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第一章 运动的描述
第 2 节 时间 位移
1.知道时间、时刻的区别和联系。
2.理解位移的概念，会用有向线段表示位移的大小和方向。
3.了解标量和矢量，知道位移是矢量，时间和路程是标量。
4.能用一维直线坐标系表示物体的位置和位移。
教学目标
要讨论物体位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念。如果要准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？你对时间是怎样认识的？
新课引入
研究物体的运动离不开时间，我们的生活与时间紧紧联系在一起，我们常说“上午第一节上课时间是8：00， 8时45分下课”，“一节课的时间是45分钟” 。
这两句话中时间意思相同吗？
这里的“上课时间是8：00”、“8时45分”是指这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45min，则是这两个时刻之间的时间间隔。
时刻和时间间隔
1、时刻：指某一瞬间，在表示时间的数轴上，时刻用点表示；
2、时间间隔：指某两个时刻之间的间隔，在表示时间的数轴上，时间间隔用线段表示。“时间间隔”也简称“时间”
特别提醒：
(1)日常生活中提到的“时间”有时指时刻，有时指时间间隔，要根据具体情况认清它们的意义．
(2)时刻和时间间隔的区别：时刻可以显示物体运动的一个瞬间，好比是一张照片；时间间隔能够展示物体运动的一个过程，好比是一段录像．
上课
上课
下课
下课
45min
45min
10min
t/h
9
10
8
例1、学校的作息时间表上写着第一节课8：00—8:45，第二节课8:55—9:40，这说明每节课45分钟，课间休息10分钟。 在上面给出的时间间隔或时刻中，试通过时间轴区分。
典型例题
1、下列计时数据，指时刻的是( 　 　)
A．高考数学考试的时间是2 小时
B．在整个90分钟的比赛中，甲、乙两足球队“互交白卷”
C．他每天都看电视节目“新闻早8点”
D．体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑用时12s
E．由青岛开往通化的1406次列车在德州站停车3 min
F．十一届全国人大四次会议于2011年3月5日上午9时在人民大会堂开幕
G．某场足球赛开赛15分钟时甲队攻入一球
H．某人造卫星绕地球一圈的时间为1.4 h
I．我们要珍惜每一分每一秒
CFG　
再短的时间间隔都不是时刻
课堂训练
2、下列关于时间和时刻的几种说法中，正确的是（ ）
A．时间和时刻的区别在于长短不同，长的为时间，短的为时刻
B．两个时刻之间的间隔是一段时间
C．再短的时间间隔都不是时刻
D．手表上指针指示的是时间
BC　
3、关于时间和时刻，下列说法正确的是（ ）
A．第3s内的含义是这段时间是3s
B．前3s内的含义是这段时间是1s
C．3s内的含义是这段时间是1s
D．3s末指的是时刻
D　
t/s
4
第一秒末
第二秒末
第三秒末
第一秒
第二秒
第三秒
0
1
2
3
5
4
前一秒
前二秒
前三秒
0
1
2
3
t/s
以物体运动所在的直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。
x/m
0
A
B
5
10
15
20
30
-5
1.坐标系：为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。
（1）如果物体沿直线运动，可以建立一维直线坐标系。
位置和位移
除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？
（2）描述平面上物体的位置，可以建立二维平面直角坐标系。
（3）描述空间内物体的位置，可以建立三维立体空间坐标系。
我们可以在坐标系中精确描述某质点在某时刻的位置，那怎样描述质点的位置的变化呢？
医
院
一
中
一位同学从学校去医院，可以选择不同的路线，几种路线的不同之处？几种路线的相同之处？
运动的轨迹不同，路程长短不同；
初末位置一样，即位置变化一样
y
O
x
A
B
位移(x)：表示物体(质点)的位置变化的物理量。
路程(L)：物体运动轨迹的长度。
定义：从质点的初位置指向末位置的有向线段。
大小：初末位置间有向线段的长度
方向：由初位置指向末位置
思考1：路程和位移有何不同呢？
2.路程和位移
思考2：路程和位移相等吗？
思考3：路程和位移的大小什么时候相等？
路程和位移的区别与联系：
①位移是表示质点位置的变动的物理量。
路程是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量。
②位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关。
路程与运动路径有关。
③ 路程≥位移的大小
④ 只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。
3.矢量和标量
在物理学中，像位移这样的物理量叫作矢量，它既有大小又有方向；像温度、路程这样的物理量叫作标量，它们只有大小，没有方向。
矢量 标量
有无大小、方向 既有大小，又有方向 只有大小
没有方向
运算 (1)矢量不能直接相加减，同一直线上的矢量运算时，可规定正方向，与正方向相同的矢量为正，与正方向相反的矢量为负，然后再按代数运算法则相加减 (2)不在同一直线上的矢量运算将在第三章学习 按代数运算法则相加减
4、关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)
A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的
B．质点沿不同的路径由A到B，路程可能不同，而位移一定相同
C．质点通过一段路程，其位移可能为零
D．质点运动位移的大小可能大于路程
BC
课堂训练
5、关于位移和路程，下列说法中正确的是(　 　)
A．跳远比赛是按位移的大小来计成绩的
B．出租车是按位移的大小来计费的
C．在田径场1 500 m长跑比赛中，跑完全程的运动员的位移大小为1 500 m
D．高速公路路牌上显示“上海100 km”，表示该处到上海的路程大小为100 km
AD　
6、如图是一位晨练者每天早晨进行锻炼时的行走路线，从A点出发，沿半径分别为3 m和5 m的半圆经B点到达C点，则他的位移和路程分别为(　　)
A．16 m，方向从A到C；16 m
B．16 m，方向从A到C；25.1 m
C．25.1 m，方向从A到C；16 m
D．16 m，方向从C到A；16 m
B　
思考讨论：在一维坐标系中用坐标表示物体的位置，那么，你知道位移应该如何表示吗？
x
x
x1
x2
O
位移：用坐标变化来表示
直线运动的位置和位移
如图：物体在t1时刻处于x1“位置”，在t2时刻处于x2“位置”
x=x2－x1
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。
思考讨论：某物体从A点运动到B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？
位移的方向指向x轴的负方向
Δx＝ xB xA= 2 m-5m= 3m
x
x
xB
xA
O
1 2 3 4 5
7、某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1 m，O点为x轴上的原点，且质点由A点出发沿x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动，以下说法正确的是(　 　)
A．质点在A→B→C的时间内发生的位移为2 m，路程为4 m
B．质点在B→D的时间内发生的位移为－4 m，路程为4 m
C．当质点到达D点时，其位置可用D点的坐标－2 m表示
D．当质点到达D点时，相对于A点的位移为－3 m
BCD　
课堂训练
8、一个质点沿x轴做直线运动，各个时刻的位置如下表所示，用坐标的变化量表示物体的位移，则：
（1）前3秒内位移是多少？(　　)
A．1m　　　B．-1m C．3m D．-5m
（2）第3秒内位移是多少？(　　)
A．1m B．-1m C．3m D．-5m
（3）第几秒内的位移最大？(　　)
A．第1 s内 B．第2 s内 C．第3 s内 D．第4 s内
时刻/s 0 1 2 3 4
位置坐标/m 0 5 －4 －1 －7
B
C
B
位移-时间(x-t)图象
物体在做直线运动的过程中，物体的位置或位移可以用位移－时间（x-t）图象直观地表示。
（1）x－t图象的建立
在平面直角坐标系中，用纵坐标表示物体运动（相对于原点）的位移，横坐标表示时间，根据给出的（或测量的）数据，在坐标系中描点，用平滑的曲线连接各点，描绘出的表示物体位移x随时间t变化的图象叫作位移－时间(x－t)图象，简称位移图象。
（2）从x－t图象看物体的运动
①坐标：
任一时刻物体的位置，
如t1时刻a物体处于x2，t2时刻a物体处于0；
任一时间内物体发生的位移，
如0~t1内a物体的位移为Δx=x2-x1，
t1~t2内的位移为Δx=0-x2=-x2。
图象是一条倾斜的直线表示什么运动？
图象是一条水平的直线表示什么运动？
图象是一条曲线表示什么运动？
匀速直线运动
静止
变速直线运动
特别提醒：
x-t图象只能用来描述直线运动；
x-t图象描述的是位移x随时间t变化的情况，不是物体运动的轨迹，因此x-t图象为曲线时，并不表示物体做曲线运动，而是变速直线运动．
思考：
③交点：相遇
纵轴截距：t=0时x=
横轴截距：x=0时t=
原点处对应的时间
（出发时间）
两个图象的交点有什么含义？
② 截距：
计时初始位置
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。
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物体运动的时刻和位置。
学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
频闪照相
位移和时间的测量
1、打点计时器的分类
供高中学生实验用的打点计时器：电磁打点计时器和电火花打点计时器。
电磁打点计时器
电火花打点计时器
（2）原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。
2.电磁打点计时器
（1）工作电压：4 ~ 6 V交流电源
（3）打点计时器的作用：打点计时器是一种使用 电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔 打一次点.打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的 。这就为研究物体的运动提供了可能。
交流
0.02 s
位移
3.电火花计时器
（1）工作电压：____V交流电源；
220
（2）原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
墨粉纸盘
纸带
练习使用打点计时器
1.了解打点计时器的构造，然后把它固定好。
永久磁铁
线圈
振针
振片
复写纸
限位孔
纸带
2.安装纸带。
3.启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。
实验
4.取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），往后数出若干个点。例如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。
打点的数目 时间/s 测量的距离 位移/cm
5 0.1 OA
10 0.2 OB
15 0.3 OC
20 0.4 OD
25 0.5 OE
注意：作为纸带的起始点O点，不计为打点的数目。
3.15
12.38
27.87
49.60
77.50
5.用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。填入表格中。
单位：cm
1．时刻：是指某一瞬时，在表示时间的数轴上，用点来表示。
2．时间间隔：是指两时刻的间隔，用线段来表示，简称时间。
3．路程是物体运动轨迹的长度。
4．位移由初位置指向末位置的有向线段称为位移。
5. 矢量在物理学中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。
6. 标量：在物理学中，只有大小而没有方向的物理量叫标量。
7.打点计时器的原理以及使用。
课堂总结
1．下列说法中符合实际的是（　　）
A．“万米”赛跑，指的是位移为一万米 B．打点计时器是一种测量长度的仪器
C．出租汽车按位移的大小收费 D．火车站售票厅悬挂的是列车时刻表
D
2.桌面离地面的高度是0.8m，在桌面边缘上将一个小球竖直向上抛出，它上升0.5m后回落，最后到达地面，取竖直向上为正方向，整个过程中小球的位移是（　　）
A．0.5m B．0.8m C．-1.3m D．-0.8m
D
跟踪练习
3.对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(　　)
A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉
AB
解析：电磁打点计时器使用6 V以下的交流电，电火花计时器使用220 V的交流电，A项正确；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B项正确；电火花计时器在纸带上打点靠电火花和墨粉，C项错误；电磁打点计时器在纸带上打点靠振针和复写纸，D项错误。
4.使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：
(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为________．
A．把电火花计时器固定在桌子上 B．安放纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动 D．接通220 V交流电源
E．按下脉冲输出开关，进行打点
(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在________上，还要检查__________是否夹在两纸带之间．
ABDEC
纸盘轴
墨粉纸盘
解析：电火花计时器的特点是：打点是靠放电针和墨粉纸盘之间火花放电来实现的，故其操作步骤和电磁打点计时器是相仿的，墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用．墨粉纸盘夹在两条白纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动．
谢谢
大家

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