第一章 第二节 位置 位移-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（粤教版）

第二节　位置　位移 课标要点 知识结构 (1)理解位置、路程和位移的含义，能说出它们的区别与联系． (2)理解矢量和标量的含义及位移的矢量性． (3)能在坐标系中定量描述物体的位置和位移，理解位移—时间图像． 一、位置 1．定义 位置是指运动质点某一时刻在空间所处的地方． 2．质点位置的确定 为了表示运动质点的位置，首先应该选取一个参考系，然后在参考系上建立坐标系．可由质点在坐标系中的坐标来确定质点的位置． 种类 坐标系的建立 直线坐标系(一维坐标系) 如果质点沿直线运动，即做一维运动，可以以该直线为x轴，以直线上的某一点为原点，规定单位长度和正方向． 平面直角坐标系(二维坐标系) 研究质点在某一平面内的运动时可建立平面直角坐标系． 二、位移 1．路程和位移 (1)路程(path)是物体运动轨迹的长度． (2)位移(displacement) ①表示方法：由起始位置指向末位置的有向线段． ②物理意义：描述物体的位置变化． ③大小：从起始位置到末位置的有向线段的长度． ④方向：从起始位置指向末位置． 2．直线运动中物体的位移 如图所示，做直线运动的物体，它的起始位置为x0，末位置为x，则物体的位移是由x0指向x的有向线段，其大小等于末位置与起始位置的坐标之差x－x0，记为Δx＝x－x0.Δx既表示位移的大小，又表示位移的方向． ①Δx的绝对值表示位移的大小． ②Δx的正、负表示位移的方向． 3．矢量和标量 (1)矢量 在物理学中，像位移这样的物理量叫作矢量(vector)，它既有大小又有方向． (2)标量 像温度、路程这样的物理量叫作标量(scalar)，它们只有大小，没有方向. 三、位移—时间图像 1．图像的建立 以时间t为横坐标，以位移s为纵坐标，通过在坐标纸上描点作图的方法来描述物体的位移随时间变化的情况．我们把这种描述方法称为图像法，以此得到的图像称为位移—时间图像或s­t图像． 2．图像的意义 从s­t图像可以直观地看出物体在不同时间内相对于坐标原点的位移． (1)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程．(　　) (2)如果位移s1＝2 m，s2＝－5 m，则s1>s2.(　　) (3)物体前半阶段的路程是2 m，后半阶段的路程是3 m，则总路程一定是5 m．(　　) (4)小明先向东走4 m，再向北走3 m，全过程位移是7 m．(　　) (5)－8 m的位移比6 m的位移小．(　　) (6)在s­t图像中，倾斜的图线是物体的运动轨迹．(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)× ⊲举例 平直公路上汽车的位置x＝30 m 海平面上轮船的位置 P(6 km，8 km) 位移为零，路程不一定为零，路程为零，位移一定为零． 位置坐标与位移的辨析 位置坐标是相对的，位移是绝对的． (1)位置：物体某时刻所在空间的一点．物体的位置坐标与坐标系的建立有关．同一位置，建立坐标系的原点不同或规定的正方向不同，物体的位置坐标就不同． (2)位移：物体位置的变化，物体的位置变化与坐标原点和正方向的选取无关． ⊲举例 课本P10小车P的位移—时间图像 探究点一　位置和位移 如图所示，一位同学某时刻在操场上的A点，过一段时间后，发现他到了B点．根据图中的信息，你能得到该同学在这段时间内的位移吗？你能得到该同学在这段时间的路程吗？(图中的方格边长为20 m．) 提示：由于起点和终点的位置都是明确的，故能得到在这段时间内该同学的位移大小为100 m，方向为东偏北37°.由于不知道该同学具体的运动路径，故无法知道该同学在这段时间内的路程． 1．位置与位移的关系 2．位移与路程的区别和联系 位移 路程 区别 物理意义 描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段 描述质点实际运动轨迹的长度 矢标性 矢量，既有大小，又有方向 标量，有大小，无方向 相关因素 由质点的初、末位置决定，与质点运动路径无关 既与质点的初、末位置有关，也与质点运动路径有关 联系 (1)都是描述质点运动的空间特征的物理量 (2)都是过程量 (3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 角度1　坐标系的建立和位置的确定 如图所示，一辆汽车从超市出发，向东行驶了300 m到达电影院，继续行驶了150 m到达度假村，又向西行驶了950 m到达博物馆，最后回到超市．以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100 m. (1)在直线坐标系上表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置． (2)求汽车从电影院经度假村到博物馆的位移． 解析：　(1)如图所示： (2)汽车从电影院经度假村到博物馆的位移为s＝x2－x1＝－500 m－30