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第一章 运动的描述
1.2 时间　位移
上节回溯
质点：
（1）定义：不考虑物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，叫
作质点
（2）条件：物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计
（3）理想化的模型
参考系：
（1）描述物体运动用来作为参考的另一个物体
（2）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）
（3）同一运动，选取不同参考系，运动可能不同
上节回溯
参考系的四个性质：
标准性
作为参考系的物体不论原来的运动情况如何，都假定不动，被研究的物体都是以参考系为标准的
任意性
统一性
差异性
参考系的选取原则上是任意的
比较不同物体的运动应选择同一参考系
对于同一物体选择不同的参考系，结果一般不同
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
上节回溯
坐标系：
（1）作用：在参考系的基础上建立坐标系用于定量地描述物体的运动
（2）要素：原点 、正方向、标度、物理量、单位
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
　　要描述物体位置随时间的变化，首先要清楚“时间”一词的含义。
一、时刻和时间间隔
2003.10.15 09:00
10.15 18:40
10.16 06:23
9小时40分50秒
11小时42分10秒
飞船点火
展示国旗
飞船着陆
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
时刻：时间轴上的一点，在数轴上用点表示。
时间间隔：时间轴上的一段，在数轴上用线段表示。
时间的单位：国际单位“秒”“s”；常用单位“h 、min ……”
一、时刻和时间间隔
图 1.2-1 时刻和时间间隔
　　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。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
例1　找出表示时刻或时间间隔的词：
（1）国安队的比赛今天晚上7:30开赛，踢90分钟。
（2）今天路上花的时间很短，所以来得很早。
一、时刻和时间间隔
时刻：7:30 时间间隔：90分钟
时刻：很早 时间间隔：时间很短
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
例2　请在时间轴上表示：
第 1 s 内，第 1 s 末，第 2 s 初，第 2 s 内，前 3 s
一、时刻和时间间隔
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
提醒：
（1）计算位移和路程时，先找出研究过程的初位置和末位置，则由初位置指向末位置的有向线段表示位移，位移的大小等于该有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置；而路程是运动轨迹的长度。
（2）如果某段时间内物体通过的路程为零，则这段时间内物体一定静止，位移也一定为零；如果某段时间内物体的位移为零，则这段时间内物体不一定静止，可能是又回到了出发点，路程也不一定为零。
（3）比较矢量的大小时，只比较绝对值。如甲的位移x甲=5m，乙的位移x乙=-10m，乙的位移比甲的位移大，只是甲的位移与规定的正方向相同，而乙的位移与规定的正方向相反。
二、位置和位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
巩固提升
1、某学校田径运动场400m标准跑道的示意图如图所示，100m赛跑的起跑点在A点，终点在B点，400m赛跑的起跑点和终点都在A点。在校运动会中，甲、乙两位同学分别参加了100m、400m项目的比赛，关于甲、乙两位同学运动的位移大小和路程的说法中正确的是（ ）
A．甲、乙的位移大小相等
B．甲、乙的路程相等
C．甲的位移较大
D．甲的路程较大
C
二、位置和位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
2、（多选）下列关于位移和路程的说法，正确的是（ ）
A．物体沿直线向单一方向运动，通过的路程就是位移
B．物体沿直线向单一方向运动，通过的路程等于位移的大小
C．物体通过一段路程，其位移可能为零
D．物体通过的路程不等，但位移可能相同
BCD
二、位置和位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
交流讨论：
试一试利用我们所学的坐标系、坐标、位移等概念描述以下运动情景：小明从家门口出发，向东走了500m到达快递站，又继续向东走了100m到达超市，购物完成后又向西走了800m到达小红家。
思考：
①以小明的家门口为原点，以向东为正方向，用1cm表示100m，建立一个直线坐标系并在图上标出小明运动到达的三个位置；
三、直线运动的位移
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
●
●
●
x/×100m
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
②写出三个位置的位置坐标、小明运动的总位移，并分析
小明运动的位移和坐标之间的关系。
三、直线运动的位移
500m 600m -200m; -200m
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
●
●
●
x/×100m
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
梳理深化
直线运动物体的位置和位移的确定方法
（1）在直线运动中，坐标对应物体的位置，坐标的变化量对应物体运动的位移。
（2）只有选定坐标系后，才能定量地描述物体的位置及位置的变化。建立怎样的坐标系，应根据实际问题来确定。定量描述沿直线运动的物体的位置和位移只需建立直线坐标系。
三、直线运动的位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
（3）物体做直线运动，物体的初位置坐标为xA，末位置坐标为xB，那么xB-xA就是物体的“位移”，记为△x=xB-xA，如图所示。△x=xB-xA既表示位移的大小，又表示位移的方向。
①△x的绝对值表示位移的大小
②△x的正、负表示位移的方向
正值表示位移△x的方向与x轴的正方向相同，
负值表示位移△x的方向与x轴的正方向相反。
三、直线运动的位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
巩固提升
1、一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如表：
（1）该质点在前2s内的位移的大小是 ，方向是 。
（2）该质点在第3s内的位移的大小是 ，方向是 。
（3）该质点在前5s内的总位移的大小是 ，方向是 。
0s
1s
2s
3s
4s
O
1
-4
x
2
-2
-1
-5
3 4 5 6
-6
-7
-3
5s
6m
沿x轴负方向
3m
沿x轴正方向
4m
沿x轴正方向
（三）直线运动的位移
△x1=x2-x0=-4m-2m=-6m
△x3=x5-x0=6m-2m=4m
△x2=x3-x2=-1m-（-4m）=3m
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
2、国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过（如图），
以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街
中心为坐标原点O，建立一维坐标系，一辆彩车最初在原点以东3km处，
一段时间后行驶到原点以西2km处。这辆彩车最初位置、最终位置和
位移分别是（ ）
A．3km，2km，5km
B．-3km，2km，5km
C．3km，-2km，1km
D．-3km，-2km，1km
B
三、直线运动的位移
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
四、位移—时间图像
交流讨论
物理学中描述物体位移变化情况时，常借助一种更直观的数学方法来描述位移，即位移—时间图像。
图像的建立：建立一个平面直角坐标系，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，根据给出的（或测定的）数据，描出几个点，用平滑的曲线将几个点连接起来，则这条曲线就表示质点的运动特点，这种图像就叫做位移—时间（x-t）图像，简称位移图像。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
（1）物体A作匀速直线运动，从原点出发每一秒前进一米，将这些点在平面直角坐标系中标出，并用光滑的曲线把它们连接起来，画出位移随时间的变化图像。（要求至少画出前6秒）
（2）物体B做匀速直线运动，从原点出发每一秒前进两米，画出位移随时间的变化图像。(要求至少画出前3秒)
（3）物体C作匀速直线运动，从距离原点2米出发每一秒前进一米，画出位移随时间的变化图像。（要求至少画出前5秒）
A
B
C
四、位移—时间图像
请将A、B、C、D四个物体的位移图像画在坐标系中。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
1.位移—时间图像的特点
坐标轴：
交点：
图线与纵轴交点：
图线与横轴交点：
平行于T轴的直线：
横轴表示时间，
纵轴表示位移
相遇
初始位置
离开/返回坐标原点的时间
静止
1、(多选)如图所示是一辆汽车做直线运动的x t图像关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法正确的是(　　)
A．这辆汽车最远距离
出发点30 km
B．AB段汽车静止
C．CD段表示汽车的运动方向
与初始运动方向相同
D．0～4 h内，汽车的位移大小为30 km
AB
2、(多选)如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移图像，下列关于图像的分析正确的是(　)
A．0～2 s内，A、B两人同向而行
B．0～2 s内，A、B两人相遇一次
C．0～5 s内，A走的路程比B走的路程多
D．0～5 s内，A的位移比B的位移大
BD
1、两种打点计时器
五、位移和时间的测量
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
2、两种打点计时器的工作电压及应用
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
例1、一支长150 m的队伍匀速前进，通信兵从队尾前进了300 m后赶到队首，传达命令后立即返回，当通信兵回到队尾时，队伍已前进了200 m，则在此全过程中，通信兵的位移大小和路程分别是多少？
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
六、打点计时器
电磁打点计时器
电火花打点计时器
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
永久磁铁
限位孔
纸带
线圈
振针
振片
复写纸
电磁打点计时器工作原理
工作原理
交流与讨论：电磁打点计时器使用低压交流电源工作，想一想能不能使用直流电源，为什么？
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
电火花计时器工作原理
工作原理
交流与讨论：从原理上考虑，电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？
火花放电
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
电磁打点计时器 电火花计时器
构造
工作电压 8v左右的交流电 220v的交流电
频率 频率为50Hz，每隔0.02s打一个点
工作原理 振针振动
说明 电火花计时器工作时纸带受阻力较小，系统误差较小，应优先选用。
两种计时器的比较
火花放电
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
操作步骤
固定打点计时器
安装纸带
先接通电源，再拉纸带，打点结束后立即关闭电源
交流与讨论：为什么先通电，然后才让纸带运动，而不是先让纸带运动后通电？

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