高中物理秒表的读法图解(物理中读秒表的 *** )

万年历 万年历 2022-12-05 8 0

一、坐标系

1、提出问题

对于在平面上运动的物体,例如在做花样滑冰的运动员,要描述他的位置,你认为应该怎样做呢?当然是建立平面直角坐标系。

2、坐标系

要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系。

①如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,就建立了直线坐标系。

②物体在平面内运动时,可以建立二维平面直角坐标系。

③空间内物体的运动,可建立三维的空间直角坐标系。例如:描述高空中飞行的飞机时可建立三维的空间坐标系。如图所示为三种不同的坐标系,其中:(A)中M点位置坐标为x=2m;(B)中N点位置坐标为x=3m,y=4m;(C)中P点位置坐标为x=2m,y=3m,z=0m。

【典型例题】:

例1、如图甲所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走100m到达C处,最后又向北走了150m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?

【解析】本题考查坐标系的建立 *** 。可以以A点为坐标原点,向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向,如图乙所示,则各点坐标为A(0,0),B(0,-50m),C(100m,-50m),D(100m,100m)。

【总结升华】本题答案不是唯一的。我们选择的坐标原点不同,x,y轴的正方向不同,各点的位置也不同。正确建立坐标系是正确描述物 *** 置的前提。

二、时刻和时间间隔

1、提出问题

生活中经常用到“时间”一词,如:火车到站时间是10时25分,开出时间是10时30分,在本站停留时间是5分钟,前两句话中的“时间”与第三句话中的“时间”的含义是否相同,如何区分?

平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔,如前述三句话中前两个“时间”都是指时刻,第三个“时间”指时间间隔。

特别注意:我们在日常生活中所说的时间可能是指时间间隔也可能指时刻。在物理中两者物理意义不同,必须严格区分,物理学中说的时间指的是时间间隔。

2、时间轴上的表示

在时间轴上,时刻表示一个点,时间表示一段线段如图所示,0~3表示3s的时间,即前3s;2~3表示第3s,是1s的时间。不管是前3s,还是第3s,都是指时间。“7”所对应的刻度线记为7s末,也为8s初,是时刻。

【注意】ns末、ns初是指时刻,第ns内是指1s的时间,第ns末与第(n+1)s初指的是同一时刻。

3、时刻与时间的区别与联系

4、时间的测量

时间的单位有秒、分钟、小时,符号分别是s、min、h。

一般生活中用各种钟表来计时,比如:电子表、机械手表、秒表等,但是物理实验中有时候用一些实验器材进行计时,如:电磁打点计时器或电火花计时器。

【典型例题】:

例2、以下的计时数据指时间间隔的是( )

A.从北京开往广州的火车预计10时到站

B.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使 ***

C.某人百米跑的成绩是13s

D.某场足球赛开赛了15 min时甲队攻入一球

【答案】C

【解析】火车到站的时间,并没有起止时刻;1997年7月1日零时,它是一个激动人心的时刻;百米跑是一个运动过程;足球赛开赛15min时,甲队攻入一球,事情发生在一瞬间。

【总结升华】时刻和时间间隔既有区别也有联系,区分二者的 *** 有:(1)利用上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会。(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔标出来,时刻对应一个点,时间间隔对应一条线段。

举一反三【变式1】时间和时刻是两个不同的概念。要注意区分:①第几秒初;②第几秒末;③第几秒;④几秒内;⑤前几秒;⑥前几秒末;⑦后几秒;⑧后几秒初等概念。

其中属于“时间”概念的有__________。(填序号)

【答案】③④⑤⑦

【变式2】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2s末或第3s初,也可以称为2s内

B.t2~t3表示时间,称为第3s内

C.t0~t2表示时间,称为最初2s内或第2s内

D.tn-1~tn表示时间,称为第(n-1)s内

【答案】B

三、路程和位移

1、提出问题

登泰山时从山门处到中天门,可以坐车沿盘山公路上去,也可以通过索道坐缆车上去,还可以沿山间小路爬上去,三种登山的路径不同,游客体会到的登山乐趣也不同,但他们的位置变化却是相同的,可见物体运动的路径与其位置变化并不是一回事。

2、路程:质点的实际运动路径的长度,路程只有大小,其单位就是长度的单位。

3、位移:从初位置到末位置的有向线段。线段的长度表示位移的大小,有向线段的指向表示位移的方向。

4、位移与路程的区别和联系

①位移是描述质点位置变化的物理量,既有大小又有方向,是矢量,是从起点A指向终点B的有向线段,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,位移通常用字母“x”表示,它是一个与路径无关,仅由初、末位置决定的物理量。

②路程是质点运动轨迹的长度,它是标量,只有大小,没有方向。路程的大小与质点的运动路径有关,但它不能描述质点位置的变化。例如,质点环绕一周又回到出发点时,它的路程不为零,但其位置没有改变,因而其位移为零。

③由于位移是矢量,而路程是标量,所以位移不可能和路程相等;但位移的大小有可能和路程相等,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程,否则,路程总是大于位移的大小。在任何情况下,路程都不可能小于位移的大小。

④在规定正方向的情况下,与正方向相同的位移取正值,与正方向相反的位移取负值,位移的正负不表示大小,仅表示方向,比较两个位移大小时,只比较两个位移的绝对值。

位移与路程的区别与联系可列表如下:

【典型例题】:

例3、中学的垒球场的内场是一个边长为16.77 m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒,如图所示。一位击球员击球后,由本垒经一垒、二垒直跑到三垒。他运动的路程是 m,位移是 m,位移的方向 。

【答案】50.31m 16.77m 由本垒到三垒

举一反三

【变式1】一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后

(1)前几秒内的位移更大( )

A.1s B.2s C.3s D.4s E.5s

(2)第几秒内的位移更大( )

A.第l s B.第2s C.第3s D.第4s E.第5s

(3)前几秒内的路程更大( )

A.1s B.2s C.3s D.4s E.5s

【答案】D B E

四、标量和矢量的区别

1、标量:只有大小没有方向的量。如:长度、质量、时间、路程、温度、能量等运算遵从算术法则。

2、矢量:有大小也有方向,求和运算遵循平行四边形定则的量。如:力、速度等。运算法则和标量不同,我们在以后会学习到。

3、对矢量概念的理解:

①矢量可用带箭头的线段表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向。

②同一直线上的矢量,可在数值前加上正、负号表示矢量的方向,正号表示矢量方向与规定正方向相同,负号表示矢量方向与规定正方向相反,加上正、负号后,同一直线上的矢量运算可简化为代数运算。

③矢量前的正、负号只表示方向,不表示大小,矢量大小的比较实际上是矢量绝对值的比较。如前一段时间位移为2m,后一段时间位移为-3m,则后一段时间物体的位移大。

五、做直线运动的质点在坐标轴上的位置与位移的关系

如果物体做直线运动,沿这条直线建立坐标轴,则运动中的某一时刻对应的是此时物体所处位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移。位移等于物体末位置坐标减去初位置坐标。

如图所示,一个物体从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为xA和xB,那么质点的位移:

△X=XB-XA。

若初位置AX=5m,末位置XB=-2m,质点位移△X=XB-XA=-2m-5m=-7m,负号表示位移的方向由A点指向B点,与x轴正方向相反。