物理人教版 (2019)2 时间 位移第1课时学案

这是一份物理人教版 (2019)2 时间 位移第1课时学案，共11页。

2　时间　位移
第1课时　时间　位移
[学习目标]　1.知道时刻与时间间隔的区别和联系.2.理解位移和路程的概念，掌握矢量和标量的区别．

一、时刻和时间间隔
1．时刻：指某一瞬间．在时间轴上用点表示．
2．时间间隔：指某两个时刻之间的时间间隔．在时间轴上用线段表示．
二、位置和位移
1．坐标系
(1)建立目的：定量地描述物体的位置．
(2)一维坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度．
2．位移和路程
(1)路程：物体运动轨迹的长度．
(2)位移：
①物理意义：描述物体(质点)位置的变化．
②定义：由初位置指向末位置的有向线段．
3．矢量和标量
(1)既有大小又有方向的物理量叫矢量，只有大小没有方向的物理量叫标量．
(2)①时间；②温度；③力；④质量；⑤路程；⑥位移．属于矢量的有③⑥，属于标量的有①②④⑤.
三、直线运动的位移
研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图1所示．

图1
1．物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．
2．物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差，即：Δx＝x2－x1.
(1)若Δx为正，则位移的方向指向x轴的正方向；
(2)若Δx为负，则位移的方向指向x轴的负方向．


1．判断下列说法的正误．
(1)时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间间隔．(　×　)
(2)上午第一节课8点上课，这里的8点指时刻．(　√　)
(3)在800 m田径比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中的2分01秒46指的是时间间隔，800 m指位移．(　×　)
(4)物体在一条直线上运动时，路程和位移总是大小相等，且位移是矢量，路程是标量．(　×　)
(5)一个物体的位移为零，路程也一定为零．(　×　)
2．小明同学4×10 m折返跑测试成绩为9.87 s，则小明在测试中路程为 m，位移为 m．9.87 s指 (填“时刻”或“时间间隔”)．
答案　40　0　时间间隔

一、时刻和时间间隔
导学探究
1．根据图2回答问题．

图2
“五点钟”“半个小时”“10分钟”“8点”请把它们分类，它们的含义相同吗？
答案　“五点钟”“8点”指时刻；“10分钟”“半个小时”指时间间隔．不同．
2．如图3所示，在时间轴上标出“第3 s初”“第3 s末”“第3 s内”“前3 s内”，然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间间隔？

图3
答案　

“第3 s初”“第3 s末”表示时刻，
“第3 s内”“前3 s内”表示时间间隔．
知识深化
时刻与时间间隔的比较

时刻
时间间隔
在时间轴
上的表示
用点表示
用线段表示
描述关键词
“初”“末”“时”，如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时”
“内”，如“第2 s内”“前3 s内”
联系
两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片

以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是(　　)
A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间间隔
B．轮船船务员说“本班轮船离港时间为17点25分”指的是时间间隔
C．“前3秒”“最后3秒”“第3秒内”指的都是时间间隔
D．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻
答案　C
解析　列车员说“火车8点42分到站”指的是时刻，A错；轮船船务员说“本班轮船离港时间为17点25分”指的是时刻，B错；“前3秒”“最后3秒”“第3秒内”指的都是时间间隔，C对；“第1秒末”指的是时刻，“最后1秒”指的是时间间隔，D错．

判断时刻与时间间隔的两种方法
(1)根据上下文判断：分析题干，根据题意去体会和判断．时刻对应的是某一状态，时间间隔对应的是某一过程．
(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔．
二、路程和位移　矢量和标量
导学探究　(1)如图4所示，三位旅行者从北京到上海，甲乘坐高铁直达，乙乘坐飞机直达，丙先乘坐汽车，再乘坐轮船到上海，三者的路程是否相同？位移是否相同？

图4
(2)①如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40 m到达B点，然后又向西走了30 m到达C点，则他从A到C点的路程是多少？位移的大小是多少？
②路程和位移的计算方法相同吗？
答案　(1)三者的路程不同，但都是从北京到上海，初位置、末位置一样，即位移相同．
(2)①如图所示，路程是70 m，位移为从A点指向C点的有向线段，大小为50 m.

②不相同．路程是标量，遵从算术加法法则，可以直接相加减；位移是矢量，不能直接相加减，位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度．

知识深化
1．位移和路程的区别与联系
项目
比较
位移
路程
区
别
物理意义
描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段
描述物体运动轨迹的长度
矢标性
矢量
标量
相关因素
由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关
既与物体的初、末位置有关，也与物体运动路径有关

2.矢量和标量
(1)标量
标量是指只有大小而没有方向的物理量．如长度、质量、路程等．
(2)矢量
矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等．矢量可以用带箭头的有向线段表示，在一维坐标系中可以用正负号表示它的方向．
[深度思考]　当物体做直线运动时，位移的大小一定等于路程吗？
答案　只有在物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程．
如图5所示，某人沿半径R＝50 m的圆形跑道跑步，从A点出发逆时针跑过圆周到达B点，试求由A到B的过程中，此人运动的路程和位移(取π＝3.14，＝1.414)．

图5
答案　235.5 m　70.7 m，方向由A指向B
解析　此人运动的路程等于所对应的弧长，即路程s＝×2πR＝235.5 m．此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度，即位移大小x＝R＝70.7 m，位移的方向由A指向B.
针对训练　(2021·济宁一中月考)煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底，然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井，最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面．若A、B两个井口恰在同一水平面上，则此次巡检中安检员(　　)
A．发生的位移是200 m，方向向东；通过的路程是160 m
B．发生的位移是400 m，方向向东；通过的路程是160 m
C．发生的位移是160 m，方向向东；通过的路程是400 m
D．发生的位移是160 m，方向向东；通过的路程是240 m
答案　C
三、直线运动中的位置和位移
1．位置在一维坐标系中的表示
在一维坐标系中，物体的位置用它的坐标表示，坐标的绝对值表示物体到坐标原点的距离．
2．位移在一维坐标系中的表示
用初、末坐标的差值即Δx＝x2－x1表示位移．Δx的绝对值表示位移大小，Δx的正负表示方向，正为沿x轴正方向，负为沿x轴负方向．
3．建立一维坐标系时，选择不同的坐标原点，物体的位置坐标不同，但在同一运动过程中物体位移是相同的．
物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量Δx表示物体的位移．如图6所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m；从C运动到B，它的位移为Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法中正确的是(　　)

图6
A．从C到B的位移大于从A到C的位移，因为正数大于负数
B.从A到C的位移大于从C到B的位移，因为正、负号表示位移的方向，不表示位移的大小
C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D．物体从A到B的位移Δx＝4 m
答案　B
解析　位移是矢量，正、负号表示位移的方向，而不表示位移的大小，从A到C的位移大于从C到B的位移，选项A、C错误，B正确；物体从A到B的位移Δx＝1 m－5 m＝－4 m，故选项D错误．
(2021·定远育才学校月考)下列关于位移和温度的说法中，正确的是(　　)
A．两运动物体的位移大小均为30 m，这两个位移一定相同
B．做直线运动的两物体位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则甲的位移大于乙的位移
C．温度计读数有正有负，其正、负号表示温度的方向
D．温度计读数t1＝3 ℃，t2＝－5 ℃，则t1＞t2
答案　D


考点一　时刻和时间间隔
1．以下的计时数据指时间间隔的是(　　)
A．中央电视台《新闻联播》节目19时开播
B．在田径运动会上，李明在100米决赛中以12.38秒的成绩获得冠军
C．2020年11月24日4时30分，嫦娥五号发射成功
D．2020年11月28日8时30分，“奋斗者”号载人潜水器成功坐底10 909米深海后顺利返航
答案　B
2.(2020·浙江省高一月考)如图1所示，为有力支援武汉“抗疫”，空军在2020年2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场．对以上描述下列说法正确的是(　　)

图1
A．计算运输机飞行时间时，运输机不能看成质点
B．在分析运输机着陆动作时，运输机可以看成质点
C．“上午9时30分”指的是最后一架运输机的飞行时间
D．“上午9时30分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻
答案　D
解析　计算运输机飞行时间时，与运输机的大小和形状无关，所以可以将运输机看成质点，A错误；在分析运输机着陆动作时，不能忽略运输机的大小和形状，运输机不能看成质点，B错误；“上午9时30分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻，D正确，C错误．
3．(多选)根据如图2所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是(　　)

图2
A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s内，也可以称为2 s时
B．0～t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内
C．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内
D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内
答案　CD
解析　t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，故A错误；0～t2表示时间间隔，称为前2 s内或最初2 s内，第2 s内表示1 s末到2 s末这1 s的时间间隔，故B错误；t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内，故C正确；tn－1～tn表示时间间隔，称为第n s内，故D正确．
考点二　位移和路程　矢量和标量
4．(多选)关于位移和路程，下列说法中正确的是(　　)
A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的
B．质点沿不同的路径由A到B，其位移是相同的
C．质点通过一段路程，其位移可能是零
D．质点运动的位移大小可能大于路程
答案　BC
解析　在往复直线运动和曲线运动中，位移的大小是小于路程的，位移只取决于初、末位置，与路径无关，而路程是与路径有关的，故选项B、C正确，A、D错误．
5．关于矢量和标量，下列说法中不正确的是(　　)
A．矢量是既有大小又有方向的物理量
B．标量只有大小没有方向
C．－10 m的位移比5 m的位移小
D．－10 ℃的温度比5 ℃的温度低
答案　C
解析　由矢量和标量的定义可知，A、B正确；－10 m的位移比5 m的位移大，负号不表示大小，仅表示方向与规定的正方向相反，C错误；温度是标量，负号表示该温度比0 ℃低，正号表示该温度比0 ℃高，故－10 ℃的温度比5 ℃的温度低，D正确．
6.400 m比赛中终点在同一直线上，但起点不在同一直线上，如图3所示，关于这样的做法，下列说法正确的是(　　)

图3
A．这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同
B．这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同
C．这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同
D．这样的做法其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利
答案　B
解析　400 m比赛中，因为跑道外圈半径大于里圈，当终点在同一直线上时，起点就不在同一直线上，这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同，B正确．
7.某学校田径运动场400 m标准跑道的示意图如图4所示，100 m赛跑的起跑点在A点，终点在B点，400 m赛跑的起跑点和终点都在A点．在校运动会中，甲、乙两位同学分别参加了100 m、400 m项目的比赛，关于甲、乙两位同学运动的位移大小和路程的说法正确的是(　　)

图4
A．甲、乙两位同学的位移大小相等
B．甲、乙两位同学的路程相等
C．甲的位移较大
D．甲的路程较大
答案　C
解析　位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，有大小也有方向．由题意可知，400 m的比赛中，起点和终点相同，所以在400 m的比赛中位移的大小是0，而在100 m的比赛中，做的是直线运动，位移的大小就是100 m，所以甲的位移为100 m，乙的位移是0，所以甲的位移大；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向，所以在100 m、400 m的比赛中，路程大的是400 m比赛，故乙的路程大，故A、B、D错误，C正确．
8．若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5 m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7 m后停下．上述过程中皮球通过的路程和位移分别是(　　)
A．12 m,2 m B．12 m，－2 m
C．－2 m,2 m D．2 m,2 m
答案　B
解析　如图所示，设皮球开始时停在A点，与墙壁碰撞反弹后最终停在B点，则皮球通过的路程为5 m＋7 m＝12 m；位移为从A到B的有向线段，长度为2 m，方向向西，故位移为－2 m，故选B.

9.如图5所示，A、B是静止在球桌台面上的两个球，相距1.1 m，运动员将球A击向球台侧壁C点，球A碰壁后反弹与球B相碰，已知C点与球A、球B原来位置的距离分别为0.6 m和0.9 m．关于球A从开始被击到撞到球B的全过程中，下列判断正确的是(　　)

图5
A．球A通过的路程是1.5 m
B．球A通过的路程是1.1 m
C．球A通过的位移大小是0.9 m
D．球A通过的位移大小是0.6 m
答案　A
考点三　坐标系
10．某校操场的国旗平台离地面的高度是0.5 m，将坐标系的原点定在平台上，取旗杆所在直线向上为坐标轴的正方向，旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为10.9 m和9.4 m，那么A、B两点的坐标分别是(　　)
A．10.9 m,9.4 m B．11.4 m,9.9 m
C．10.4 m,8.9 m D．10.9 m，－9.4 m
答案　C
解析　A点的坐标为xA＝10.9 m－0.5 m＝10.4 m；B点的坐标为xB＝9.4 m－0.5 m＝8.9 m，C正确．

11．在某次铅球比赛中，某运动员以18.62 m的成绩获得金牌．这里记录的成绩是指(　　)
A．比赛中铅球发生的位移大小
B．比赛中铅球经过的路程
C．既是铅球发生的位移大小，又是铅球经过的路程
D．既不是铅球发生的位移大小，也不是铅球经过的路程
答案　D
解析　铅球的运动轨迹如图中曲线所示，铅球的比赛成绩18.62 m是抛出点A在地面上的竖直投影点A′到落地点B的距离，而位移大小是有向线段的长度，路程是曲线AB的长度，故D正确．

12．在一维坐标系中，某时刻A、B两物体的位置坐标分别为xA＝＋2 m，xB＝－3 m，以后某段时间内A、B两物体在坐标轴上的位移分别为ΔxA＝＋2 m，ΔxB＝－3 m，下列说法正确的是(　　)
A．此刻A距离坐标原点比B更远
B．此刻B物体处于坐标轴的负半轴上
C．此后的这段时间内，A的位移较大
D．这段时间末，B物体到达了坐标原点处
答案　B
13.如图6所示，某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置，如果楼梯间的宽度为L，则人的位移大小和路程分别为(　　)

图6
A．2L，L
B．2L，(1＋2)L
C.L,2L
D.L，(1＋2)L
答案　D

14.如图7所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别为(　　)

图7
A.R，方向由A指向C；R
B.R，方向由A指向C；R
C.R，方向由A指向C；R
D.R，方向由C指向A；R
答案　C
解析　物体的位移大小为线段AC的长度，根据几何关系可知：xAC＝＝R，方向由A指向C；路程为一个半圆周长和一个四分之三圆周长之和，即s＝＋×2πR＝πR，故A、B、D错误，C正确．