2019-2020学年高中物理 第一章 描述运动的基本概念 2 位置 位移课件 教科版必修第一册

位置位移新知导入为什么以前的人很难穿越塔克拉玛干沙漠呢？选哪条路线最佳？我在哪里？我要去的地方在哪里？新知导入因为他们在穿越沙漠时不知道自己的位置，也不知道自己前进的方向，以及还有多远才能走出沙漠，从而在绝望中死去。以上三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移和路程，这节就让我们来讨论这些问题。坐标系坐标系：要准确地描述质点的位置，需要建立坐标系。注意要规定原点，正方向和单位长度。x/m0123456-1描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系。01坐标系例1：沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，请说出汽车的位置。x/m030-20东西汽车的出发点坐标是－20m，表示它在岗亭以西20m处；汽车的终点坐标是30m，表示它在岗亭以东30m处。坐标系描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系。x/m1230123456-1（1，1）（5，3）02t/s描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系。03路程定义：路程是质点运动轨迹的长度如图北京去重庆，可以选择不同的交通方式。①乘火车②乘飞机③乘火车到武汉乘轮船沿长江而上。不同方式路程不同。北京重庆武汉郑州石家庄思考：就位置的变动来说相同吗？位移无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径，他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1300km的重庆，即位置的变化是相同的。如图：只要物体的初、末位置确定，这个有向线段就是确定的，它不因路径的不同而改变。位移定义：由初位置指向末位置的有向线段称为位移。意义：描述物体位置变化的物理量。大小：有向线段的长度。路程位移注意：求位移时必须回答方向。方向：由初位置指向末位置。01020304矢量和标量矢量：既有大小又有方向的物理量叫作矢量。例如：力𝑭、速度𝒗、位移𝒙标量：只有大小，没有方向的物理量叫作标量。例如：质量𝒎、体积𝑽、温度𝑻、路程𝒔矢量和标量标量的运算法则是算数法，即初中学过得加减乘除，乘方和开方等，矢量的运算法则为平行四边形法则，在以后章节会学习。矢量、标量如何比较大小？标量大小的比较只看其自身数值大小，而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大的矢量就大。矢量、标量如何运算？矢量和标量特别提醒：（1）求某一矢量时，除求出其大小外，还要指出它的方向。（2）矢量的“＋”、“－”号仅仅表示方向，不表示矢量的大小。例题讲解一艘汽艇在宽广的湖面上先向东行驶了6.0km，接着向西行驶了8.0km，则该汽艇运动的位移的大小为______km，路程为_______km。2.014.0路程：𝒔=𝒔𝟏+𝒔𝟐=𝟔.𝟎𝐤𝐦+𝟖.𝟎𝐤𝐦=𝟏𝟒.𝟎𝐤𝐦设向东为正方向。位移：𝒙=𝒙𝟏+𝒙𝟐=𝟔.𝟎𝐤𝐦+−𝟖.𝟎𝐤𝐦=−𝟐.𝟎𝐤𝐦路程与位移的区别与联系（1）位移有方向，路程没有方向。（4）位移为零时，路程不一定为零。（2）位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关，路程只跟运动路径有关。（3）当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等。在其他情况中，路程要大于位移的大小。例题讲解关于位移和路程，下列说法正确的是()。A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的B．质点沿不同的路径由A到B，其路程可能不同而位移相同C．质点只要通过一段路程，其位移就不可能是零D．质点运动的位移大小可能大于路程解析：位移仅由初末位置决定，与路径无关，只有在单向直线运动中，位移大小才等于路程，其他情况位移均小于路程，质点通过一段路程，又回到初位置时位移为零，故只有选项B正确。B直线运动的位移思考讨论：在一维坐标系中用坐标表示物体的位置，那么，你知道位移应该如何表示吗？xxx1x2Ox=x2x1－如图：物体在t1时刻处于“位置”，在t2时刻处于“位置”x1x2位移：用坐标变化来表示直线运动的位移若两坐标之差为正，则位移的方向指向x轴的正方向；若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的负方向。思考讨论：某物体从A点运动到B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？Δx＝xB−xA=2m−5m=−3m位移的方向指向x轴的负方向xxxAxBO12345位移—时间图像txx-t图像在直角坐标系中选时刻𝒕为横轴，选位置𝒙为纵轴，把物体运动的起始位置和起始时刻作为原点𝑶，各点的位置坐标就等于它们相对于起始位置的位移𝚫𝒙。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。x1t1t2AB物体的位置或位移可以用图像直观地表示。𝑶例题讲解如图所示是某物体在0～10s内的x-t图像，下列说法中正确的是（）A．物体在第1s内的位移为4mB．物体在第5s内的位移为8mC．物体在前5s内的位移为8mD．物体在后5s内的位移为16m解析：物体在0～2s内位移从0均匀增加到8m，即每秒钟发生的位移是4m，A正确；物体在第5s内是静止的，位移为零，B错误；物体在前5s内的位移即为前2s内的位移，等于8m，C正确；物体在后5s内的位移为6～10s的位移，等于8m，D错误。AC课堂练习1.位移是矢量，它不仅具有大小，还有————。位移是———量，物体做直线运动时，其位移和速度的方向可以用—————来表示，它只表示位移的方向，而不表示位移的大小。2.一个篮球从4m高的地方竖直落下，碰地后反弹跳起1m被接住，这个过程中篮球所通过的路程是——m，位移大小是——m。方向矢正负号53课堂练习3．如图所示，一物体沿三条不同的路径由A运动到，下列关于该物体位移大小的表述正确的是（）A．沿1较大B．沿2较大C．沿3较大D．一样大AB123D课堂练习4.小王走路上学用了30分钟走了一千米，此处的“30分钟”和“一千米”分别指（）A．时间、位移B．时刻、路程C．时间、路程D．时刻、位移C课堂练习5.桌面离地面的高度是0.8m，在桌面边缘上将一个小球竖直向上抛出，它上升0.5m后回落，最后到达地面，取竖直向上为正方向，整个过程中小球的位移是（）A．0.5mB．0.8mC．-1.3mD．-0.8mD