高中物理：1.2 时间和位移 学案（新人教版必修1）.doc

1.2时间和位移学案［要点导学］1．如果用一条数轴表示时间则时刻t就是时间轴上的一个点时间间隔Δt就是时间轴上的一段线段。但是在日常语言中我们用语比较混淆大都不加区别地说成时间。如“时间还早”里的时间就是时刻；说“一堂课时间有45分钟”则是指时间间隔；有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念——无限的时间轴的整体。因此我们在看书时要结合上下文正确理解。2．位移：从初位置到末位置的有向线段叫做位移。它是表示位置变动（变化）的物理量。位移既有大小又有方向它是一个矢量。矢量相加和标量相加遵从不同的法则（见后面“力的合成”）。物体只有作单一方向的直线运动时位移大小才等于路程一般情况下位移大小不大于路程。3．很多同学可能对物理学里引入“位移矢量”来研究运动觉得迷惑不解。当物体作曲线运动时位移直线段与走过的“路径轨迹”完全不同位移大小跟“路程”数值也大不相同尤其是当物体走一封闭曲线如一圆周时路程可以很大而位移却总是为零有人觉得很荒谬。其实这只是初学时的一种错觉物理学家也是经过长期研究才克服“常识思维”的桎梏找到“位移”这个有效的物理量的。确实人走路的劳累程度、汽车耗油的多少是跟路程大小有关但是只有位移才能仅由初、末位置唯一确定。而研究物体运动的目的就是找到“确定物体在任意时刻的位置”的方法。（注:无论物体是作直线运动还是曲线运动一段“无限小”的运动其位移与路径总是可以看成重合而用“高等数学”工具来研究物理都是从研究“无限小运动”着手因此位移也可以用来研究曲线运动。）4．如果是直线运动则位移Δx和初、末位置坐标x1、x2的关系十分简单：Δx=x2-x1。而且此式有着丰富的含义：Δx的数值表示位移的大小Δx的正负表示位移的方向——正表示位移Δx的方向与x轴的正方向相同负表示位移Δx的方向与x轴的正方向相反。［范例精析］例1：分清几个概念和说法。以后我们在研究运动时常常会要求出“物体在1秒末、2秒末（或第1秒末、第2秒末）的速度及位置”也会要求“物体在1秒内、2秒内（或第1秒内、第2秒内）的位移和平均速度”。请问：（1）其中哪个表示时刻、哪个表示时间间隔？（2）“1秒内”和“第1秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？“2秒内”和“第2秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？（3）“第2秒末的速度”与“第2秒内的平均速度”相同吗？解析（1）“1秒末、2秒末（或第1秒末、第2秒末）”表示时刻；“1秒内、2秒内（或第1秒内、第2秒内）”表示时间间隔。（2）“1秒内”和“第1秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念。“2秒内”和“第2秒内”的位移（以及平均速度）不是同一概念。“2秒内的位移”表示2秒长的时间里的位移“第2秒内的位移”表示“第2秒”这1秒长的时间里的位移。（3）不相同。前者是瞬时速度；后者是平均速度。拓展时间间隔Δt=t2-t1如果初始时刻t1取为零时刻则Δt=t2也就是说在这种情况下时间间隔Δt就等于末时刻t2；反之一般情况下时间间隔Δt不等于末时刻t2。例2．如图1-2-1所示一辆汽车在马路上行驶t=0时汽车在十字路口中心的左侧20m处过了2秒钟汽车正好到达十字路口的中心再过3秒钟汽车行驶到了十字路口中心右侧30m处如果把这条马路抽象为一条坐标轴x十字路口中心定为坐标轴的原点向右为x轴的正方向试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表并说出前2秒内、后3秒内汽车的位移分别为多少？这5秒内的位移又是多少？观测时刻t=0时过2秒钟再过3秒钟位置坐标x1=x2=x3=解析：马路演化为坐标轴因为向右为x轴的正方向所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值。右侧的点的坐标为正值即：x1=－20mx2=0x3=30m。前2秒内的位移Δx1=x2―x1=0―(―20)m=20m后3秒内的位移Δx2=x3―x2=30m―0m=30m。这5秒内的位移Δx3=x3―x1=30m―(―20)m=50m上述位移Δx1、Δx2和Δx3都是矢量大小分别为20、30和50m方向都向右即与x轴同方向。［能力训练］1．下列说法中关于时间的是（BCD）关于时刻的是（A）A．学校上午8点开始上第一节课到8点45分下课B．小学每节课只有40分钟C．我走不动了休息一下吧D．邢慧娜获得雅典奥运会女子10000m冠军成绩是30分24秒36２．一列火车从上海开往北京下列叙述中指时间的是（BD）A．火车在早上6点10分从上海出发B．列车共运行了12小时C．列车在9点45分到达中途的南京站D．列车在南京停了10分钟3.关于位移和路程下列四种说法中正确的是（C）A．位移和路程在大小上总相等只是位移有方向是矢量路程无方向是标量B．位移用来描述直线运动路程用来描述曲线运动C．位移取决于物体的始末位置路程取决于物体实际通过