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高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移课文配套ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 时间 位移课文配套ppt课件，共57页。PPT课件主要包含了课前自主预习，时刻和时间间隔，某一瞬间，两个时刻之间，位置的变化，位置和位移，正方向，直线坐标系，平面坐标系，运动轨迹等内容，欢迎下载使用。
1．时刻：表示__________，在时间轴上用点表示，如第2 s末、第8 s初等均为时刻．2．时间间隔：表示__________________的时间．在时间轴上用________表示，如前4 s内(0 s至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔．
“上午8时上课”“8时45分下课”“每节课45分钟”“第2 s 初”“第5 s末”“第6 s内”……(1)以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间间隔？(2)“第2 s初”“第5 s末”“第6 s内”分别对应时间轴上的哪一点或哪一段？
【答案】(1)“上午8时上课”“8时45分下课”“第2 s初”“第5 s末”表示时刻；“每节课45分钟”“第6 s内”表示时间间隔．(2)“第2 s初”对应时间轴上“1 s”点，“第5 s末”对应时间轴上“5 s”点，“第6 s内”对应时间轴上“5～6 s”一段．
1．坐标系．(1)建立目的：定量描述物体的位置及____________．(2)坐标系三要素：________、________和单位长度．(3)常见坐标系种类：________________、__________________和空间坐标系．2．路程：物体______________的长度．
3．位移．(1)物理意义：表示物体(质点)________变化的物理量．(2)定义：从__________到________的一条有向线段．(3)大小：初、末位置间有向线段的_________．(4)方向：由__________指向__________．
4．矢量和标量．(1)矢量：既有________又有________的物理量，如位移．(2)标量：只有________、没有________的物理量，如质量、时间、路程等．
为什么要引入坐标系？为什么坐标系相对于参考系一定是静止的？【答案】引入坐标系是为了定量地应用数学研究物体的运动．坐标系在参照物上建立，参照物静止，故坐标系也静止．
(多选)如图所示为某学校周长为400 m的田径运动场跑道，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400 m、800 m赛跑的起跑点，B点是100 m赛跑的起跑点．在一次校运动会中，甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m 赛跑，则从开始比赛到比赛结束( )A．甲的位移最大B．丙的位移最大C．乙、丙的路程相等D．丙的路程最大
【答案】AD【解析】甲同学的初、末位置的直线距离为100 m，位移大小为100 m，路程也是100 m；乙同学的路程为400 m，但初、末位置重合，位移大小为零；丙同学的路程为800 m，初、末位置重合，位移大小也为零，所以甲的位移最大，丙的路程最大．A、D正确．
1．直线运动位移：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示．(1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．(2)物体的位移：Δx＝_________________.若Δx为正，表示位移方向与x轴正方向相同；若Δx为负，表示位移方向与x轴正方向相反．
2．位移－时间图像．(1)物理意义：直观地表示物体在每一时刻的______或每一时间间隔的________．(2)图像的建立：在直角坐标系中选______为横轴，选________为纵轴，其图线就是位置－时间图像；如果将物体运动的初始位置选作坐标原点0，则图像就成为位移－时间图像，如图所示．
“在x-t图像中，图线是直线时物体做直线运动，图线是曲线时物体做曲线运动．”这种说法对吗？为什么？【答案】不对．x-t图像描述的是物体在一条直线上的运动，因此无论x-2t图像是直线还是曲线，描述的物体都做直线运动．
1．生活中：可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置．
2．实验：练习使用打点计时器．打点计时器的原理及使用.
1．时间间隔与时刻的关系.
2．易错提醒．(1)生活中说的“时间”有时指的是时刻，有时指的是时间间隔．(2)同一时刻表示方法可能不同，如“第5 s末”“5 s末”“第6 s初”指的均是同一时刻，在时间轴上均为“5 s”这一点．注意关键字词的使用，如“初”“末”“时”一般表示时刻，而“内”“用”“经过”“历时”一般表示时间间隔．
例1 以下数据中记录时刻的是( )A．航班晚点20分钟B．午睡从12点25分开始C．某同学的反应时间约为0.2秒 D．火车离站已有3分钟【答案】B
【解析】航班晚点20分钟，其中20分钟指时间， A错误；午睡从12点25分开始，其中12点25分指时刻， B正确；某同学的反应时间约为0.2秒，其中0.2秒指的是时间，C错误；火车离站已有3分钟，其中3分钟指的是时间， D错误．
变式1 (2022年北京顺义名校检测) 下列关于时刻和时间的说法错误的( )A．上午第一节课从8:00到8:40共40分钟，这里的40分钟指时间间隔B．第2 s末与第3 s初指的不是同一时刻C．任何一段时间都有一个初时刻和一个末时刻D．第2 s内所表示的时间为1 s【答案】B
【解析】上午第一节课从8：00到8：40共40分钟，对应时间轴上一段距离，这里的40分钟是时间间隔，故A正确；第2 s末与第3 s初在时间轴上是同一个点，指的是同一时刻，故B错误；任何一段时间在时间轴上对应一段距离，都有一个初时刻和一个末时刻，故C正确；第2 s内指的是时间间隔，所表示的时间为1 s，故D正确．本题选择错误的，故选B．
解答此类问题，首先要注意时刻和时间间隔分别对应于时间轴上的一个点和一条线段，其次要特别注意：第n s末就是第(n＋1) s初；n s内不等于第n s内，n s内指的是从0～n s末共n s的时间，而第n s内指的是从(n－1) s末至n s末共1 s的时间．
例2 一物体从O点出发，沿东偏北37°的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动10 m至B点．(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；(2)依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标．【答案】(1)见解析 (2)A(8 m,6 m)B(8 m，－4 m)
【解析】(1)坐标系如图，图线O→A→B为运动轨迹．
(2)A点位置：xA＝10cs 37° m＝8 m，yA＝10sin 37° m＝6 m，B点位置：xB＝8 m，yB＝6 m－10 m＝－4 m，即A点的坐标为(8 m,6 m)，B点的坐标为(8 m，－4 m)．
变式2 一物体沿x轴运动，各个时刻的位置坐标如表所示：
(1)请在图中的x轴上标出物体在各时刻的位置．
(2)哪个时刻物体离坐标原点最远？有多远？【答案】(1)见解析图 (2)4 s末 7 m
【解析】(1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出物体在各时刻位置如图所示．(2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m，所以4 s末物体离坐标原点最远，为7 m.
1．位移和路程的区别与联系.
位移和路程 矢量和标量
2．对矢量和标量的理解.
例3 (多选)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．下列正确的是( )
A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D．物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2【答案】AD
【解析】位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，不要带正、负号，B、C错误，A正确；因Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，D正确．
变式3 下列物理量中属于矢量的是( )A．位移B．质量 C．时间D．路程【答案】A【解析】位移是矢量，A正确．质量、时间、路程都是只有大小没有方向的物理量，是标量，故选A．
变式4 如图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央部分是两个半圆，练功人从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他到D点时，他的路程和位移大小及位移的方向分别为( )
路程和位移的关系1．位移与路程永远不可能相同：因为位移是矢量，而路程是标量．2．位移的大小与路程的关系：只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程．在曲线运动或往复直线运动中，位移大小一定小于路程．
北斗定位系统的原理是用户同时接收多个定位卫星的广播信号，以计算出自己的所在位置．北斗定位不只是靠卫星，还有一张细密的地面站网辅助，让定位精确到几厘米．在北斗的帮助下，未来导航软件能准确地判断你的车是在中间车道，还是在左转车道．汽车使用基于北斗的导航系统时，地图上可清晰地显示出它变换车道的轨迹，相比之下，传统导航系统定位轨迹摆动幅度达十几米．北斗系统提供的服务，定位精度将可达到2～5厘米，这种又快又准的新一代定位，不仅能服务汽车导航和自动驾驶，还有助于无人机送货．有了厘米级定位，无人机就不会把货送到你的邻居家了．
例4 某人驾车从国家体育场到沈阳奥林匹克体育中心．他利用手机地图的导航功能规划路线，在“距离最短”的方案中显示的“8小时58分，724千米”分别指的是( )A．时间，位移B．时间，路程C．时刻，位移D．时刻，路程【答案】B【解析】时长为时间，导航距离为路程．
例5 如图所示，自行车的半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为( )
1．2022年2月12日17时25分，高亭宇在北京冬奥会上以 34秒32打破奥运纪录获得男子500米速度滑冰冠军．他在最后100米直道运动中将其他选手远远甩在后面．此处的四个数据用物理学术语表示分别指( )A．时刻，时间，位移，路程B．时刻，时间，路程，位移C．时间，时刻，路程，位移D．时间，时刻，位移，路程【答案】B【解析】17时25分是时刻，34秒32是时间，500米是路程，100米是位移.
2．关于位移和路程，下列说法错误的是( )A．位移可能随路程的增大而减小B．物体通过的路程不相等，但位移可能相同C．位移可能随时间的增加而减小D．只要物体通过了一段路程，其位移就不可能为零【答案】D
【解析】位移是矢量，大小等于首末位置的距离，路程是标量，大小等于运动轨迹的长度，则质点运动的路程一直增大，位移可以随路程的增大而减小，故A正确；物体沿着不同路径从一位置运动到达另一位置，它们的路程不同，但位移是相同，故B正确；位移可能随时间的增大而减小，例如物体做圆周运动时，从初位置出发，经过一段时间又回到初位置，即物体通过一段路程，但是位移可以为零，故C正确，D错误．
3．一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下方向为坐标轴的正方向．则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是( )A．1 m,3 mB．1 m，－1 m C．1 m，- 2mD．－1 m，－3 m【答案】A
【解析】坐标原点选在抛出点下方2 m处，向下为坐标轴正方向，在距地面1 m高处被接住，由此可得接住点的位置坐标是＋1 m，而抛出位置坐标是- 2m，所以抛出到接住的过程中坐标的变化量是1 m－(-2) m＝＋3 m，A正确．
4．如图所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别是( )A．0；0B．4R，向东；πRC．4πR，向东；4RD．4R，向东；2πR【答案】D
1．时刻：表示__________，在时间轴上用点表示，如第2 s末、第8 s初等均为时刻．2．时间间隔：表示__________________的时间．在时间轴上用________表示，如前4 s内(0 s至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔．
“上午8时上课”“8时45分下课”“每节课45分钟”“第2 s 初”“第5 s末”“第6 s内”……(1)以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间间隔？(2)“第2 s初”“第5 s末”“第6 s内”分别对应时间轴上的哪一点或哪一段？
【答案】(1)“上午8时上课”“8时45分下课”“第2 s初”“第5 s末”表示时刻；“每节课45分钟”“第6 s内”表示时间间隔．(2)“第2 s初”对应时间轴上“1 s”点，“第5 s末”对应时间轴上“5 s”点，“第6 s内”对应时间轴上“5～6 s”一段．
1．坐标系．(1)建立目的：定量描述物体的位置及____________．(2)坐标系三要素：________、________和单位长度．(3)常见坐标系种类：________________、__________________和空间坐标系．2．路程：物体______________的长度．
3．位移．(1)物理意义：表示物体(质点)________变化的物理量．(2)定义：从__________到________的一条有向线段．(3)大小：初、末位置间有向线段的_________．(4)方向：由__________指向__________．
4．矢量和标量．(1)矢量：既有________又有________的物理量，如位移．(2)标量：只有________、没有________的物理量，如质量、时间、路程等．
为什么要引入坐标系？为什么坐标系相对于参考系一定是静止的？【答案】引入坐标系是为了定量地应用数学研究物体的运动．坐标系在参照物上建立，参照物静止，故坐标系也静止．
(多选)如图所示为某学校周长为400 m的田径运动场跑道，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400 m、800 m赛跑的起跑点，B点是100 m赛跑的起跑点．在一次校运动会中，甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m 赛跑，则从开始比赛到比赛结束( )A．甲的位移最大B．丙的位移最大C．乙、丙的路程相等D．丙的路程最大
【答案】AD【解析】甲同学的初、末位置的直线距离为100 m，位移大小为100 m，路程也是100 m；乙同学的路程为400 m，但初、末位置重合，位移大小为零；丙同学的路程为800 m，初、末位置重合，位移大小也为零，所以甲的位移最大，丙的路程最大．A、D正确．
1．直线运动位移：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示．(1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．(2)物体的位移：Δx＝_________________.若Δx为正，表示位移方向与x轴正方向相同；若Δx为负，表示位移方向与x轴正方向相反．
2．位移－时间图像．(1)物理意义：直观地表示物体在每一时刻的______或每一时间间隔的________．(2)图像的建立：在直角坐标系中选______为横轴，选________为纵轴，其图线就是位置－时间图像；如果将物体运动的初始位置选作坐标原点0，则图像就成为位移－时间图像，如图所示．
“在x-t图像中，图线是直线时物体做直线运动，图线是曲线时物体做曲线运动．”这种说法对吗？为什么？【答案】不对．x-t图像描述的是物体在一条直线上的运动，因此无论x-2t图像是直线还是曲线，描述的物体都做直线运动．
1．生活中：可以用照相的方法记录物体的位置，用钟表记录物体运动的时刻，也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置．
2．实验：练习使用打点计时器．打点计时器的原理及使用.
1．时间间隔与时刻的关系.
2．易错提醒．(1)生活中说的“时间”有时指的是时刻，有时指的是时间间隔．(2)同一时刻表示方法可能不同，如“第5 s末”“5 s末”“第6 s初”指的均是同一时刻，在时间轴上均为“5 s”这一点．注意关键字词的使用，如“初”“末”“时”一般表示时刻，而“内”“用”“经过”“历时”一般表示时间间隔．
例1 以下数据中记录时刻的是( )A．航班晚点20分钟B．午睡从12点25分开始C．某同学的反应时间约为0.2秒 D．火车离站已有3分钟【答案】B
【解析】航班晚点20分钟，其中20分钟指时间， A错误；午睡从12点25分开始，其中12点25分指时刻， B正确；某同学的反应时间约为0.2秒，其中0.2秒指的是时间，C错误；火车离站已有3分钟，其中3分钟指的是时间， D错误．
变式1 (2022年北京顺义名校检测) 下列关于时刻和时间的说法错误的( )A．上午第一节课从8:00到8:40共40分钟，这里的40分钟指时间间隔B．第2 s末与第3 s初指的不是同一时刻C．任何一段时间都有一个初时刻和一个末时刻D．第2 s内所表示的时间为1 s【答案】B
【解析】上午第一节课从8：00到8：40共40分钟，对应时间轴上一段距离，这里的40分钟是时间间隔，故A正确；第2 s末与第3 s初在时间轴上是同一个点，指的是同一时刻，故B错误；任何一段时间在时间轴上对应一段距离，都有一个初时刻和一个末时刻，故C正确；第2 s内指的是时间间隔，所表示的时间为1 s，故D正确．本题选择错误的，故选B．
解答此类问题，首先要注意时刻和时间间隔分别对应于时间轴上的一个点和一条线段，其次要特别注意：第n s末就是第(n＋1) s初；n s内不等于第n s内，n s内指的是从0～n s末共n s的时间，而第n s内指的是从(n－1) s末至n s末共1 s的时间．
例2 一物体从O点出发，沿东偏北37°的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动10 m至B点．(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；(2)依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标．【答案】(1)见解析 (2)A(8 m,6 m)B(8 m，－4 m)
【解析】(1)坐标系如图，图线O→A→B为运动轨迹．
(2)A点位置：xA＝10cs 37° m＝8 m，yA＝10sin 37° m＝6 m，B点位置：xB＝8 m，yB＝6 m－10 m＝－4 m，即A点的坐标为(8 m,6 m)，B点的坐标为(8 m，－4 m)．
变式2 一物体沿x轴运动，各个时刻的位置坐标如表所示：
(1)请在图中的x轴上标出物体在各时刻的位置．
(2)哪个时刻物体离坐标原点最远？有多远？【答案】(1)见解析图 (2)4 s末 7 m
【解析】(1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出物体在各时刻位置如图所示．(2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m，所以4 s末物体离坐标原点最远，为7 m.
1．位移和路程的区别与联系.
位移和路程 矢量和标量
2．对矢量和标量的理解.
例3 (多选)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．下列正确的是( )
A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D．物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2【答案】AD
【解析】位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，不要带正、负号，B、C错误，A正确；因Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，D正确．
变式3 下列物理量中属于矢量的是( )A．位移B．质量 C．时间D．路程【答案】A【解析】位移是矢量，A正确．质量、时间、路程都是只有大小没有方向的物理量，是标量，故选A．
变式4 如图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央部分是两个半圆，练功人从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他到D点时，他的路程和位移大小及位移的方向分别为( )
路程和位移的关系1．位移与路程永远不可能相同：因为位移是矢量，而路程是标量．2．位移的大小与路程的关系：只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程．在曲线运动或往复直线运动中，位移大小一定小于路程．
北斗定位系统的原理是用户同时接收多个定位卫星的广播信号，以计算出自己的所在位置．北斗定位不只是靠卫星，还有一张细密的地面站网辅助，让定位精确到几厘米．在北斗的帮助下，未来导航软件能准确地判断你的车是在中间车道，还是在左转车道．汽车使用基于北斗的导航系统时，地图上可清晰地显示出它变换车道的轨迹，相比之下，传统导航系统定位轨迹摆动幅度达十几米．北斗系统提供的服务，定位精度将可达到2～5厘米，这种又快又准的新一代定位，不仅能服务汽车导航和自动驾驶，还有助于无人机送货．有了厘米级定位，无人机就不会把货送到你的邻居家了．
例4 某人驾车从国家体育场到沈阳奥林匹克体育中心．他利用手机地图的导航功能规划路线，在“距离最短”的方案中显示的“8小时58分，724千米”分别指的是( )A．时间，位移B．时间，路程C．时刻，位移D．时刻，路程【答案】B【解析】时长为时间，导航距离为路程．
例5 如图所示，自行车的半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为( )
1．2022年2月12日17时25分，高亭宇在北京冬奥会上以 34秒32打破奥运纪录获得男子500米速度滑冰冠军．他在最后100米直道运动中将其他选手远远甩在后面．此处的四个数据用物理学术语表示分别指( )A．时刻，时间，位移，路程B．时刻，时间，路程，位移C．时间，时刻，路程，位移D．时间，时刻，位移，路程【答案】B【解析】17时25分是时刻，34秒32是时间，500米是路程，100米是位移.
2．关于位移和路程，下列说法错误的是( )A．位移可能随路程的增大而减小B．物体通过的路程不相等，但位移可能相同C．位移可能随时间的增加而减小D．只要物体通过了一段路程，其位移就不可能为零【答案】D
【解析】位移是矢量，大小等于首末位置的距离，路程是标量，大小等于运动轨迹的长度，则质点运动的路程一直增大，位移可以随路程的增大而减小，故A正确；物体沿着不同路径从一位置运动到达另一位置，它们的路程不同，但位移是相同，故B正确；位移可能随时间的增大而减小，例如物体做圆周运动时，从初位置出发，经过一段时间又回到初位置，即物体通过一段路程，但是位移可以为零，故C正确，D错误．
3．一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下方向为坐标轴的正方向．则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是( )A．1 m,3 mB．1 m，－1 m C．1 m，- 2mD．－1 m，－3 m【答案】A
【解析】坐标原点选在抛出点下方2 m处，向下为坐标轴正方向，在距地面1 m高处被接住，由此可得接住点的位置坐标是＋1 m，而抛出位置坐标是- 2m，所以抛出到接住的过程中坐标的变化量是1 m－(-2) m＝＋3 m，A正确．
4．如图所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，则它的位移和路程分别是( )A．0；0B．4R，向东；πRC．4πR，向东；4RD．4R，向东；2πR【答案】D
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