高中物理人教版必修第一册第一章 运动的描述 第二节 时间 位移 同步练习

第二节 时间和位移 （一）新课导入提问一个走读生，上学的时候是什么时间离开家的？在路上用了多长时间？怎么走的？什么时间到校的？  要想清楚地描述物体运动情况，仅仅用上节课所学的内容是不够的，我们需要学习更多的物理量。(二)新课内容1.时间和时刻在一开始学生的回答中，学生离家和到校所对应的是时刻概念，在路上所用的时间就是时间间隔，它等于两个时刻之差。(1)如果建立一个表示时间的一维直线系，则在这个坐标系中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。见图1—2—1所示01345678t/s←图1—2—1前2s第4s第6s末、第7s初2→←→2→←→→←→(2)要注意严格区分时间间隔(时间)和时刻。“第6秒末”、“第7秒初”、“6秒末”等指的都是时刻而不是时间。其中“第6秒末”、“第7秒初”指的是同一时刻，在时间轴上都是指t=6秒这一点；“6秒末”在时间轴上指t=6s这一点。“第4秒内”、“前2秒内”都是指时间间隔。其中“第4秒内”就是“ 第4秒初”(或“第3秒末”)到“第4秒末”这两个时刻之间的时间间隔，时间长度为1秒,在时间轴上指t=3s到t=4s两点间的时间间隔。“前2秒内”就是“o时刻”到“2秒末”这两个时刻之间的时间间隔，时间长度为2秒，在时间轴上指t=0s到t=2s两点间的时间间隔。(3)在实验室中常用秒表和打点计时器或频闪照相的方法来测量时间，其中打点计时器和频闪照相的方法可以测量很短的时间间隔。2．路程和位移(1)路程：路程是质点运动轨迹的长度。当物体从某位置A运动到另一位置B时,可以沿不同的轨迹运动,如图1—2—2所示,走过不同的路程。路程不能描述质点的位置的变化，与运动路径有关。路程只有大小，没有方向。“某一时间内路程等于零”表示这段时间物体静止。xy①②③图1—2—2ABO(2)位移：位移用来表示物体位置变化的物理量，它是从初位置到末位置的有向线段,如图1—2—2中的有向线段AB。位移既有大小，又有方向，位移的大小与路径无关，仅由初、末位置决定。“某一时间内位移等于零”表示这段时间物体的初末位置相同，而不表示这段时间内物体静止。 (3)在任何情况下，位移的大小都不可能大于路程。当物体做方向不变的直线运动时，位移的大小才等于路程。(4)位移的单位是“米(m)”，有时也用“千米(km)”或“厘米(cm)”。3．矢量和标量(1)矢量：在物理学上既有大小又有方向的物理量叫做矢量。位移就是矢量。(2)标量：在物理学上只有大小没有方向的物理量叫做标量。例如：时间、质量、温度、路程等都是标量。(3)矢量相加和标量相加遵从不同的法则。两个标量相加遵从算术加法的法则。而矢量相加遵从平行四边形法则。从A点向北走了40m到C，再从C向东走了30m到D,则有向线段AC、CD和AD分别表明第一次、第二次的位移和两次行走的合位移。如图1—2—3。ACD图1—2—3第一次位移大小为40m，第二次位移大小为30m，两次行走的合位移大小为50m．4．直线运动的位置和位移在直线运动中，用坐标表示物体的位置，坐标的正负表示位置在原点的哪一侧，坐标的数值表示位置到原点的距离;用坐标的变化量表示物体位移坐标差的正负表示位移的方向与坐标轴正方向相同还是相反，坐标差的数值表示位移的大小——位置移动的距离。物体做直线运动，若物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2 处于“位置”x2，那么，x2-x1就是物体的“位移”，记为△x=x2-x1。即初、末位置坐标的变化量△x表示物体的位移。例如:物体从A到B，xA＝2mxB＝5m，△xAB＝xB－xA＝5－2＝3m,从C→B，xC＝6m，△xCB＝xB－xC＝5－6＝－1m，负号表示位移的方向和规定的正方向相反，所以在直线运动中，矢量运算可化为代数运算，用正、负代表方向。  5、匀速直线运动   （1）定义：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间里通过的位移相等，这种运动称为匀速直线运动。   （2）匀速直线运动的特点：应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系。    6、变速直线运动   （1）定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。   （2）变速直线运动的位移和时间的关系：不是一次函数关系，其图象为曲线。   （3）变速直线运动的分类：   匀变速直线运动：速度均匀改变的变速直线运动。    非匀变速直线运动：速度不是均匀改变的变速直线运动。 物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（C）   A．只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动  B．在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动  C．在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动  D．无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比   7、位移--时间图象（s-t图）   （1）描述：表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象。   （2）物理意义：描述物体运动的位移随时间的变化规律。   （3）坐标轴的含义：横坐标表示时间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移和发生某段位移所用的时间。    8、匀速直线运动的s-t图   （1）匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜的直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。   （2）s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。   （3）s-t图象中直线倾斜方式（方向）不同，意味着两直线运动方向相反。   （4）s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。   （5）s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。   （6）s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。   （7）s-t图只能描述直线运动。   9、变速直线运动的s-t图象为曲线   10、图象的应用：   （1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间；    （2）求速度；   （3）判断物体的运动性质。 某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态（B）   如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是（BD）       A．在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动  B．甲、乙运动的出发点相距S1  C．乙比甲早出发t1时间  D．乙运动的速率大于甲运动的速率针对训练： 如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：B物体作匀速直线运动，AC物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是14m，10m，10m。  课后作业   （1）下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（AB）   A．匀速直线运动是速度不变的运动。                             B．匀速直线运动的速度大小是不变的。   C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。   D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。   （2）关于质点作匀速直线运动的位移－时间图象以下说法正确的是（ D ）   A．图线代表质点运动的轨迹。              B．图线的长度代表质点的路程。   C．图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。   D．利用s－t图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。   （3）如图所示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（AD）    A．质点A前2s内的位移是1m。   B．质点B第1s内的位移是2m。   C．质点A、B在8s内的位移大小相等。   D．质点A、B在4s末相遇。    （4）如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（AC）     A．甲、乙两质点在1s末时相遇。  B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。  C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动。  D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。