高中物理人教版必修1學(xué)案 時(shí)間和位移3
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1111.2 時(shí)間和位移 學(xué)案要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1如果用一條數(shù)軸表示時(shí)間,則時(shí)刻t就是時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn) ,時(shí)間間隔t就是時(shí)間軸上的一段線段。但是在日常語言中,我們用語比較混淆,大都不加區(qū)別地說成時(shí)間。如“時(shí)間還早”里的時(shí)間,就是時(shí)刻;說“一堂課時(shí)間有45分鐘”,則是指時(shí)間間隔;有時(shí)“時(shí)間”又是指與“空間”對(duì)偶的概念無限的時(shí)間軸的整體。因此我們?cè)诳磿鴷r(shí)要結(jié)合上下文正確理解。2位移:從初位置到末位置的有向線段,叫做位移。它是表示位置變動(dòng)(變化)的物理量。位移既有大小又有方向,它是一個(gè)矢量。矢量相加和標(biāo)量相加遵從不同的法則(見后面“力的合成”)。物體只有作單一方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移大小才等于路程,一般情況下位移大小不大于路程。3很多同學(xué)可能對(duì)物理學(xué)里引入“位移矢量”來研究運(yùn)動(dòng)覺得迷惑不解。當(dāng)物體作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移直線段與走過的“路徑軌跡”完全不同,位移大小跟“路程”數(shù)值也大不相同,尤其是當(dāng)物體走一封閉曲線如一圓周時(shí),路程可以很大,而位移卻總是為零,有人覺得很荒謬。其實(shí)這只是初學(xué)時(shí)的一種錯(cuò)覺,物理學(xué)家也是經(jīng)過長期研究才克服“常識(shí)思維”的桎梏找到“位移”這個(gè)有效的物理量的。確實(shí),人走路的勞累程度、汽車耗油的多少是跟路程大小有關(guān),但是只有位移才能僅由初、末位置唯一確定。而研究物體運(yùn)動(dòng)的目的就是找到“確定物體在任意時(shí)刻的位置”的方法。(注:無論物體是作直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),一段“無限小”的運(yùn)動(dòng),其位移與路徑總是可以看成重合,而用“高等數(shù)學(xué)”工具來研究物理,都是從研究“無限小運(yùn)動(dòng)”著手,因此,位移也可以用來研究曲線運(yùn)動(dòng)。)4如果是直線運(yùn)動(dòng),則位移x和初、末位置坐標(biāo)x1 、x2的關(guān)系十分簡單:x=x2 - x1。而且此式有著豐富的含義:x的數(shù)值表示位移的大小,x的正負(fù)表示位移的方向正表示位移x的方向與x軸的正方向相同,負(fù)表示位移x的方向與x軸的正方向相反。范例精析例1 :分清幾個(gè)概念和說法。 以后,我們?cè)谘芯窟\(yùn)動(dòng)時(shí),常常會(huì)要求出“物體在1秒末、2秒末(或第1秒末、第2秒末)的速度及位置”,也會(huì)要求“物體在1秒內(nèi)、2秒內(nèi)(或第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi))的位移和平均速度”。請(qǐng)問:(1)其中哪個(gè)表示時(shí)刻、哪個(gè)表示時(shí)間間隔?(2)“1秒內(nèi)”和“第1秒內(nèi)”的位移(以及平均速度)是同一概念嗎?“2秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”的位移(以及平均速度)是同一概念嗎?(3)“第2秒末的速度”與“第2秒內(nèi)的平均速度”相同嗎?解析 (1)“1秒末、2秒末(或第1秒末、第2秒末)”表示時(shí)刻;“1秒內(nèi)、2秒內(nèi)(或第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi))”表示時(shí)間間隔。(2)“1秒內(nèi)”和“第1秒內(nèi)” 的位移(以及平均速度)是同一概念?!?秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”的位移(以及平均速度)不是同一概念?!?秒內(nèi)的位移”表示2秒長的時(shí)間里的位移,“第2秒內(nèi)的位移” 表示“第2秒”這1秒長的時(shí)間里的位移。(3)不相同。前者是瞬時(shí)速度;后者是平均速度。拓展 時(shí)間間隔t=t2- t1,如果初始時(shí)刻t1取為零時(shí)刻,則t = t2,也就是說在這種情況下時(shí)間間隔t就等于末時(shí)刻t2;反之,一般情況下時(shí)間間隔t不等于末時(shí)刻t2。例2如圖1-2-1所示,一輛汽車在馬路上行駛,t=0時(shí),汽車在十字路口中心的左側(cè)20m處,過了2秒鐘,汽車正好到達(dá)十字路口的中心,再過3秒鐘,汽車行駛到了十字路口中心右側(cè)30m處,如果把這條馬路抽象為一條坐標(biāo)軸x,十字路口中心定為坐標(biāo)軸的原點(diǎn),向右為x軸的正方向,試將汽車在三個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)填入下表,并說出前2秒內(nèi)、后3秒內(nèi)汽車的位移分別為多少?這5秒內(nèi)的位移又是多少?觀測(cè)時(shí)刻t=0時(shí)過2秒鐘再過3秒鐘位置坐標(biāo) x1= x2= x3=解析:馬路演化為坐標(biāo)軸,因?yàn)橄蛴覟閤軸的正方向, 所以,在坐標(biāo)軸上原點(diǎn)左側(cè)的點(diǎn)的坐標(biāo)為負(fù)值。右側(cè)的點(diǎn)的坐標(biāo)為正值,即:x1=20m, x2=0, x3=30m。前2秒內(nèi)的位移x1=x2x1=0(20)m=20m 后3秒內(nèi)的位移x2=x3x2=30m0m=30m。這5秒內(nèi)的位移x3=x3x1=30m(20)m=50m上述位移x1、x2和x3都是矢量,大小分別為20、30和50m,方向都向右,即與x軸同方向。能力訓(xùn)練1下列說法中,關(guān)于時(shí)間的是( BCD ),關(guān)于時(shí)刻的是( A )A學(xué)校上午8點(diǎn)開始上第一節(jié)課,到8點(diǎn)45分下課B小學(xué)每節(jié)課只有40分鐘C我走不動(dòng)了,休息一下吧D邢慧娜獲得雅典奧運(yùn)會(huì)女子10000m冠軍,成績是30分24秒36一列火車從上海開往北京,下列敘述中,指時(shí)間的是( BD )A火車在早上6點(diǎn)10分從上海出發(fā)B列車共運(yùn)行了12小時(shí)C列車在9點(diǎn)45分到達(dá)中途的南京站D列車在南京停了10分鐘3. 關(guān)于位移和路程,下列四種說法中正確的是( C )A位移和路程在大小上總相等,只是位移有方向,是矢量,路程無方向,是標(biāo)量B位移用來描述直線運(yùn)動(dòng),路程用來描述曲線運(yùn)動(dòng)C位移取決于物體的始末位置,路程取決于物體實(shí)際通過的路線D位移和路程是一回事4. 如圖1-2-2所示,物體沿著兩個(gè)半徑均為R的半圓弧由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),A、B、C三點(diǎn)在同一直線上在此過程中,物體位移的大小是 ,方向?yàn)?,物體通過的路程為 4R, 由A指向C, 2R5、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng),其位置坐標(biāo)如下表:t/s012345x/m204176請(qǐng)?jiān)趚軸上畫出各時(shí)刻物體的位置該質(zhì)點(diǎn)02s末的位移大小是 ,方向是 該質(zhì)點(diǎn)在開始運(yùn)動(dòng)后 s內(nèi)位移數(shù)值最大該質(zhì)點(diǎn)在第 s內(nèi)位移數(shù)值最大,大小是 ,方向是 (1)略, (2)6m,x方向,(3)4, (4)5, 13m, +x方向111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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