高中物理 第一章第2节时间和位移目标导学必修1

2 时间和位移

课堂合作探究

问题导学

一、时刻和时间间隔

活动与探究1

1．我们说上午8时上课，8时45分下课，这里的“8时”“8时45分”指的是时刻还是时间间隔？一节课的时间是45分钟，“45分钟”是时刻还是时间间隔？

2．你能总结出时刻和时间间隔之间有什么样的关系吗？

迁移与应用1

下列数据中描述时间间隔的是（）

A．2012年11月2日0时9分，山西省浮山县发生了3.4级地震

B．第30届奥运会于2012年7月28日4时（北京时间）在伦敦开幕

C．刘翔取得了12.88秒的110米栏的好成绩

D．我国航天员翟志刚在“神舟”七号飞船外完成了历时20分钟的太空行走

（1）时刻：时刻在时间轴上对应于一点，表示某一瞬间或某一瞬时。

（2）时间间隔：时间间隔是两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应于两点间的线段，表示一段过程，有时也简称时间。

（3）表示时间的数轴称为时间轴。在时间轴上，时刻用点表示，时间用线段表示。如图所示，O点表示初始时刻，A点表示时刻第1 s末（即1 s末）或第2 s初，D点表示4.5 s时，OA、OB、OC分别表示从计时开始的时间前1 s内、前2 s内、前3 s内（即1 s内、2 s内、3 s内），OA、AB、BC分别表示时间第1 s内、第2 s内、第3 s内（时间均为1 s）等等。

（4）在日常生活中所说的“时间”，其含义不尽相同，有时是指时刻，有时是指时间间隔，要根据上下文认清它的含义。在物理学中，“时间”的含义就是时间间隔。

二、位移和路程

活动与探究2

1．阅读下面的对话。

甲：请问到市图书馆怎么走？

乙：从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口，再向东走300 m就到了。

甲：谢谢！

乙：不用客气。

请结合图示，把甲要经过的路程和位移表示出来，并归纳出位移和路程的不同。

2．在标准的运动场上将要进行1 500米赛跑，上午9时20分50秒，发令枪响，某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发，绕运动场跑了三圈多，到达终点，成绩是4分38秒，如图所示。请根据上面的信息讨论以下问题：

（1）该运动员在哪几段跑道上做直线运动？在哪几段跑道上做曲线运动？请在图上标出来。

（2）该运动员从起点到达终点所用的时间是多少？起跑和到达的时刻分别是多少？

（3）该运动员跑过的路程是多少？他的位置变化如何？

（4）如果该运动员始终沿直线跑过这么长的路程，他的位移是多少？

3．像位移这样的物理量，既有大小又有方向，我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们写出一些以前学过的只有大小没有方向的物理量。

4．试总结标量和矢量的区别。同一直线上矢量的大小和方向如何表示？

迁移与应用2

一质点由位置A向北运动了4 m到C，又转弯向东运动了3 m到达B，在这一过程中质点运动的路程是多少？运动的位移大小是多少？方向如何？

（1）位移是描述物体位置变化的物理量，而路程则是描述物体运动路径（轨迹）长短的物理量。

（2）位移既有大小，又有方向，它的大小等于初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置；而路程只有大小没有方向，它的大小是物体实际运动路径的长度。

（3）只有物体做单向直线运动时，其位移大小才和路程相等，除此之外，物体的位移大小总是小于路程。

（4）位移是矢量，求某一矢量时，除求出其大小外，还要指出它的方向。

（5）矢量的正负号不表示物理量的大小，而是用来表示方向的：正号代表矢量的方向与我们取的正方向相同，负号代表矢量的方向与我们取的正方向相反。

三、直线运动的位置和位移

活动与探究3

1．一艘在平静湖面上做直线行驶的小船，要准确地描述它在某一时刻的位置和一段时间内的位移，除了要选取参考系外，还可采取怎样的方法和步骤呢？

2．如图所示，一质点从A运动到B，初位置的坐标x A=_________，末位置的坐标x B=________，它的坐标变化量Δx=__________，位移的大小为__________，方向是___________。

迁移与应用3

从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5 m后回落，最后到达地面（如图），分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格。

坐标原点

的位置

出发点的坐标 最高点的坐标 落地点的坐标 上升过程的位移 下落过程的位移 全过程的位移 以地面为原点

以抛出点

为原点

（1）如果物体做直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移。可建立一维坐标系来描述物体的位置和位移。如图，物体在时刻t 1处于“位置”x 1，在时刻t 2运动到“位置”x 2，那么，x 2－x 1就是物体的“位移”，记为Δx =x 2－x 1。可见，物体位置的变化可用位移来表示。

（2）在直线运动中，位移的方向可以用正、负号表示，正号表示位移与规定正方向相同，负号表示与规定正方向相反。

当堂检测

1．关于时刻和时间，下列说法正确的是（ ）

A ．时刻表示的时间极短，时间表示的时间较长

B ．时刻对应物体运动的位置，时间对应物体运动的位移

C ．作息时间表上的数字一般表示的是时刻

D ．1 min 只能分成60个时刻

2．下列关于位移和路程的说法，正确的是（ ）

A ．路程和位移的大小相等的运动一定是单向直线运动

B ．质点做曲线运动时，某段时间内位移的大小一定小于路程

C ．两个质点通过的位移相同，它们所通过的路程不一定相等

D ．两个质点通过的位移相同，它们的路程一定相等

3．关于时间和时刻，下列说法正确的是（ ）

A ．物体在5 s 时指的是物体在第5 s 末时，指的是时刻

B ．物体在5 s 内指的是物体在第4 s 末到第5 s 末这1 s 的时间

C ．物体在第5 s 内指的是物体在第4 s 末到第5 s 末这1 s 的时间

D ．第4 s 末就是第5 s 初，指的是时刻

4．物体沿半径分别为6 m 和9 m 的半圆弧由A 点到B 点到达C 点，如图所示，则它的位移和路程分别是（ ）