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时间和位移 标量矢量习题
1.关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A.第5秒末是时间的概念,已经历5s
B.第4秒是时间的概念,共经历了4s
C.最后2秒是时间的概念,共经历了2s
D.3秒末是时间的概念,共经历了3s
2.下述关于位移的各种说法中,正确的是( )
A.位移和路程是两个量值相同,而性质不同的物理量
B.位移和路程都是反映运动过程、位置变化的物理量
C.物体从一点运动到另一点,不管物体的运动轨迹如何,位移的大小一定等于两点间的距离
D.位移是矢量,物体运动的方向就是位移的方向
3.以下物理量中是矢量的有( )
a.位移 b.路程 c.瞬时速度 d.平均速度 e.时间 f.加速度 g.速率
4.如图所示,一小球在光滑水平面上从A点开始向右运动,经过2.5s后与距离A点5m的竖直墙壁碰撞,若碰撞时间极短可忽略不计,碰后小球返回,整个过程速率不变,设A点为计时起点,并且向右为正,则小球在第3s内的位移和路程分别是 ( )
A.2m,6m B.2m,4m C.0m,4m D.0m,5m
1.2时间和位移(学案)
班级 姓名
一、考点自学
1、时间和时间间隔
(1)区别:在表示时间的数轴上,时刻用_____表示,时间间隔用_______表示。
(2)联系:两个时刻之间的_______即为时间间隔。
2、路程和位移
(1)路程是物体运动________的长度。
(2)位移是用来表示物体(质点)的_____的物理量,位移可以用从___________到____________的有向线段来表示,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向。
3、矢量和标量
(1)矢量:即有_________又有_________的物理量,如位移。
(2)标量:只有_________没有_________的物理量,如路程、质量等。
4、时间间隔和时刻的理解
第二秒末 二、典例题分析: 题型1 时刻和时间间隔
例1:以下的计时数据中指时间间隔的是 ( )
A、2008年5月12日14时28分,我国四川汶川发生8.0级特大地震
B、第29届奥运会于2008年8月8日8时在北京开幕
C、刘翔创造了12.88秒的110米栏的好成绩
D、我国航天员翟志刚在“神七”飞船外完成了历时20分钟的太空行走
变式练习1:以下说法正确的是( )
A.学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8:00”是指时间间隔
B.火车站公布的旅客列车运行表是时刻表
C.体育老师用停表记录某同学完成百米短跑的时间记录值是时间间隔
D.“神舟五号”绕地球飞行14周,耗时21时23分钟是时刻
题型2 路程和位移的理解
例2: 2008北京奥运会垒球场的内场是一个边长为16.77 m的正方形,如图121所示,在它的四个角上分别设本垒和一、二、三垒,一位运动员击球后由本垒经一垒跑到二垒,求他在此过程中的路程和位移.
题型3 直线运动中的位置和位移
例3:
(1)前2 s内、前3 s内、前5 s内,质点通过的位移大小分别是________、
________、________,方向分别为________、________、________.
(2)2 s~3 s内质点通过的位移是________,6 s~7 s内质点通过的位移是________,以上两段时间内,哪段时间通过的位移要大些?________.
变式练习3: 在图122中,汽车初位置的坐标是-2 km,末位置的坐标是1 km.求汽车的位移.
三、堂堂清练习:
1、以下计时数据指时间间隔的是( )
A.列车员说:“火车8点42分到站”
B.中央电视台的新闻联播节目在19时开播
C.“神舟七号”飞船升空在轨运行约68小时后安全返回
D.2008年5月12日14时28分四川汶川发生大地震
2、关于位移和路程,下列说法正确的是( )
A.位移和路程大小总是不相等,位移是矢量,有方向,而路程是标量,无方向
B.位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动
C.位移取决于物体的初、末位置,路程取决于物体实际运动的路径
D.物体做直线运动时,位移的大小等于路程
3、关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )
A.矢量是既有大小又有方向的物理量
B.标量是既有大小又有方向的物理量
C.位移-10 m比5 m小
D.-10 ℃比5 ℃ 的温度低
4、如图123所示,三个人分别沿三条不同路线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从宜宾到成都,下列关于他们的位移的说法正确的是(
)
图123
A.沿着Ⅰ较大 B.沿着Ⅱ较大
C.沿着Ⅲ较大 D.一样大
5、一物体做直线运动,在图124所示的位移坐标轴上O、s1、s2、„sn-1、sn分别为物体在开始和第1 s末、第2 s末、„„、第(n-1)s末、第n s末的位置,则下述说法中正确的是(
)
图124
A.Os2为第2 s内的位移,方向由O指向s2
B.Osn-1为(n-1) s内的位移,方向由O指向sn-1
C.s2sn为前2n s内的位移,方向由s2指向sn
D.sn-1sn为第n s内的位移,方向由sn-1指向sn
四、日日清练习
1、关于时刻和时间,下列说法中正确是 ( )
A. 时刻表示时间较短,时间表示时间较长
B.时刻对应位置,时间对应位移
C. 学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8:00”是指时间间隔
D.1 min内有60个时刻
2、关于时间和时刻,下列说法正确的是 ( )
A、物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻
B、物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
C、物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
D、第4s末就是第5s初,指的是时刻
3、如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是(
)
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3表示时间,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间,称为最初2 s内或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间,称为第(n-1) s内
4、关于矢量和标量,下列说法正确的是( )
A.标量只有正值,矢量可以取负值
B.标量和矢量无根本区别
C.标量和矢量,一个有大小无方向,一个有大小也有方向
D.以上说法均正确
5、关于质点的位移和路程,下列说法中不正确的是 ( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
B.位移的大小不会比路程大
C.路程即位移的大小
D.当质点做直线运动时,路程等于位移的大小
6、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.下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小
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的位移Δx=Δx1+Δx2
7、下列关于位移和路程的说法中,正确的( )
A、位移大小和路程不一定相等
B、位移的大小等于路程,方向由起点指向终点
C、位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短
D、位移描述直线运动,路程描述曲线运动
选做题
8.一人晨练时,所走的径迹为如图(a)所示的半径为R的中国古代八卦图,中央的S形为两个直径为R的半圆.取向如图(b)所示.当他从A点出发沿曲线ABCOADC行进过程中,位于D点时,他通过的路程和位移的大小分别为多少?位移的方向如何?
9.一质点沿着一条直线先由A点运动到B点,再由B点运动到C点,已知AB=30m ,BC=40m ,
如图所示,分别写出质点从A到B,从B到C,从A到C三段的路程和位移。
C A B
1.2答案:
一、考点自学
1、(1)点;线段 (2)间隔 2、(1)轨迹 (2)位置变化,初位置,末位置
3、(1)方向,大小 (2)大小,方向
二、典型例题分析
例1、CD
变式练习1、BC
例2、33.54m,23.72m
例3、(1)-4cm,-8cm,-8cm;向左,向左,向左。(2)-4cm, 2cm,2s~3s内 变式练习3、△x=1km-(-2km)=3km
三、堂堂清练习
1、C 2、C 3、AD 4、D 5、BD
四、日日清练习
1、B 2、CD 3、B 4、C 5、CD 6、BD 7、AC
8、位移:△x=2R 方向由A指向D
路程:S=2.5R
9、路程是标量:xAB=30m xBC=40m,xAC=70m
位移是矢量: xAB=30m 方向由A指向B;xBC=40m 方向由B指向C; xAC=10m 方向由A指向C。
1.2 时间和位移
★新课标要求
(一)知识与技能
1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、理解位移的概念以及它与路程的区别。
3、初步了解矢量和标量。
(二)过程与方法
1、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
2、会用矢量表示和计算质点位移。
3、用标量表示路程。
(三)情感、态度与价值观
1、通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量。
2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
★教学重点
1、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、位移的概念以及它与路程的区别。
★教学难点
位移的概念及其理解。
★教学方法
教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。
★教学过程
(一)引入新课
教师提问:上节课我们学习了描述运动的几个概念,大家想一下是哪几个概念?
学生回答:质点、参考系、坐标系。
教师提问:大家想一下,如果仅用这几个概念,能不能全面描述物体的运动情况? 学生回答:不能。
教师启发:那么要准确、全面地描述物体的运动,我们还需要用到那些物理概念? 学生活动:一部分学生可能预习过教材,大声回答,一部分学生可能忙着翻书去找。 教师活动:指导学生快速阅读教材第一段,并粗看这节课的黑体字标题,提出问题:要描述物体的机械运动,本节课还将从哪几个方面去描述?
学生活动:通过阅读、思考,对本节涉及的概念有个总体印象,知道这些概念都是为了进一步描述物体的运而引入的,要研究物体的运动还要学好这些基本概念。
(二)进行新课
1、对“时刻和时间间隔”概念的学习
教师活动:指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分,同时提出问题:
1、结合教材,你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?
2、观察图1.2-1,如何用数轴表示时间?
学生活动:学生在教师的指导下,自主阅读,积极思考,然后每四人一组展开讨论,每
组选出代表,发表见解,提出问题。
教师活动:帮助总结并回答学生的提问。
教师活动:利用幻灯片展示某一列车时刻表,帮助学生分析列车运动情况。
学生活动:思考P16“问题与练习”第1题,讨论后回答。
教师活动:聆听学生回答,进行点评。
2、对“路程和位移”概念的学习
教师活动:1、根据图1.2-2,让学生指出由北京去重庆,可以选择哪几种交通路线,这
些路线有哪些不同点,有什么相同点。
2、指导学生结合插图阅读教材,思考归纳位移和路程的区别。
3、让学生了解矢量和标量,知道它们遵从不同的运算法则。
4、根据观察思考图1.2-4和1.2-5及其问题,帮助学生初步掌握在坐标系中
利用坐标来表示或计算直线运动的位移。
学生活动:学生就老师提出的问题去阅读教材,寻求答案;然后四人一组交流讨论,初
步归纳出路程和位移的区别并发表自己的见解。
教师活动:帮助总结并回答学生的提问,及时点评。
学生活动:思考P15“思考与讨论”中的问题,讨论后回答。
教师活动:聆听学生回答,点评。
学生活动:思考P16“问题与练习”第2、3题,讨论后回答。
教师活动:聆听学生回答,点评。
(三)课堂总结、点评
这节课我们重点学习了位置、路程与位移的概念
(1)位置:位置就是质点在某时刻时所在的空间的一点,其位置可由坐标确定,如图所示为质点在不同时刻的位置A、B.
(2)路程:质点位置发生变化时的径迹长度叫路程,其单位通常用米(m),另外还有千米(km)、厘米(cm)等。路程是标量。
(3)位移:位移是表示质点位置变化的物理量,用从初位置指向末位置的一根有向线段表示。位移的大小等于初、末位置间的直线距离;位移的方向由初位置指向末位置。位移是矢量,它与物体具体运动的路径无关。其单位与路程的单位相同。在直线坐标系中,常用x表示。求位移时必须回答方向。【高中物理必修一,时间与位移矢量和标量】
注意:①位移与路程不是一回事。只有物体做单向直线运动时,位移大小才等于路程;除此之外,两者大小不会相等。②位移是矢量,路程是标量,位移只与初末位置有关,与路径无关,而路程与路径有关。
(四)实例探究
☆时刻和时间的区别与应用
[例1]关于时间与时刻,下列说法正确的是( )
A.作息时间表上标出上午8:00开始上课,这里的8:00指的是时间
B.上午第一节课从8:00到8:45,这里指的是时间
C.电台报时时说:“现在是北京时间8点整”,这里实际上指的是时刻
D.在有些情况下,时间就是时刻,时刻就是时间
解析:时刻是变化中的某一瞬间,时间为两个时刻之间的长短,时刻是一个状态而时间是一个过程,所以答案应为BC。
答案BC
☆位移与路程的区别
[例2]质点沿着下图所示的边长为10 m的正方形路线,从A点开始逆时针方向运动,每秒运动5 m。问,从开始运动时计时,到下列表中所指三个时刻的三段时间内,质点运动的路程和位移各多大(填在表中相应空格中)?在图中画出三个位移矢量图。
解析(1)0~2 s末:运动路程10 m,位移大小为52m,位移矢量由A指向B点(bc边的中点)。
(2)0~4 s末:运动路程20 m,位移大小等于10 m,位移矢量由A指向C点(cd边的中点)。
(3)0~8 s末:运动路程40 m,位移大小为零(回到出发点A)
☆关于矢量和标量及位移的应用
在运动问题中时间、路程为标量,而位移为矢量,计算时注意各自的规律。
[例3]一质点绕半径为R的圆周运动了一圈,则其位移大小为 ,路程是 。若质点运动了13周,则其位移大小为,路程是4
程中最大位移是 最大路程是 。
解析:如图所示,运动一圈位移是0 m,路程为s2R;若运动1
置在B点,位移大小s3周,则物体末位42R,路程为s2R372RR;运动中最大位移42
为AC2R,最大路程为sn2R(n为圈数)
答案:0;2R;2R;7R;2R;n2R 2
★课余作业
书面完成P16“问题与练习”第4题(参看教材P15图1.2-5)。
★“问题与练习”(P16)参考答案
1、A:8点42分指时刻 8分指时间 B:“这么早”指时刻 “等了很久指时间” C:“前3秒钟”“最后3秒钟”指时间
2、“公里”指的是路程
3、(1)100m 100 m (2)相同 不相同
★教学体会:
本节学习的位移、路程等概念是运动学的最基本、最重要的概念。深刻理解这些概念的确切含义,弄清它们之间的区别和联系,是进一步学习运动学知识的基础。
初步掌握位移的矢量性、画法及简单的一维运算,教师要引导学生在阅读教材的基础上,结合具体实例,积极进行讨论、加以区别。
★资料袋:
时 - 空的演示
设想在沙漠中有一条很长的笔直的道路。一辆汽车沿箭头所指方向在路上行驶,朝着一个方向,时而行进,时而停止;时而加速,时而减速,有时匀速。假设沙漠中没有山谷,十
分平坦;道路也很直,没有弯曲。如果不去考虑周围广袤的沙漠,让这辆汽车在笔直的一维轨迹上行驶,那么可将这辆汽车看作在一维空间中运动。这种运动不同于轮船在海上航行那样作两维空间运动,当然也不同于潜艇和航天飞行器那样作三维空间运动。汽车被限制在这条笔直、平坦的道路形成的一维空间里。如果我们在图上画出汽车的运动轨迹。就是一条直线―― 一个一维图象。这个图象没有体现出汽车的运行状况,只是描绘了汽车行驶的空间轨迹。为了把汽车运行的状况充分体现出来,我们需要引入时间。我们常常在一幅图上画出距离和时间,更好地体现汽车的运动情况。
这幅时间-距离关系图反映了汽车的运行情况。曲线弯曲处表示汽车加速或减速。同一角度上升的直线表示车速不变。水平直线表示停车。
姑且撇开说明这张示意图所用的细节与具体方法不谈,有一点是明确的,那就是,汽车运行状况曲线是用两维而不是一维空间得到的。在图上,时间为横轴,高速公路是纵轴。这张图表明了时间变化时,汽车在空间中的位移,也就是里程。
如果从公路上悬停的直升机上观察汽车的运动,就会发现一个点沿着一条直线移动。无论这个点何时加速或减速,它的轨迹始终是条直线。如果在胶片上查看这一运动,我们会看到每幅画面上只有一个位置,有一个点,而失去了所有的时间感。事实上,我们知道在电影中关于运动和变化的感觉都是由于视觉存留而产生的幻觉,视觉存留可令人感到运动的连续性。
对比之下,这幅图描绘了运动的全过程,显示了汽车在运动中的每一瞬间,形成了所有连续的位置或点。它不仅描述了汽车的运动,而且记载运动的全历程,正像这个运动在“时一空’中冻结了一样。虽然我们没有在空间维内经历时间,但仍然可以这样表示,从而得到了汽车的运动情况。就像是把一生中不同阶段的好书摆在与起,通过这种形式就能把生命过程表现出来。在这个汽车行驶的简单图象中,可以看出时间和空间的作用是相同的,即构成一个两维的连续的时空,我们才有了这样一幅反映人车行驶过程的时-空图。
1.2时间和位移
教学目标:
知识与技能
1.知道时间和时刻的区别和联系.
2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别.
3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量.
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系.
过程与方法
1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法.
2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向
3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程.
情感态度与价值观
1.通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学的思维看待事实.
2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量.
3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观.【高中物理必修一,时间与位移矢量和标量】
4.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.
教学重点
1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
2.位移的概念以及它与路程的区别.
教学难点
1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻.
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移.
教学方法:探究、讲授、讨论、练习
教学手段:
教具准备: 多媒体课件
课时安排:新授课(2课时)
教学过程:
[引入新课]
师:上节课我们学习了描述运动的几个概念,大家想一下是哪几个概念?
生:质点、参考系、坐标系.【高中物理必修一,时间与位移矢量和标量】
师:大家想一下,如果仅用这几个概念,能不能全面描述物体的运动情况? 生:不能.
师:那么要准确、全面地描述物体的运动,我们还需要用到哪些物理概念? 一部分学生可能预习过教材,大声回答,一部分学生可能忙着翻书去找.
师指导学生快速阅读教材第一段,并粗看这节课的黑体字标题,提出问题:要描述物体的机械运动,本节课还将从哪几个方面去描述?
生通过阅读、思考,对本节涉及的概念有个总体印象,知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的,要研究物体的运动还要学好这些基本概念.
引言:宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时上课、下课、用餐、休息。从幼儿园、小学、中学,经历一年又一年,我们在时间的长河里成长.对于时间这个名词,我们并不陌生,你能准确说出时间的含义吗?物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变,你们用什么来量度物体位置的改变呢?这就是我们今天要研究的课题—— 1.2 时间和位移.
[新课教学]
一、时刻和时间间隔
[讨论与交流]
指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分,然后用课件投影展示本校作息时间表. 师:同时提出问题;
1.在我校的作息时间表上,你能找出更多的时刻和时间间隔吗?
2.结合教材,你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?
3.观察教材第14页图1.2—1,如何用数轴表示时间?
学生在教师的指导下,自主阅读,积极思考,然后每四人一组展开讨论,每
组选出代表,发表见解,提出问题.
生:我们开始上课的“时间”:8:00就是指的时刻;下课的“时间”:8:45也是指的时刻.这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻.
生:我们上一堂课需要45分钟,做眼保健操需要5分钟,这些都是指时间间隔,每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔.
师:根据以上讨论与交流,能否说出时刻与时间的概念.
教师帮助总结并回答学生的提问.
师:时刻是指某一瞬时,时间是时间间隔的简称,指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间.
让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例,并让他们讨论.
教师利用课件展示某一列车时刻表,帮助学生分析列车运动情况.
(展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据,列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?
参考答案:6小时59分、15小时50分、22小时零6分.
(教师总结)
师:平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔,如有人问你:“你们什么时间
上课啊?”这里的时间是指时间间隔吗?
生:不是,实际上这里的时间就是指的时刻.
师:我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔.
教师课件投放教材图1.2—1所显示的问题,将其做成F1ash动画.
学生分组讨论,然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻.
生:时刻:在时间坐标轴上用一点来表示时刻.时间:两个时刻的间隔表示一段时间.一段时间在时间坐标轴上用一线段表示.
师:为了用具体数字说明时间,必须选择某一时刻作为计时起点,计时起点的选择是人为的.单位秒(s).
师:下图1—2—1给出了时间轴,请你说出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末,第n秒的意义.
答:
1.学习了时间与时刻,蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法,正确的是„( )
A. 蓝仔说,下午2点上课,2点是我们上课的时刻
B.红孩说,下午2点上课,2点是我们上课的时间
C.紫珠说,下午2点上课,2点45分下课,上课的时刻是45分钟
D.黑柱说,2点45分下课,2点45分是我们下课的时间
答案:A
2.关于时刻和时间,下列说法中正确的是„„„„„„„„„„„„„( )
A. 时刻表示时间较短,时间表示时间较长 B.时刻对应位置,时间对应位移
C. 作息时间表上的数字表示时刻 D.1 min内有60个时刻
答案:BC
解析:紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系,可知B、C正确,A错.一段时间内有无数个时刻,因而D错.
以下提供几个课堂讨论与交流的例子,仅供参考.
[讨论与交流]:我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行.10月15日09时0分,“神舟”五号飞船点火,经9小时40分50秒至15日18时40分50秒,我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗,再经11小时42分10秒至16日06时23分,飞船在内蒙古中部地区成为着陆.在上面给出的时间或时刻中,哪些指的是时间,哪些又指的是时刻? 参考答案:这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”,分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻,而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间.
二、路程和位移
(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海”.
许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题:我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量:位置、位移、路程.
师:(投影中国地图)让学生思考:从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?
生:从北京到重庆,可以乘汽车,也可以乘火车或飞机,还可以中途改变交通工具.选择的路线不同,运动轨迹不同,但就位置变动而言,都是从北京来到了重庆.
师:根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗?
生:位移:从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段.位移是表示物体位置变化的物理量.国际单位为米(m).
路程:路程是质点实际运动轨迹的长度.(板)
在坐标系中,我们也可以用数学的方法表示出位移.
实例:质点从A点运动到B点,我们可以用有方向的线段来表示位移,从初始位置A向末位置B画有向线段,展示教材图1.2—3.
[讨论与交流]
请看下面的一段对话,找出里面的哪些语言描述了位置,哪些语言描述了位置的变动.哪些是指路程,哪些是指位移.
甲:同学,请问红孩去哪里了?
乙:他去图书室了,五分钟前还在这儿.
甲:图书室在哪儿?
乙指着东北的方向说:在那个方位.
甲:我还是不知道怎么走过去,有最近的路可去吗?
乙:你可以从这儿向东到孔子像前再往北走,就能看见了.
丙加入进来,说道;也可以先向北走,再向东,因为那边有好风景可看.
甲:最近要多远?
乙:大概要三百米吧.
丙开玩笑说;不用,你如果能从索道直线到达也就是一百米.
乙:别骗人了,哪有索道啊!
丙:我是开玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲线.
甲:谢谢你们两位,我去找他了.
学生分组讨论后,选代表回答问题.
生1:乙手指的方向——东北,就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向. 生2:里面的三百米是指路程,一百米的直线距离是指位移的大小.
生3:他们谈话的位置和图书室是两个位置,也就是甲在找红孩过程中的初末位置. 请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移.(围绕跑道跑一圈的位移和路程)
[讨论与思考]
1.(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路.请根据地图中的比例尺估算一下,坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少?
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
300m就到了.
甲:谢谢!
乙:不用客气.
请在图1—2—3上把甲要经过的路程和位移表示出来.
师:请你归纳一下:位移和路程有什么不同?
生1:位移是矢量,有向线段的长度表示其大小,有向线段的方向表示位移的方向. 生2:质点的位移与运动路径无关,只与初位置、末位置有关.
生3:位移与路程不同,路程是质点运动轨迹的长度,路程只有大小没有方向,是标量. 教师提出问题
师:位移的大小有没有等于路程的时候?
学生讨论后回答,并交流自己的看法.
生:在直线运动中,位移的大小就等于路程。
教师适时点拨,画一往复直线运动给学生讨论.
生:在单方向的直线运动中,位移的大小就等于路程.
教师总结
师:只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,在其他情况中,路程要大于位移的大小.
[课堂训练]
下列关于位移和路程的说法中,正确的是„„„„„„( )
A位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程,方向由起点指向终点
C位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短
D位移描述直线运动,路程描述曲线运动
答案:C
解析:A选项表述的因果关系没有意义,故A错.位移的方向可以用从初位置指末位置的有向线段来表示,但位移的大小并不等于路程,往往是位移的大小小于等于路程,故选项B错.位移和路程是两个不同的物理量,位移描述物体位置的变化,路程描述物体运动路径的长短,所以选项C正确.位移的大小和路程不一定相等,只有当物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程.无论是位移还是路程都既可以描述直线运动,也可以描述曲线运动,故选项D也是错误的.
三、矢量和标量
师: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,请同学们回忆并说给大家听听.
学生讨论后回答
生:温度、质量、体积、长度、时间、路程.
对于讨论中学生可能提出这样的问题,像电流、压强这两个学生学过的物理量,它们是有方向的,但它们仍然是标量.这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识. 学生阅读课文后,说说矢量和标量的算法有什么不同.
生:两个标量相加遵从算术加法的法则.
[讨论与思考]
一位同学从操场中心A出发,向北走了40 m,到达C点,然后又向东走了30 m,到达B点.用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移).三个位移的大小各是多少?你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗? 解析:画图如图1—2—4所示.矢量相加的法则是平行四边形法则.
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