1.2 时间和位移 课件 (共46张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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1.2 时间和位移 课件 (共46张PPT) 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

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(共46张PPT)
第一章 运动的描述
1.2 时间 位移
1.什么时候离开家
2.在路上用了多少时间
3.怎么走的
4.什么时间到校
7:40
10分钟
7:50
咸高
教师小区
7:40
7:50
5.直线距离是哪一部分
10分钟和7:40是一个概念吗?
区别:时刻和时间间隔
问题与思考
甲:物理什么时间上课?
乙:下午5:10
甲:要上多长时间啊?
乙:一个小时!
甲:Oh, my GOD!
请问对话中的两个“时间”含义相同吗?
2.时间间隔:一个时间段。是指两时刻的间隔,对应一个过程
1.时刻:一个时间点。对应一个状态
一、时刻和时间间隔
t/h
6
7
8
9
10
早读
下课
上课
下课
……
30min
40min
时刻
时间间隔
3.用时间轴表示时刻和时间间隔
说说在时间轴上时刻和时间间隔是怎样表示的?

线段
在表示时间的数轴上,用点来表示.
在表示时间的数轴上用线段来表示.时间间隔简称时间.
0 1 2 3 4
t/s
第3 s末
第2 s末
第3 s初
第2 s末 = 第3 s初
0 1 2 3 4 n-1 n
t/s
前3秒
第3秒
第n秒
时间:前3 s ;第3 s =第3 s内
时刻:第3 s初 ;第3 s末
例1 关于时间与时刻,下列说法中正确的是( )
A.手表上指针所指的某一位置表示时间
B.作息时间表上的7:40表示的是时刻
C.2s内与第2s内是指同一段时间
D.第5s内和第3s末都是指时刻
B
《在你的岁月里凝成一点》
从呱呱坠地到最后长眠,
跨越时间轴上的每一点,
一个个精彩的时刻,
积分成一段难忘的影片。
而我的漫长却是你的短暂,
在46亿年的生命里,
这段岁月
只凝成平凡的一点。
物语芬芳
喂,你在哪儿呢?
我在天安门呢!
天安门那么大,
具体在哪儿?
人民英雄纪念碑
正东侧20m处
生活中要确定具体位置,需要一个参考物,相对于这个参考物的东南
西北上下,远近距离才能描述清楚具体位置


怎样定量描述物体的位置变化呢?
为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
二、坐标系
如果物体沿直线运动,可以以这条直线为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。
位置是质点在空间所对应的点,可由坐标确定
一个坐标系有几个要素呢?
原点
单位长度
正方向
物理量的
符号和单位
除了上面的直线坐标系,你还知道什么其他的坐标系吗?
平面坐标系(二维)
空间坐标系(三维)
x/m
0
1
﹣2
2
B
O
A
﹣1
BDS定位系统
例2 一个物体从桌面上方离桌面2m处下落了4m后静止,若以桌面上某一点为坐标原点,取竖直向上为正方向,则物体的最终坐标为 。
A、(0,0)
B、(0, -50m)
C、(100m,-50m)
D、(100m, 100m)
例3 如图所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走50米到达B处,再向东走100米到达C处,最后向北走150米到达D处,若以校门口A点为坐标原点,则A、B、C、D各点的位置如何表示?
咸高
教师小区
1.怎么走的
2.还可以怎么走
看来需要引进新的物理量
(1)路程相同吗?
(2)路程能反映共同点吗?
(3)路程能说明运动方向吗?
1.路程和位移:
用来表示物体(质点)的位置变化的物理量
位移是指由起点指向终点的有向线段
位移的单位:米(m) 千米(km) 厘米(cm ) 毫米(mm )
路程是指物体运动轨迹的长度.
方向:初位置指向末位置
大小:初、末位置间线段的距离
三、路程和位移
位移是一个过程量
咸高
教师小区
上班和下班的位移相同吗?
矢量:既有大小又有方向的物理量叫矢量
例如:位移
标量:只有大小而没有方向的物理量叫标量
例如:路程、时间、质量、温度等
矢量和标量有不同的运算法则
在没有特殊说明的情况下,求矢量,则必须说明其大小和方向!!!
路程和位移的区别
某市出租汽车的收费标准有1.20元/公里,1.60元/公里、
2.00元/公里……其中的“公里”说的是路程还是位移?
“公里”是指路程。因为汽车行驶路线一般不是直线
路程和位移的区别
有人说:“路程就是位移的大小”。还有人说:“路程和位移的
单位相同,所以路程就是位移”。你能指出这些说法错在哪里吗?
位移和路程是两个不同的物理量。
一个有方向,一个没有方向
路程和位移的区别
“某一段时间内路程等于零”和“某一段时间内位移等于零”
含义是否相同?
“某一时间内路程等于零”表示这段时间物体静止
“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
路程和位移的区别
分析下列两种情况下的位移和路程,并说明:一般情况下,
位移的大小等于路程吗?什么情况下相等?
(1)一位同学参加百米比赛
(2)一位同学沿着400m的跑道跑一圈
(1)参加百米比赛的同学,从起点到
终点的位移是100m,路程是100m(2)沿着400m的跑道跑一圈的同学,位移是0,路程是400m
一般情况下,位移的大小不等于路程。
只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时,位移的大小
才等于路程
路程和位移的区别
田径场跑道周长是400m。
(1)百米赛跑选用跑道的直道部分,运动员跑完全程的路程是
多少?位移大小是多少?
(2)在800m跑比赛中,不同跑道的运动员跑完全程的路程相同吗?跑完全程的位移相同吗?请结合田径比赛的规则想一想。
(1)路程和位移的大小都是100m
(2)相同,路程都是800m,对于800m跑道,在第1道次上的运动员位移是0,而其它道次上的运动员,跑完全程的位移不是0,而且大小和方向均不相同
操场跑道
100米起点
终点
400米起点
路程 位移
区别 物理意义 表示质点通过的实际轨迹长度的物理量 表示质点位置的变动的物理量
标矢性 标量(只有大小没有方向) 矢量(即有大小又有方向)
大小 不仅与质点的初末位置有关,还与路径有关 与质点的运动路径无关,只与初位置、末位置有关.
联系 1.单位都是米 2.只有当质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程 3.都是过程量 4.都是描述质点运动的空间特征
位移与路程的区别与联系
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?
1、直线运动的位置表示:_________
如物体先处于A位置,后处于B位置
⑴ 试在图中画出物体的位移;
⑵ 指出位移的大小与方向;
如物体先处于B位置,后处于A位置
结果又如何?
坐标
物体由A运动到B,通过计算说明:
位移的大小和方向
方法归纳:下图中△ x =?(由A运动到B)
△ x =xB-xA
求全程位移
-2  –1 0 1 2 3 4
x/m
4
3
2
1
-1
y/m
例4 质点在一个平面上的运动:
O
A
B
α
全程位移大小:
x = 5 m
位移方向:
与x轴正方向
成夹角α = 53°
如果你只告诉我一个距离,
茫茫人海
有万千可能,
我将何处去寻找
所以请再指点我一个方向。
哪怕天涯海角,
我也能走到。
伫立在灯火阑珊处凝望,
等你回眸一笑。
物语芬芳
三、位移和时间的测量
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
频闪照相
打点计时器
机器的发明可以帮助完成“不可能的任务”
电磁打点计时器
电火花计时器
两种打点计时器
1、电磁打点计时器
1)构造
2)原理
3)工作电压:约8V
直流?
交流?
2、电火花计时器
(1)构造:
(2)原理:
脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电
(3)工作电压:交流220V
尖端放电
电磁打点计时器 电火花计时器
电源 性质 约8V交流电源 220V交流电源
打点 频率 打点时间间隔0.02s,频率50Hz 打点时间间隔0.02s,频率50Hz
打点 方式 振针通过复写纸在纸带上打点 电火花放电使墨粉在纸带上成点
阻力 来源 纸带与限位孔、限位盘的摩擦;振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔摩擦
电火花计时器比电磁打点计时器更精确
3、打点计时器的作用
(1)测时间
(电源频率50Hz,每隔___秒打一个点)
(2)测位移
(3)研究纸带 → 研究物体运动
0.02
现象 原因 调节的方法
打点不清晰 1、振针过高 2、电压过低,振幅太小 3、复写纸用得太久 1、把振针适当调低
2、调高电压
3、换新的复写纸
打的不是点,是短线 1、振针过低 2、所加电压太高,使振幅过大 1、把振针适当调高一些
2、适当调低电压
打双点 振针松动 把振针固定好
4、常见现象原因分析
5、练习使用打点计时器
操作步骤
(1)固定计时器
(2)穿纸带
(3)先启动电源再拉纸带,随后立即关电源
(4)取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点。 如果数出 n 个点,这些点划分出来的间隔数是多少?由此计算出纸带从第一个点到第 n 个点的运动时间。
(5)用刻度尺测量出第一个点到第 n 个点的距离。
通过测量仪器直接读取的数据是原始数据。它是宝贵的实验资料,要如实记录、妥善保存。
A
B
C
D
相等的时间内位移相等---匀速直线运动
相等的时间内位移增大---加速直线运动
相等的时间内位移减小---减速直线运动
①定性判断物体的运动规律
(6)纸带的分析与处理:
点迹均匀:匀速直线运动
点迹不均匀:变速直线运动
先密后疏:加速
先疏后密:减速
0
1
2
3
计时点:打点计时器直接打下的点,50Hz电压下每隔0.02s打一个点
计数点:人为选择分析的点,相邻两计数点间还有若干计时点
时间间隔:0.1s
每隔四个点取一个计数点
每五个点取一个计数点
②数据说话
思考并回答:
1、 哪几个时刻?如何确定?为何这样定?
2、位置和位移如何确定?
3、如何设计表格?
我们能不能把表中的数据用更加直观的方式来表示呢
四、位移—时间图像
时间t/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
物体位置x/m 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
t/s
x/m
0
0.04
0.08
0.12
0.02
0.04
0.06
1.作图步骤:
(1)建立平面直角坐标系,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移X.
(2)描点法描出数据
(3)用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来
3.横坐标中的0.04、0.08……的含义是什么?
4.纵坐标中的0.02、0.04……的含义是什么?
横轴是时间轴
纵轴是位置坐标轴
2.在平面直角坐标系中,横轴表示时间t,纵轴表示位移X,根据给出的(或测定的)数据,作出几个点的坐标,用平滑的线将几个点连接起来,这条线是位移时间图象,简称位移图像.
5.X—t图象中某一点(t,X)表示的含义?
表示运动物体在(t)某时刻所处的位置X或运动物体在(t) 某时刻相对于参考点的位移X.
6.X—t图象的物理意义
表示质点做直线运动时位置(相对参考点的位移)随时间变化的规律.
7.可以从X—t图象中计算出质点在一段时间内△t所运动的位移△x.
t/s
X/m
O
平行于t轴的直线表示的是:物体静止
t/s
X/m
O
t1
t2
t3
t4
x1
x2
x3
x4
A
B
C
D
直线表示的是:物体做匀速直线运动
0
t / s
x / m
a
b
c
t1
X1
两图象的交点代表两物体相遇
b.图线水平代表物体静止
a.图线向上走代表物体向正方向运动
c.图线向下走代表物体向负方向运动。
O
t
x
例6 一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移。如图,近似描写了汽车在0时刻到40 s这段时间的x-t图像。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远位置距离出发点约
为多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车在哪段时间驶离出发点,
在哪段时间驶向出发点?
解析:由图像可知,汽车在0 ~ 10 s内驶离出发点做匀速直线运动,位移大小为 30 m;在 10 ~ 20 s内处于静止状态; 在20 ~ 40 s内做驶向出发点的匀速直线运动,位移大小为30 m。

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