高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移课文内容课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移课文内容课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了限位孔，电磁打点计时器，电火花计时器，刻度尺，ABDEC，纸盘轴，墨粉纸盘等内容，欢迎下载使用。

关键能力·情境探究达成
知识点一　位移—时间图像
知识点二　位移和时间的测量
1．x-t图像：x-t图像实质是位置—时间图像，选取物体运动的________为坐标原点，则位置坐标与位移大小____，位置—时间图像就成为位移—时间图像。2．物理意义：描述了物体在不同时间内的____。
如图所示，一位同学为了描述一列火车沿直线轨道的运动情况，画出了它的位移—时间图像。
问题1　火车离开出发点的最远距离是多大？提示：90 m。问题2　火车在2.5～3 min时间内运动情况如何？提示：静止。问题3　火车的位移—时间图像是火车的运动轨迹吗？提示：不是，位移—时间图像表示位移随时间变化的规律。
1．从x-t图像中获得的信息(1)任一时刻质点的位移。(2)质点发生某段位移所用的时间。(3)判断质点是静止还是运动；若图线与t轴平行，表示质点静止，如图中0～t1时间内；若图线是一条倾斜的直线，表示质点做匀速直线运动，如图中t1～t2时间内。
(4)判断质点运动的快慢，运动的快慢由图线的斜率直观表示，斜率越大，质点运动得越快，如图中乙比甲运动快。(5)交点：两图线的交点表示两质点在这一时刻相遇，如图中P点所示。(6)截距：图像不过原点时，若从纵轴开始，则表示开始计时时，位移不为零(如图中甲所示)。若从横轴开始，则表示计时一段时间后，质点才开始运动(如图中乙所示)。
2．常见的几种x-t图像的比较
【典例1】　如图所示为某客车的x-t图像。(1)根据图像说明客车在各时间段的运动情况。(2)客车最远位置距离出发点多少千米？[思路点拨]　在x-t图像中，图线反映了物体的位移随时间的变化规律。在t轴上方的位移为正，表示位移方向与规定的正方向相同；t轴下方位移为负，表示位移方向与规定的正方向相反。
[解析]　(1)0～1 h，客车向正方向前进40 km。1～1.5 h，客车静止在40 km处。1.5～3 h，客车沿负方向返回。(2)由图像可知，1 h末客车离出发点最远，最远距离为40 km。[答案]　(1)见解析　(2)40 km
规律总结　在分析处理位移—图像问题时的3点注意：(1)无论物体的位移—时间图像是直线还是曲线，物体均做直线运动。(2)物体开始运动的初始位置由t＝0时的位移即纵轴的截距决定。(3)物体的位移越来越大，表示物体沿着正方向运动，反之物体沿负方向运动。
[跟进训练]1．一物体做直线运动，其位移－时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　)A．物体先向左运动，2 s后开始向右运动B．在t＝2 s时物体距出发点最远C．前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方D．在t＝4 s时物体距出发点最远
D　[由题意知向右为正方向。由题图图像可知，物体从－5 m处向右运动至5 m处，然后返回至4 m处，始终位于出发点右方，物体在前4 s内一直向右运动，后2 s内向左运动，故A、C错误；在t＝4 s时物体距出发点最远，B错误，D正确。]
1．两种打点计时器(如图所示)
(1)电磁打点计时器使用____电源的____仪器；工作电压约为__ V，当电源频率是50 Hz时，每隔________打一次点。(2)电火花计时器使用220 V交变电源，打点周期______。
2．时间的测量从能够看清的某个点(起始点)开始，往后数出若干个点，例如数出n个点，则纸带从起始点到第n个点的运动时间t＝______ s。3．位移的测量用______测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的位移大小。
如图所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，
问题1　从点迹的分布情况可以断定纸带运动有什么特点？提示：纸带运动得越来越快。问题2　若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时多长时间？提示：0.26 s。
1．两种打点计时器的比较
2．测量位移和时间的方法(1)测位移：照相法或频闪照相法、打点计时器法。(2)测时间：可用钟表、打点计时器。3．用打点计时器测量位移和时间的步骤(1)安装、固定打点计时器，并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。(2)接通电源待打点计时器稳定工作后，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。
(3)取下纸带从便于测量的位置开始(起始点)，往后数出若干个点。如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。(4)用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。
【典例2】　(1)电磁打点计时器是一种使用_____电源的计时仪器，它的工作电压约为____，当电源频率为50 Hz时，它每隔____s打一次点。使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过_______，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的____面。
[解析]　电磁打点计时器使用的是低压交变电源，工作电压约为8 V，当交流电频率为50 Hz时，计时器每隔0.02 s打一次点，为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写纸下面。
(2)打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时____ s，位移大小为________m。[解析]　由电源的频率是50 Hz，知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s，则A、B间历时tAB＝2T＝0.04 s，位移大小为xAB＝(1.20＋1.60)×10-2m＝0.028 0 m。
[跟进训练]2．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。
(1)常见的打点计时器有两种：______________和______________，它们使用的都是______电源(填“直流”或“交变”)，当电源频率为50 Hz时，每隔_____ s打一个点。[解析]　常见的打点计时器有两种：电磁打点计时器和电火花计时器，它们使用的都是交变电源。当电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点。
(2)关于本实验，下列说法正确的是________。A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动C．先释放纸带运动，后接通电源打点D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越大[解析]　由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，后释放纸带，故A、C错误，B正确；纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小，故D错误。
(3)要测量小车的速度。除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是________。[解析]　除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺，用于测量纸带上的点间距离。
学习效果·随堂评估自测
1．电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是(　　)A．时间间隔　　B．位移　　C．平均速度　　D．瞬时速度
A　[时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出，故A正确；位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出，故B错误；而平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的，C、D错误。]
2．如图为一物体运动的s-t图像，在0到4 s的时间内，该物体的位移为(　　)A．1 m　　　B．2 m　　　C．5 m　　　D．6 m
A　[在0到4 s的时间内，该物体的位移为：Δs＝s2－s1＝2 m－1 m＝1 m，故选项A正确。]
3．(多选)某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示，则(　　)A．10 s时，质点所处的位置坐标为5 mB．在10 s内，质点的位移为5 mC．在20 s内，质点的位移为9 mD．第5 s末和第15 s末，质点的运动方向相反
AD　[图像反映质点位置随时间的变化关系，10 s时质点处在5 m的位置，A项正确；在10 s内，质点的初位置坐标为1 m，末位置坐标为5 m，位移大小为4 m，B项错误；在20 s内，质点的位移为Δx＝x2－x1＝0－1 m＝－1 m，C项错误；5 s末质点沿正方向运动，15 s末质点沿负方向运动，D项正确。]
4．使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：(1)在如下基本步骤中，正确的排列顺序为________。A．把电火花计时器固定在桌子上B．安放纸带C．松开纸带让物体带着纸带运动D．接通220 V交流电源E．按下脉冲输出开关，进行打点(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在________上，还要检查________是否夹在两纸带之间。
[解析]　根据实验原理，通过对实验仪器的观察，掌握新仪器的使用方法是一种重要的实验能力。电火花计时器的特点是打点靠放电针和墨粉纸盘之间的火花放电来实现，故其操作步骤和电磁打点计时器是类似的。墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用。墨粉纸盘夹在两条白纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动。
回归本节知识，自我完成以下问题：1．如何绘制x-t图像？x-t图像的物理意义是什么？提示：在平面直角坐标系中，用纵坐标表示物体的位置，用横坐标表示时间，根据给出的(或测量的)数据，在坐标系中描点，用平滑的曲线连接各点，图像表示物体在每一时刻的位置或每一段时间间隔的位移。