高中物理 運(yùn)動(dòng)的描述2 時(shí)間、位移精講精練.doc

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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）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)大小：初、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.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 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)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)小蟲的位移的大小； (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＞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 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)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)槲灰剖鞘噶浚赃@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。