第二节 位置的变化 位移-2021-2022学年高一物理辅导讲义（2020沪科版必修第一册）

第二节 位置的变化 位移

1．参考系和坐标系

【知识点的认识】

参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫参考系

对参考系应明确以下几点：

①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的．

②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷．

③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系．

 

坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系．（标明原点、正方向和单位长度）

（1）要准确地描述物体的位置及位置变化，需要建立坐标系；

（2）如果物体在一维空间运动（即沿一直线运动），只需建立直线坐标系（数轴）；

    如果物体在二维空间运动（即在同一平面运动），需要建立平面直角坐标系；

    如果物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系；

 

【命题方向】

（1）第一类常考题型是对事例进行分析：

有一首歌中唱到：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”．竹排上的人感觉山在走，所用的参考系是（　　）

A．竹排 B．青山 C．两岸 D．天空

 

分析：竹排上的人随竹排在江中向前运动，从山的这头走到山的那端，即人和山发生了相对运动，观察者以自己所在的竹排作为参考系而认为自己未动，故竹排上的人感觉山在走．

解答：本来两岸的青山相对于地球是静止不动的，而竹排上的人随竹排在江中向前运动，由于人认为自己未动，而认为是两岸的青山后退了．故竹排上的人感觉山在走，所用的参考系是竹排或是竹排上相对于竹排静止不动的物体．

故A正确．

点评：参考系是假定静止不动的物体，参考系的选择是任意的，选择不同的参考系同一种运动情况我们观察到的结果往往不同．

 

（2）第一类常考题型是对概念的强化：

关于参考系，下列说法中正确的是（　　）

A．参考系必须是静止不动的物体

B．参考系必须是正在做匀速直线运动的物体

C．参考系必须是固定在地面上的物体

D．描述物体的运动时，参考系可以任意选择

分析：参考系，是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系；参考系的选取是任意的，如何选择参照系，必须从具体情况来考虑，一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系．

解答：

A、参考系不一定必须是静止不动的，如研究炸弹的运动时，可以将运动的飞机作为参考系，故A错误；

B、任何物体均可作为参考系，匀速直线运动的物体也可以，但并不是必须这样，故B错误；

C、参考系的选取是任意的，应根据所研究的问题灵活选取，并不是一定是选取地面上的物体为参考系，故C错误；

D、参考系的选取是任意的，故任何物体都可以作为参考系，故D正确；

故选：D．

点评：为了研究和描述物体的运动，我们引入了参考系，选择不同的参考系，同一物体相对于不同的参考系，运动状态可以不同，选取合适的参考系可以使运动的研究简单化．

 

【解题方法点拨】

这部分知识难度不大，在平时的练习中可能出现，且往往以选择题的形式出现，但是高考中单独出现的几率比较小．

2．位移与路程

【知识点的认识】

（1）位移表示质点在空间的位置的变化，用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长

度，位移的方向由初位置指向末位置．

（2）路程是质点在空间运动轨迹的长度．在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关．

（3）位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关．              

位移和路程的区别：

①位移是矢量，大小只跟运动起点、终点位置有关，跟物体运动所经历的实际路径无关．

②路程是标量，大小跟物体运动经过的路径有关．

如右图所示，物体从A运动到B，不管沿着什么轨道，它的位移都是一样的．这个位移可以用一条有方向的（箭头）线段AB表示．

 

【命题方向】

例1：一个小球从4m高处自由落下，被水平地面竖直弹回到1m高处，在这一过程中，关于小球的路程和位移，下列说法正确的是（　　）

A．路程是3m，位移大小是5m，方向竖直向上

B．路程是5m，位移大小是3m，方向竖直向上

C．路程是3m，位移大小是5m，方向竖直向下

D．路程是5m，位移大小是3m，方向竖直向下

分析：位移是矢量，大小等于首末位置的距离，方向由初位置指向末位置；路程等于运动轨迹的长度．

解：一个小球从4m高处自由落下，被水平地面竖直弹回到1m高处，运动轨迹的长度为s＝4+1＝5m，则路程是5m；首末位置的距离为x＝4﹣1＝3m，所以位移的大小为3m，方向竖直向下．故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

点评：解决本题的关键知道路程和位移的区别，知道位移是矢量，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．

 

【解题方法点拨】

①位移是描述物体位置变化大小和方向的物理量，它是运动物体从初位置指向末位置的有向线段．位移既有大小又有方向，是矢量，大小只跟运动起点、终点位置有关，跟物体运动