人教版 (新课标)必修12 时间和位移说课ppt课件

这是一份人教版 (新课标)必修12 时间和位移说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，知识点解析，典型例题解析，课时训练，默读记忆，课外阅读等内容，欢迎下载使用。
知识与技能1．能够区分时刻和时间间隔，知道实验室中测量时间的方法．2．掌握位移的概念和矢量性，知道位移和路程的不同．3．知道矢量和标量的定义及二者计算方法的不同．4．知道直线运动物体的位置及位移，并能利用直线坐标系的坐标和坐标变化来表示．
过程与方法结合生活实践，体会时刻和时间间隔、路程和位移、标量和矢量的区别．情感、态度与价值观1．培养学生理论联系实际的能力．2．初步体验矢量三角形法则．
1．在某标准运动场上进行1500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3圈多，9时25分28秒到达终点．如下图所示．
思考　起点到终点所用的时间是多少？起跑和到达的时刻分别是多少？2．如下图所示为某一市区的部分交通图，某人由A地去F地，请问可以选择哪些路线，这些路线中哪一条最短，选择不同的路线后，此人最终的位置变动是否相同？
1．时刻时刻指的是某一瞬间，在时间坐标轴上用一个点表示．如“3秒末”、“第4秒初”．2．时间时间间隔是两个时刻的间隔，也是时间坐标轴上两个不同的点之差，在时间坐标轴上用一段线段表示，物理学中简称时间．
3．时间和时刻的关系(1)如果用一条坐标轴来表示时间轴，如图所示，时间轴上的点表示时刻，某一段线段则表示时间间隔．与时刻对应的物理量是状态量，与时间间隔对应的物理量是过程量(关于状态量、过程量的概念以后会学到)．
(2)时刻与物体在运动过程中的某一个位置相对应，而时间与物体在运动过程中的某一段路程(或位移)相对应．4．时间的单位时间的单位有秒、分钟、小时，符号分别是s、min、h.其中秒为国际单位制中的单位．
辨析比较：时刻和时间的区别
特别提醒：(1)关于时间的测量，生活中一般用各种钟表来计时，在实验室里和运动场上常用停表计时．(2)关键字词的使用，如初、末、时一般表示时刻；如内、用、经过、历时一般表示时间间隔．
1．位置位置是质点在空间所对应的点，可由坐标确定．如右图所示，A、B为质点在不同时刻的位置．2．路程路程是物体运动轨迹的长度，它是一个标量(关于标量的定义见下一个探究点)．物体运动的轨迹可能是直线，可能是曲线，也可能是折线，路程就是直线、曲线或折线的总长度．
3．位移位移：是由运动物体初位置指向末位置的有向线段，是矢量．位移是表示物体位置变化大小的物理量．(1)位移方向，由质点运动的起始位置指向运动的终止位置；位移的大小，是起始位置与终止位置两点间的线段距离．(2)位移可以用一根有向线段来表示．有向线段的箭头方向代表位移方向，有向线段的长短按一定的比例(标度)代表位移的大小．
4．位移和路程的区别和联系(1)位移方向是由质点运动的起始位置指向运动的终止位置；位移的大小是起始位置与终止位置两点间的距离．(2)位移可以用一条有向线段来表示．有向线段的箭头方向表示位移方向，有向线段的长短按一定的比例(标度)表示位移的大小．(3)如果质点从某一位置开始运动，经过一定时间后又回到了出发点，那么该质点在这段时间内的位移为零，但质点运动的路程不为零，质点从起始位置到终止位置，可以有各种各样的运动轨迹，沿不同轨迹运动，路程各不相同，但位移矢量相同．可见，位移与路程是两个不同的物理量．
(4)只有沿直线始终朝一个方向运动的质点，其位移大小才与路程相等．即使在这种情况中，仍然不可以说质点的位移与路程相同，因为位移是矢量，路程是标量，它们是两类不同的物理量．
特别提醒：路程与质点的运动轨迹有关，而位移只取决于初、末位置，因此路程与位移的大小不一定相等．
1．矢量：既有大小又有方向的物理量．如位移等．2．标量：只有大小没有方向的物理量．如质量、温度等．3．矢量和标量的区别：①矢量是有方向的．如在描述一个物体的位置时，只是说明该物体离我们所在处的远近，而不指明方向，就无法确定物体究竟在何处．标量没有方向，如说一个物体的质量时，只需知道质量是多大就行了，无方向可言．②标量相加时，只需按算术加法的法则运算就行了．矢量则不然，不能直接相加减．
特别提醒：矢量的“＋”、“－”号不表示矢量的大小，只表示矢量的方向．
1．位置：用坐标轴上的一个点来表示，如下图所示，图中的x1、x2就是表示A、B两位置的坐标．
2．位移：用坐标轴上的一段有向线段来表示．如上图中从A位置到B位置的位移可用有向线段Δx表示，且Δx＝x2－x1.物体的位置与位移是不同的，位置与坐标轴上的点对应，位移与坐标轴上的有向线段相对应，要严格加以区分．
特别提醒：用坐标轴上的一个点来表示物体在某时刻所处的位置，也是研究问题的一种十分重要的方法．
例1 2005年10月17日凌晨，神州无眠，万众翘首，绕地球飞行5天共77圈的“神舟”六号飞船，载着我们巡天归来的英雄费俊龙、聂海胜，在凌晨4时33分平安降落在内蒙古四子王旗阿木古朗草原．以下是有关“神舟”六号降落时的一组数据，其中指时刻的是__________，指时间的是__________．
①飞船在太空飞行近109个小时，费俊龙、聂海胜向北京航天飞行控制中心报告，“神舟”六号开始进行返回准备．②17日3时43分，“远望”三号向飞船发出指令，飞船第一次调姿开始．③17日3时44分，飞船轨道舱与返回舱分离．④17日3时45分，第二次调姿制动．⑤17日4时07分，返回舱与推进舱分离．⑥17日4时13分，返回舱进入黑障区．⑦3分后，在距地球约40公里处，“黑障”现象消失，着陆场测控设备发现飞船．⑧17日4时19分，飞船主伞舱盖打开．
答案：②③④⑤⑥⑧　①⑦解析：本题考查了时刻和时间的区别，时刻在时间轴上对应的是点，时间对应的是线段．
规律总结：解题时可以画出一个时间轴，它可以很快地帮助同学们区分时间和时刻．
变式训练1　关于时间间隔和时刻，下列说法中正确的是(　　)A．时刻表示的时间较短，时间间隔表示的时间较长B．时刻对应位置，时间间隔对应位移C．作息时间表上的数字表示时刻D．1分钟内有60个时刻答案：BC
分析：时间间隔与时刻是两个不同的物理量，时刻无长短之分，是一个状态量，描述运动过程时，时刻与位置相对应．时间间隔是过程量，描述物体运动时与位移和路程相对应．一段时间可以有无数个时刻，因而1分钟内不仅仅有60个时刻．
解析：本题考查时刻与时间间隔的区别，从两个量有无长短之分、是状态量还是过程量等方面进行考查．解答此类题时要抓住两个概念的本质．时间间隔与时刻有区别也有联系，时间间隔是时刻的集合，时刻展现的是一个状态，好比一张照片；而时间间隔展现的是一个过程，好比一段录像．
例2一个小孩从A点出发，沿半径分别为3m和5m的半圆到达B点，如图所示，他的位移和路程分别是(　　)
A．16m，方向从A向B；16m，方向从A向BB．16m；16mC．8πm，方向从A向B；8πm，方向从A向BD．16m，方向从A向B；8πm答案：D解析：路程是标量，无方向，位移是矢量，有方向．路程是物体运动轨迹的长度，而位移是从初位置到末位置的有向线段的长度．故A、B、C错误，D正确．
规律总结：确定位移和路程的基本方法为：(1)明确研究对象及研究过程．(2)找出研究过程的初始位置和末位置．(3)由初始位置指向末位置的有向线段是位移，而由初始位置到末位置质点的实际运动轨迹的长度是路程．
变式训练2　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400m到一个十字路口，再向东走300m就到了．甲：谢谢！乙：不客气．请你在下图把甲要经过的路程及位移表示出来．
答案：路程与位移表示如下图所示．
甲图　　　　　　　 　　乙图
例3下列关于矢量和标量的说法正确的是(　　)A．取定正方向，做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲＝3m，x乙＝－5m，因为甲的位移为正，乙的位移为负，所以x甲>x乙B．甲、乙两运动物体的位移大小均为50m，这两个物体的位移必定相同C．温度计读数有正、有负，所以温度也是矢量D．温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量答案：D
解析：直线运动位移的正、负号表示方向，不表示大小，故选项A错误．两个矢量大小相等、方向相同，它们才相同，故选项B错误．温度是标量，温度的正、负号表示温度的高低，故选项C错误．
规律总结：矢量既有大小又有方向，而标量只有大小没有方向．
变式训练3　以下物理量是矢量的有(　　)A．质量　　　　　　　　B．速度C．密度 D．位移答案：BD解析：速度和位移是既有大小又有方向的物理量，因此B、D是矢量；质量和密度是只有大小没有方向的物理量，因此是标量．
例4如下图所示，一个物体从A运动到B，初位置的坐标是xA＝3m，末位置的坐标是xB＝－2m，它的坐标变化量Δx＝？位移是多少？
答案：－5m　－5m解析：Δx＝xB－xA＝(－2)m－3m＝－5m，Δx为坐标变化，也就是物体的位移，其大小为5m，位移是负值，表示位移的方向沿Ox轴的负方向．
规律总结：(1)依据题意，确定坐标原点和正方向(对直线运动，正方向可以和物体运动方向相同或相反)，建立一维坐标系．(2)选择研究对象和研究过程，确定初末位置的坐标x1、x2.(3)在坐标系上标记出x1和x2，则Δx＝x2－x1表示了物体在该过程的位移．
变式训练4　一个质点在x轴上运动，各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动).
(1)几秒内位移最大？(　　)A．1s内　　　　　　B．2s内C．3s内 D．4s内(2)第几秒内位移最大？(　　)A．第1s内 B．第2s内C．第3s内 D．第4s内(3)几秒内的路程最大？(　　)A．1s内 B．2s内C．3s内 D．4s内
(4)第几秒内的路程最大？(　　)A．第1s内 B．第2s内C．第3s内 D．第4s内答案：(1)D　(2)B　(3)D　(4)B
解析：(1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间，位移的大小是从初始位置到末位置的有向线段的长度．本题中，质点在1s内、2s内、3s内、4s内的位移大小分别是：5m、4m、1m和7m，故该题选D.(2)第几秒内指的是第几个1s的时间内，即第几秒初到第几秒末的1s时间内．本题中物体在第1s内、第2s内、第3s内和第4s内的位移大小分别为5m、9m、3m和6m，故该题选B.(3)路程指的是物体运动轨迹的长度，本题中物体运动的时间越长，运动的轨迹越长，故该题选D.(4)由以上分析可知：物体在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内的路程大小分别为5m、9m、3m和6m，故该题选B.
一、时间间隔和时刻1．时间间隔：用时间坐标轴上的__________来表示．2．时刻：用时间坐标轴上的__________来表示．
二、位移和路程3．一般说来，当物体从某一点A运动到另一点B时，尽管可以沿不同的轨迹、走过不同的__________，但位置的变动是相同的．在物理学中用位移来表示物体(质点)的__________．我们从物体的__________到__________作一条有向线段，用这条有向线段表示位移．位移既有__________，又有__________，是矢量．
4．1934年10月，中共中央和中央红军八万余人，从江西瑞金进行战略转移，开始长征，历时2年，于1936年10月，红军三大主力在甘肃会宁地区会师，宣告红军二万五千里长征胜利结束．这里的二万五千里指的是__________．路程是物体沿__________经过的实际长度．路程只有__________，没有__________，是标量．5．当物体运动的轨迹是一条直线且运动方向不变时，路程与位移的大小__________，其他情况下路程的数值都__________位移的数值．
三、矢量和标量6．矢量是既有__________又有__________的物理量，标量是只有__________，没有__________的物理量，矢量相加与标量相加遵从不同的__________，两个标量相加遵从__________的法则，两个矢量相加遵从__________定则．
自主校对：一、1.一段距离　2.点二、3.路程　位置变化　初位置　末位置　大小　方向　4.路程　运动轨迹　大小　方向　5.相等　大于三、6.大小　方向　大小　方向　法则　算术加法　平行四边形
1．以下的计时数据指时间间隔的是(　　)A．中央电视台新闻联播节目19：00开播B．北京奥运会百米飞人大战中金牌得主博尔特的成绩是9秒69(破世界纪录)C．为落实省规范办学，学校规定早上起床的时间是6：30D．天津开往德州的4403次列车于15时47分从天津西站发车答案：B
解析：时刻与时间间隔的区别在于：时刻在时间轴上表示的是一点，而时间间隔在时间轴上表示的是一段；也可以这样去区别：看描述的数据是否有始末之分，如B项中博尔特用9秒69跑完百米，自然有起点和终点，计时自然也有始末之分，所以B项中指的是时间间隔．
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答案：C
解析：由定义知，位移是由初位置指向末位置的有向线段，是矢量，而路程是物体由初位置到末位置所经过的路径的长度，是标量．位移与路程无关，当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，故A、B、D均错误，C正确．
3．关于矢量和标量，下列论述中正确的是(　　)A．有方向的物理量一定是矢量B．矢量一定具有方向C．只有大小而没有方向的物理量一定是标量D．标量一定只有大小而没有方向答案：BC
解析：矢量不仅要有方向，而且在运算中要遵循平行四边形定则，有些具有大小和方向的物理却不是矢量，如电流等，可见A项错，B项对；同样，判断某物理量是否是标量也不能只看有无方向，还要看运算是否满足算术法则．如上面提到的电流就是一个具有方向的标量，当然无方向的物理量必然是标量了，故C项对，D项错．
4．某物体沿半径为R的圆周做匀速运动，转了3圈回到原位置，运动过程中位移的最大值和路程的最大值分别是(　　)A．2πR,2πR　　　　　　　B．2R,2RC．2R,6πR D．2πR,2R答案：C
解析：注意题中指运动过程中，并不是指3圈后，故位移最大时是与起点共直径时，途中共出现了3次．而只要物体在运动，其路程就会增加，故路程最大是运动3圈再回到起点时．
时间的基本单位时间是与人类生活有着密切关系的物理量，其基本单位的定义一直在发展．这反映了人们对时间概念的实际理解和科学技术的进步．直线运动中用到时间的国际单位为秒，但到底多长时间为1秒，理想的单位时间必须要寻找一个不受外界条件干扰的事件所经历的过程来作为单位时间的定义．
1．生物时昼夜的更迭、月亮的盈亏、寒暑的交替为定量测量时间提供了自然的单位——日、月、年．但这些单位都是很长的时间段．为测量更短暂的现象，需要更小的时间单位．比如，老中医以自己一次呼吸长短来感觉病人脉搏的快慢．在先进的测量工具出现之前，人们靠心脏搏动间隔、一次呼吸的长短，即凭感觉来定时，也就是靠生物钟来定时，这必然是不科学和不准确的．
2．恒星时理想的孤立的刚体旋转的周期是恒定的．地球可非常近似地看做与外界没有任何力的联系的孤立体，其自转周期基本恒定．地球的自转是由星球划过天空的运动反映出来的．北极星是天空时钟的轴．一颗恒星绕北极星转一圈所用的时间为一个恒星日，这也是地球的自转周期．
3．通过牛顿运动定律和万有引力定律，科学家能计算出诸行星及其卫星的运动在20世纪，天文学家指导计算出的位置和实际位置进行对照并发现了偏差．这些天体到达它们的计算位置比预期的到达时间早了几秒．这表明地球并不是孤立的刚体．它的自转周期在变慢，选择地球自转事件作为不变时间的基础是不太妥当的.1956年国际天文学会便以地球公转替代地球自转作为时间标准单位的基础，并定出历书时的基本时间单位“秒”定义为1900年回归年时长的1/31 556 925.974 7.
4．原子时由于地球、太阳等天体的能量E在外界其他天体的摄动作用下也会发生变化，故天体时钟的标准也要发生变化．一个天然钟必须具备的条件可由原子得到很好的满足．原子中能级间的跃迁时间这一事件在现在看来是恒时的．因此，1967年国际计量大会又采纳了新的时间基本单位定义：l秒钟等于铯—133原子在其F＝4→3，MF＝0→0的超精细能级跃迁中所对应辐射的9 192 631 770个周期的持续时间．