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(共35張PPT)
第一章 運動的描述
第 2 節 時間 位移
機械運動：物體的空間位置隨時間變化。
位置 時間
位置變化
為了描述物體的運動，我們引入了“質點”這一理想化模型，還引入了“參考系”。
復習
要討論物體位置隨時間的變化，就要涉及位置、時間等概念。如果要準確地描述一輛行駛在北京長安街上的汽車所處的位置，你認為應該采用什么方法？你對時間是怎樣認識的？
新課引入
我們常說“上午第一節上課時間是8：00”，“一節課的時間是45分鐘” 。
這兩句話中時間意思相同嗎？
時刻和時間間隔
發現：一個是時間點，描述的是一個瞬間；
一個是時間段，描述的是一段過程。
——時刻
—— 時間間隔
1、時刻：指某一瞬間，在表示時間的數軸上，時刻用點表示；
2、時間間隔：指某兩個時刻之間的間隔，在表示時間的數軸上，時間間隔用線段表示。“時間間隔”也簡稱“時間”
t/h
8
9
10
45min
8：00
8：45
9：40
t/s
2
3
5
1
4
0
前1秒
前2秒
前3秒
t/s
2
3
5
1
4
0
第1秒
第2秒
第3秒
(第3秒內）
秒→S
(前3秒內）
第1秒末到第2秒末
第2秒
第2秒初到第3秒初
第4秒末、第5秒初
第1秒末、第2秒初
課堂訓練
時刻與時間間隔
1、以下各種關于時間和時刻的說法中正確的是 ( )
A.列車員說“火車8點42分到站”指的是時間間隔
B.“前3秒”“最后3秒"第3秒”指的都是時間間隔
C.“第1秒末”“最后1秒"指的都是時刻
D.輪船船務員說本班輪船離港時間為17點25分指的是時間間隔
B
2、(多選)關于時刻和時間間隔，下列說法正確的是（ ）
AD
A.2018年1月9日11時24分，我國將高景一號星成功送入預定軌道，這里指時刻
B.高速攝像機拍攝子彈穿過蘋果瞬間的照片，曝光時間為10-6s, 這里指的是時刻
C.《新聞聯播》開始的時間是19時, 這里指的是時間間隔
D.物體在第4s內指的是物體在第3s末到第4s末這段時間間隔
t/s
0
1
2
3
4
5
6
3、在時間軸上如何表示下述六項？
第六秒 第六秒內 六秒內
第六秒初 第六秒末 前兩秒
x/m
0
A
B
5
10
15
20
30
-5
1.坐標系：為了定量地描述物體的位置，需要在參考系上建立適當的坐標系。
（1）如果物體沿直線運動，可以建立一維直線坐標系。
位置和位移
除了上面的直線坐標系，你還知道什么其他的坐標系嗎？
（2）描述平面上物體的位置，可以建立二維平面直角坐標系。
（3）描述空間內物體的位置，可以建立三維立體空間坐標系。
我們可以在坐標系中精確描述某質點在某時刻的位置，那怎樣描述質點的位置的變化呢？
醫
院
一
中
一位同學從學校去醫院，可以選擇不同的路線，幾種路線的不同之處？幾種路線的相同之處？
運動的軌跡不同，路程長短不同；
初末位置一樣，即位置變化一樣
y
O
x
A
B
位移(x)：表示物體(質點)的位置變化的物理量。
路程(L)：物體運動軌跡的長度。
定義：從質點的初位置指向末位置的有向線段。
大小：初末位置間有向線段的長度
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：路程和位移相等嗎？
思考3：路程和位移的大小什么時候相等？
路程和位移的區別與聯系：
①位移是表示質點位置的變動的物理量。
路程是表示質點通過的實際軌跡長度的物理量。
②位移與質點的運動路徑無關，只與初位置、末位置有關。
路程與運動路徑有關。
③ 路程≥位移的大小
④ 只有當質點做單向直線運動時，位移的大小才等于路程。
3.矢量和標量
在物理學中，像位移這樣的物理量叫作矢量，它既有大小又有方向；像溫度、路程這樣的物理量叫作標量，它們只有大小，沒有方向。
矢量 標量
有無大小、方向 既有大小，又有方向 只有大小
沒有方向
運算 (1)矢量不能直接相加減，同一直線上的矢量運算時，可規定正方向，與正方向相同的矢量為正，與正方向相反的矢量為負，然后再按代數運算法則相加減 (2)不在同一直線上的矢量運算將在第三章學習 按代數運算法則相加減
4、關于位移和路程，下列說法正確的是(　　)
A．沿直線運動的物體，位移和路程是相等的
B．質點沿不同的路徑由A到B，路程可能不同，而位移一定相同
C．質點通過一段路程，其位移可能為零
D．質點運動位移的大小可能大于路程
BC
課堂訓練
5、關于位移和路程，下列說法中正確的是(　 　)
A．跳遠比賽是按位移的大小來計成績的
B．出租車是按位移的大小來計費的
C．在田徑場1 500 m長跑比賽中，跑完全程的運動員的位移大小為1 500 m
D．高速公路路牌上顯示“上海100 km”，表示該處到上海的路程大小為100 km
AD
6、如圖是一位晨練者每天早晨進行鍛煉時的行走路線，從A點出發，沿半徑分別為3 m和5 m的半圓經B點到達C點，則他的位移和路程分別為(　　)
A．16 m，方向從A到C；16 m
B．16 m，方向從A到C；25.1 m
C．25.1 m，方向從A到C；16 m
D．16 m，方向從C到A；16 m
B
思考討論：在一維坐標系中用坐標表示物體的位置，那么，你知道位移應該如何表示嗎？
x
x
x1
x2
O
位移：用坐標變化來表示
直線運動的位置和位移
如圖：物體在t1時刻處于x1“位置”，在t2時刻處于x2“位置”
x=x2－x1
若兩坐標之差為正，則位移的方向指向x軸的正方向；
若兩坐標之差為負，則位移的方向指向x軸的負方向。
思考討論：某物體從A點運動到B點，坐標xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？
位移的方向指向x軸的負方向
Δx＝ xB xA= 2 m-5m= 3m
x
x
xB
xA
O
1 2 3 4 5
7、某一運動質點沿一直線做往返運動，如圖所示，OA＝AB＝OC＝CD＝1 m，O點為x軸上的原點，且質點由A點出發沿x軸的正方向運動至B點再返回沿x軸的負方向運動，以下說法正確的是(　 　)
A．質點在A→B→C的時間內發生的位移為2 m，路程為4 m
B．質點在B→D的時間內發生的位移為－4 m，路程為4 m
C．當質點到達D點時，其位置可用D點的坐標－2 m表示
D．當質點到達D點時，相對于A點的位移為－3 m
BCD
課堂訓練
8、一個質點沿x軸做直線運動，各個時刻的位置如下表所示，用坐標的變化量表示物體的位移，則：
（1）前3秒內位移是多少？(　　)
A．1m　　　B．-1m C．3m D．-5m
（2）第3秒內位移是多少？(　　)
A．1m B．-1m C．3m D．-5m
（3）第幾秒內的位移最大？(　　)
A．第1 s內 B．第2 s內 C．第3 s內 D．第4 s內
時刻/s 0 1 2 3 4
位置坐標/m 0 5 －4 －1 －7
B
C
B
位移-時間(x-t)圖象
物體在做直線運動的過程中，物體的位置或位移可以用位移－時間（x-t）圖象直觀地表示。
（1）x－t圖象的建立
在平面直角坐標系中，用縱坐標表示物體運動（相對于原點）的位移，橫坐標表示時間，根據給出的（或測量的）數據，在坐標系中描點，用平滑的曲線連接各點，描繪出的表示物體位移x隨時間t變化的圖象叫作位移－時間(x－t)圖象，簡稱位移圖象。
（2）從x－t圖象看物體的運動
①坐標：
任一時刻物體的位置，
如t1時刻a物體處于x2，t2時刻a物體處于0；
任一時間內物體發生的位移，
如0~t1內a物體的位移為Δx=x2-x1，
t1~t2內的位移為Δx=0-x2=-x2。
圖象是一條傾斜的直線表示什么運動？
圖象是一條水平的直線表示什么運動？
圖象是一條曲線表示什么運動？
勻速直線運動
靜止
變速直線運動
特別提醒：
x-t圖象只能用來描述直線運動；
x-t圖象描述的是位移x隨時間t變化的情況，不是物體運動的軌跡，因此x-t圖象為曲線時，并不表示物體做曲線運動，而是變速直線運動．
思考：
③交點：相遇
縱軸截距：t=0時x=
橫軸截距：x=0時t=
原點處對應的時間
（出發時間）
兩個圖象的交點有什么含義？
② 截距：
計時初始位置
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。
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物體運動的時刻和位置。
學校實驗室中常用打點計時器來記錄時間和位移。
頻閃照相
位移和時間的測量
1、打點計時器的分類
供高中學生實驗用的打點計時器：電磁打點計時器和電火花打點計時器。
電磁打點計時器
電火花打點計時器
（2）原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動起來，帶動其上的振針上下振動。這時，如果紙帶運動，振針就通過復寫紙在紙帶上留下一行小點。
2.電磁打點計時器
（1）工作電壓：4 ~ 6 V交流電源
（3）打點計時器的作用：打點計時器是一種使用 電源的計時儀器，當電源頻率為50 Hz時，它每隔 打一次點.打點計時器和紙帶配合，可以記錄物體運動的時間及在一段時間內的 。這就為研究物體的運動提供了可能。
交流
0.02 s
位移
3.電火花計時器
（1）工作電壓：____V交流電源；
220
（2）原理：當接通電源、按下脈沖輸出開關時，計時器發出的脈沖電流經放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產生火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡。
墨粉紙盤
紙帶
練習使用打點計時器
1.了解打點計時器的構造，然后把它固定好。
永久磁鐵
線圈
振針
振片
復寫紙
限位孔
紙帶
2.安裝紙帶。
3.啟動電源，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點。隨后關閉電源。
實驗
4.取下紙帶，從能夠看清的某個點開始（起始點），往后數出若干個點。例如數出n個點，算出紙帶從起始點到第n個點的運動時間t。
打點的數目 時間/s 測量的距離 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：作為紙帶的起始點O點，不計為打點的數目。
3.15
12.38
27.87
49.60
77.50
5.用刻度尺測量出從起始點到第n個點的位移x。填入表格中。
單位：cm
1．時刻：是指某一瞬時，在表示時間的數軸上，用點來表示。
2．時間間隔：是指兩時刻的間隔，用線段來表示，簡稱時間。
3．路程是物體運動軌跡的長度。
4．位移由初位置指向末位置的有向線段稱為位移。
5. 矢量在物理學中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。
6. 標量：在物理學中，只有大小而沒有方向的物理量叫標量。
7.打點計時器的原理以及使用。
課堂總結
1．下列說法中符合實際的是（　　）
A．“萬米”賽跑，指的是位移為一萬米 B．打點計時器是一種測量長度的儀器
C．出租汽車按位移的大小收費 D．火車站售票廳懸掛的是列車時刻表
D
2.桌面離地面的高度是0.8m，在桌面邊緣上將一個小球豎直向上拋出，它上升0.5m后回落，最后到達地面，取豎直向上為正方向，整個過程中小球的位移是（　　）
A．0.5m B．0.8m C．-1.3m D．-0.8m
D
跟蹤練習
3.對電磁打點計時器和電火花計時器的有關說法中，正確的是(　　)
A．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電
B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣
C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙
D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉
AB
解析：電磁打點計時器使用6 V以下的交流電，電火花計時器使用220 V的交流電，A項正確；兩種打點計時器的打點頻率都由交流電源的頻率決定，B項正確；電火花計時器在紙帶上打點靠電火花和墨粉，C項錯誤；電磁打點計時器在紙帶上打點靠振針和復寫紙，D項錯誤。
4.使用電火花計時器分析物體運動情況的實驗中：
(1)在如下基本步驟中，正確的排列順序為________．
A．把電火花計時器固定在桌子上 B．安放紙帶
C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運動 D．接通220 V交流電源
E．按下脈沖輸出開關，進行打點
(2)在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在________上，還要檢查__________是否夾在兩紙帶之間．
ABDEC
紙盤軸
墨粉紙盤
解析：電火花計時器的特點是：打點是靠放電針和墨粉紙盤之間火花放電來實現的，故其操作步驟和電磁打點計時器是相仿的，墨粉紙盤應套在紙盤軸上，目的是使它可以轉動，均勻地被利用．墨粉紙盤夾在兩條白紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動．

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