資源簡介

(共29張PPT)
1.2 時間 位移
第一章 運動的描述
學習目標
1、知道時刻與時間間隔的含義及在數軸上的表示方法，會在具體問題中辨析、識別。
2、理解位置、位移等概念的含義，會在實際問題中正確分析。
3、了解矢量、標量的含義，理解位移的矢量性。會在一維坐標系中表示物體做直線運動的位置、位移等物理量。
4、理解位移——時間圖像的物理意義，能根據圖像分析物體在一段時間內的位移。
5、了解打點計時器的基本結構和工作原理，會使用打點計時器記錄物體運動的位移和時間。
【新課導入】
要討論物體的位置隨時間的變化，就要涉及位置、時間等概念。關于時間，不得不說一說時刻和時間間隔的聯系和區別：
1.你今天什么時間離開宿舍的？
2. 什么時間到教室的？
3.在路上用了多長時間？
4.找個時間我們聊一下這個問題。
這里的時間一樣么？
1．時刻：表示某一瞬間，在時間的數軸上用點表示．
2．時間間隔：是指兩個時刻之間的間隔，在時間的數軸上用線段表示．
單位相同：時、分、秒，即h、min、s
一、時刻和時間間隔
時刻
8:00
時間間隔
45min
8
9
10
t/h
時刻
8:45
完成練習與應用1
時刻只能顯示運動的一瞬間，好比一張照片,
時間間隔能展示運動的一個過程，好比一段錄像.
第4秒初
第4秒末
( 4秒內)
第4秒內
(第4秒)
前4秒
(第3秒末)
二、位置和位移
學
科
網
創原家獨
為了定量的描述物體的位置，需要在參考系上建立值當的坐標系。
例如：若想說明地面上某人所處的位置，可用平面直角坐標系來描述；如果物體做直線運動，可以采用一維坐標系來描述。
區分：定性與定量
　笛卡兒發明坐標系
1、如何描述物體的位置
為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當的坐標系。
坐標系
例如：要確定一輛行駛在北京長安街（東西向）上某輛汽車的位置，可以沿東西方向建立一維坐標系，x軸正方向指東，選取路上的交通崗亭作為坐標原點O，再選取一定的長度作為單位長度，汽車的位置就可以用它的坐標準確的描述出來。
X
O
5m
全球導航衛星系統（GNSS）
( 授時與測距導航系統----全球定位系統navigation system timing and ranging—global positioning system )。
在地圖上看到的經緯線，實際上就是在地球表面建立的坐標系
科學漫步
2、如何描述物體位置的變化
北京 → 重慶
（1）坐飛機
（2）坐火車
（3）先坐火車，再乘船
思考：三種不同路徑的相同點和不同點？
二、位置和位移
2.位移
1.路程：物體運動軌跡的長度。符號：s
（2）物理意義：表示物體位置的變化
（3）大?。?線段的長度
（4）方向：初位置 → 末位置 符號： △ x ，單位：m
注：位置通常用符號x 表示
（1）定義：質點由初位置指向末位置的有向線段。
二、位置和位移
3.矢量與標量：
矢量 :既有大小，又有方向；標量：只有大小，沒有方向。
物體從A運動到B,不管沿著什么軌跡，它的位移都是一樣的。這個位移可以用一條有方向的（箭頭）線段AB表示
y
O
x
A
B
路程：⑴ 相同嗎？
⑵能說明運動方向嗎？
路程的局限性：
（1）不能反映運動的某些本質（共同點）
（2） 描述不夠精確（方向）
思考：物體從B 運動到A, 位移與剛才是一樣的嗎？
４０ｍ
３０ｍ
兩次行走總路程：
７０ｍ
兩次行走總位移：
５０ｍ
５０ｍ
方向:向上偏右37°
37°
1/4圈
45°
半徑R
路程=
位移=
1/2πR
R
方向:向下偏右45°
　物理量 比較項目 位移 路程
區 別 物理 意義 描述質點的位置變化，是從初位置指向末位置的有向線段 描述質點實際運動軌跡的長度
矢標性 是矢量，有大小和方向 是標量，只有大小，沒有方向
制約 因素 由質點的初、末位置決定，與質點的運動軌跡無關 與運動路徑有關
聯系 (1)都是描述質點運動的空間特征 (2)都是過程量，對應于一段時間間隔 (3)位移的大小小于或等于相應的路程，只有質點做單向直線運動時，位移的大小才等于路程 位移與路程的區別
例題2：（多選）關于位移和路程，下列說法中正確的是（ ）
A. 在某一段時間內質點運動的位移為零，該質點一定是靜止的
B. 在某一段時間內質點運動的路程為零，該質點一定是靜止的
C. 在直線運動中，質點位移的大小一定等于其路程
D. 在曲線運動中，質點位移的大小一定小于其路程
BD
時刻和時間間隔，位置和位移小結
1、時刻：表示某一瞬間，在時間的數軸上用點表示．
2、時間間隔：是指兩個時刻之間的間隔，在時間的數軸上用線段表示．
3、坐標系：為了定量的描述物體的位置，需要在參考系上建立值當的坐標系。
4、路程：物體運動軌跡的長度。
5、位移：質點由初位置指向末位置的有向線段。
大小： 線段的長度；方向：初位置 → 末位置；符號： △ x
6、路程與位移的區別：
矢標性不同；大小不同：位移的大小≤路程
完成練習與應用2、3
如質點從A運動到B，△ x ＝———; 如質點從B運動到A，△ x ＝———
三、直線運動的位移
前面學習了用一維坐標系描述物體的位置，那么，在一維坐標系中位移應該如何表示呢？
　　任一段時間位移△x可用運動質點末位置減初位置
如圖，質點在A、B的坐標分別為_______和_________．
XA=3m
XB=-2m
-5m
5m
　差值的大?。ń^對值）表示位移的大小，差值的正負表示位移的方向。
Δx=x2-x1（即：x末-x初）
例題3 ：一個皮球從5m高的地方落下，如果碰到地面后又反彈起1m高，則(1)皮球通過的路程是多少？(2)位移又如何？
X/m
O
4
5
(1)6m
(2)位移為4m，方向為豎直向下
完成練習與應用6
結論：選取不同的坐標原點，位置坐標不同，但位移相同。
物體在每一時刻的位置或每一時間間隔的位移可以用圖象直觀地表示。
在直角坐標第中選時刻t為橫軸，選位置x為縱軸，其上的圖線就是位置-時間圖象，通過它能直觀地看了物體在任意時刻的位置
如果將物體運動的初始位置選作位置坐標原點O，則位置與位移大小相等（x=Δx），位置-時間圖像就成為位移-時間圖像，以稱x-t圖像。從x-t圖像可以直觀地看出物體在不同時間內的位移
四、位移-時間（x-t）圖像
四、位移-時間（x-t）圖像
1、物理意義：描述物體位移隨時間的變化
2、橫坐標（t）：表示時刻
縱坐標（x）：表示物體的位置
（或相對于坐標原點的位移）
3、圖像上的任意一點：
表示物體在某一時刻所處的位置
4、橫截距：表示開始運動的時刻
縱截距：表示初始時刻所處的位置
5、運動的快慢：
Va>Vb 圖像越陡，運動越快。
思考：
（1）x-t圖像可以描述平面上物體的運動嗎？
例：從北京坐火車去往重慶
（2）圖像描繪的是運動的軌跡嗎？
四、位移-時間（x-t）圖像
注：x-t圖像只能描述物體的直線運動，圖像并不是物體的運動軌跡。
0
t / s
x / m
a
b
c
t1
X1
兩圖象的交點代表兩物體相遇
b.圖線水平代表物體靜止
a.圖線向上走代表物體向正方向運動
c.圖線向下走代表物體向負方向運動。
位移——時間圖像
完成練習與應用5
五、位移和時間的測量
（練習使用打點計時器）
生活中，人們可以用多種方法記錄某一時刻物體運動的位置，從而推斷出它在一段時間內的位移，例如：用照相的方法記錄物體的位置，用鐘表記錄物體運動的時刻，也可以用頻閃照相的方法同時記錄運動的時刻和位置，學校實驗室中，常用打點計時器來記錄時間和位移。
兩種打點計時器
電磁打點計時器
電火花計時器
1、電磁打點計時器
1）構造：線圈，振片，振針，永磁鐵，限位孔，復寫紙，紙帶
2）原理：線圈中通過周期性的電流，帶動振片和振針在永磁鐵的作用下周期性振動，通過復寫紙，在紙帶上打下一系列點跡。
3）電源：電壓約為8V；頻率：50Hz；打點周期：0.02s
4）作用：計時工具
直流？
交流？
1、電火花計時器：
工作電壓：220V交流電；頻率：50Hz；打點周期：0.02s
振針和復寫紙 電火花和磨粉盤
電磁打點計時器 電火花計時器
電源 性質 6~8V交流電源 220V交流電源
打點 頻率 打點時間間隔0.02s，頻率50Hz 打點時間間隔0.02s，頻率50Hz
打點 方式 振針通過復寫紙在紙帶上打點 電火花放電使墨粉在紙帶上成點
阻力 來源 紙帶與限位孔、限位盤的摩擦；振針與紙帶打點接觸時的摩擦 紙帶與限位孔摩擦
電火花計時器比電磁打點計時器更精確 練習使用打點計時器
操作步驟
（1）固定計時器
（2）穿紙帶
（3）先啟動電源，再拉紙帶，打點結束立即關電源
判斷物體的運動規律
通過研究紙帶，間接的反映物體運動情況：
1. 打出的點越密，則運動越慢；
2. 若打出的點間距相等，則物體做勻速直線運動。
小結
1、時刻與時間間隔：
時刻：表示某一瞬間，在時間的數軸上用點表示．
時間間隔：是指兩個時刻之間的間隔，在時間的數軸上用線段表示．
2、位置和位移：
為了定量的描述物體的位置，需要在參考系上建立值當的坐標系。
路程：物體運動軌跡的長度。位移：質點由初位置指向末位置的有向線段。
位移的大?。?線段的長度；位移的方向：初位置 → 末位置；符號： △ x
路程與位移的區別：矢標性不同；大小不同：位移的大小≤路程
3、直線運動的位移（※）：
Δx=x2-x1（即：x末-x初），差值的大小（絕對值）表示位移的大小，差值的正負表示位移的方向。
4、位移-時間（x-t）圖像（※） ：
物理意義、橫縱坐標含義、點的含義、橫縱截距的含義、速度大小和方向的比較
5、位移和時間的測量:
打點計時器的結構、參數特點、基本原理、使用基本步驟

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