位移是描述物体位置变化的物理量，而路程则是描述物体运动路径（轨迹）长短的物理量。
位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。
位移的大小等于物体初始位置到末位置的直线距离，与运动路径无关；而路程是按运动路径计算的实际长度。
由于物体运动的路径可能是直线，也可能是曲线，两点间又以直线距离为最短，所以物体位移的大小只能小于、最多等于路程，不可能大于路程。
6.什么情况下，物体位移的大小等于路程？
对此，也许你会不假思索地说，当物体做直线运动时其位移的大小一定等于路程，因为两点间以直线距离为最短。
然而，你忽略了物体沿直线往复运动的情况。
如图1－5所示，物体从A沿直线运动到B再返回到A，又沿同一直线运动到C。
在运动的整个过程中，物体位移的大小s=AC，而经过的路程s′=2AB+AC＞s。
事实上，只有物体做单向直线运动时，其位移的大小才等于路程。
7.矢量和标量的区别
与时间、温度、路程等物理量不同，位移既有大小又有方向，而时间、温度、路程等物理量只有大小没有方向。
像位移这样的物理量叫做矢量，矢量既有大小又有方向；像时间、温度、路程这样的物理量叫做标量，标量只有大小没有方向。
标量相加遵从算术加法的法则，而矢量相加则遵从几何加法的法则（对此，我们将在下面加以探索）。
8．直线运动的位置和位移
既然位移是描述物体位置变化的物理量，而物体的位置可用坐标来确定，那么位移就可用坐标的变化量来表示。
当物体做直线运动时，若物体从A运动到B，而A、B的坐标分别为x1、x2，则物体的位移就可用它的坐标变化量△x来表示：
△x=x2－x1
发展级
9.探索矢量相加的法则
让我们来研究教材中提供的事例：
该同学第一次由A走到C，位移为向北的40m；第二次再由C走到B，位移为向东的30m。
那么，该同学位置变化的总的结果是由A走到了B，即合位移为北偏东37°的50m。
如图1－6所示。
由此你能领悟出矢量相加的一般法则吗？
由上述例子不难看出，三个位移矢量构成了一个三角形。
求两个矢量的合矢量，只要将表示这两个矢量的有向线段首尾相接，那么从第一个矢量的箭尾指向第二个矢量箭头的有向线段就表示这两个矢量的合矢量。
请亲自动手画一下，看看作图时若交换一下两个矢量的先后次序，得到的合矢量是否相同。
假如要求多个矢量的合矢量，又该如何作图呢？
10.平面曲线运动的位置和位移
当物体做平面曲线运动时，其位置可用平面直角坐标系中的一组坐标来表示。
如图1－7所示，设一辆汽车从A点沿曲线运动到B点，A、B两点的坐标分别为（x1，y1）（x2，y2），则汽车位移的大小等于A、B两点间的距离，即
位移的方向可用位移与x轴正方向夹角的正切值表示
tan
11.运动的位移图象
为了描述物体的位移随时间变化的关系，我们可以任意选择一个平面直角坐标系，用横轴表示时间，用纵轴表示位移，画出位移和时间的关系图线，这种图象叫做位移-时间图象，简称为位移图象。
如图1－8所示，就是物体做匀速运动的位移图象。
取初位置为坐标原点时，物体的位移等于末位置的坐标，因此这个图象也可以叫做物体的位置-时间图象。
应用位移图象，我们可以求出物体在任意时间内的位移，也可以反过来求出物体通过任一位移所需的时间。
位移图象中，两条图线的交点表示两物体处于同一位置，即两物体相遇。
应用链接
本节知识的应用主要是对时刻与时间、路程与位移等概念的辨析，位移的表示以及路程和位移的计算。
基础级
例1请在如图1－9所示的时间轴上指出下列时刻或时间（填相应的字母）：
（1）第1s末，第3s初，第2个两秒的中间时刻；
（2）第2s内，第5s内，第8s内；
（3）2s内，头5s内，前9s内；
提示在时间轴上，时刻用一个点表示，时间用一段线段表示。
解析与题中相对应的时刻或时间分别是：
（1）A，B，C；
（2）AB，DE，GH；
（3）OB，OE，OI。
点悟在物理学中，时刻与时间是两个不同的概念。
我们平时说的“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。
例2物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图1－10所示，则它的位移和路程分别是（）
A.2（R+r）,π（R+r）
B.2（R+r）向东，2πR向东
C.2π（R+r）向东，2π（R+r）
D.2（R+r）向东，π（R+r）
提示从位移和路程的概念出发进行分析。
解析位移是由初位置指向末位置的矢量，其大小等于A、C间的距离，即s=2r+2R=2（R+r）；方向由A指向B，即向东。
路程是标量，其大小等于两半圆弧长度之和，即s′=πr+πR=π（R+r），没有方向。
选项D正确。
点悟弄清位移和路程的含义以及它们的区别，是正确做出判断的关键。
物理概念是研究物理规律、解决物理问题的基础，要正确理解，切不可掉以轻心。
例3一个皮球从5m高的地方落下，若碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是多少？
皮球的位移又是如何？
若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中皮球的位移又是多少？
提示计算位移时，只需关注物体的初、末两位置；而计算路程时必须关注物体的运动过程。
解析如图1－11所示，皮球从5m高的地方落下，碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是5m+1m=6m；皮球运动到了初始位置下方5m－1m=4m处，故皮球位移的大小等于4m，方向竖直向下。
若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则皮球运动到了初始位置下方5m处，故皮球位移的大小等于5m，方向仍是竖直向下。
点悟分析物理问题要有一定的空间想象力，必要时可画草图帮助思考。
例4一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
－4
－1
－7
1
则此质点开始运动后，
（1）几秒内位移最大？
（2）几秒内路程最大？
提示注意初始时刻质点位于坐标原点，质点位移的起点在坐标原点。
解析位移最大时，质点距离原点的距离最大。
由表中提供的数据可知，此质点开始运动后4s内位移最大，是7m。
质点的位置坐标在不断变化，说明它在不断运动，所以此质点开始运动后5s内路程最大。
点悟有的同学可能会认为该质点在开始运动后1s内位移最大，而7s内位
升级会员 