第一章 2 位置变化的描述—位移（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（教科版）

2　位置变化的描述——位移 物理 (教师参考) 目标导航 重点:位移的大小和方向 难点:位移和路程的区别与联系 物理 情境链接一 如图所示为正在踢球的运动员和在空中飞行的飞机,如果要描述踢球的运动员的位置,你认为应该怎样建立坐标系?如果要描述空中飞机的位置,又应该怎样建立坐标系? 信息 可以以足球场中央为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立水平面内的平面直角坐标系,来准确地描述踢球的运动员的位置;如果要确定飞机的位置,则需要确定一点为坐标原点,建立空间坐标系来描述。 物理 情境链接二 许多穿越塔克拉玛干沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生。他们为何会陷入绝境? 信息 在茫茫无际的大沙漠,满目沙丘。仿佛置身于巨浪滚滚的大海中,无法确定自己在哪,去往何处,选择怎样的路线,即涉及三个描述物体运动的物理量:位置、位移和路程不确定,因此才导致他们陷入绝境。 物理 课前预习 课堂探究 随堂演练 物理 课前预习·掌握新知 一、坐标系 1.作用:为了定量地描述物体(质点)的 以及 ,需要在参考系上建立一个 。 2.类型:直线坐标系、平面直角坐标系、空间直角坐标系。 3.说明:建立坐标系时,必须标上原点、正方向和单位长度。 教材梳理 位置 位置的变化 坐标系 物理 想一想 教材P7“讨论交流”告诉我们研究物体的位置及位置的变化需建立坐标系,那么在坐标系中怎样来表示物体的位置及其变化呢? 答案:研究在直线上运动的物体时建立直线坐标系,研究在平面上运动的物体时建立平面直角坐标系,研究在空间中运动的物体时建立空间直角坐标系,由坐标和坐标变化确定物体位置和位置的变化。 二、位移和路程 1.位移 (1)定义:物理学中物体在一段时间内位置的变化。 (2)表示方法:用从初位置到 的一条有向线段表示,其长度、指向分别表示位移 和 。 (3)物理意义:表示物体(质点)位置 的物理量。 2.路程:物体运动轨迹的长度。 末位置 大小 方向 变化 物理 想一想 由教材P7图1-2-7分析判断,初位置A和末位置B确定的情况下,位移大小和路程的关系如何? 答案:由教材P7图1-2-7看出,从初位置A到末位置B,不论经过怎样的途径,最短的路程等于有向线段AB的长度,因此,初、末位置确定的情况下,位移的大小不会大于路程。 三、标量和矢量 1.标量:在物理学中,只有大小没有 的物理量,如路程、温度等。 2.矢量:在物理学中,既有大小又有 的物理量,如位移、力等。 3.运算法则:标量加减遵循“ 法则”,但矢量加减的法则与此不同。 方向 方向 算术 物理 自主检测 1.(多选)关于矢量和标量,下列说法中正确的是(　 　) A.矢量是既有大小又有方向的物理量 B.标量是既有大小又有方向的物理量 C.-10 m的位移比5 m的位移小 D.-10 ℃的温度比5 ℃的温度低 AD 解析:由矢量和标量的定义可知,A正确,B错误;-10 m的位移比5 m的位移大,负号不表示大小,仅表示方向与正方向相反,C错误;温度是标量,负号表示该温度比 0 ℃ 低,正号表示该温度比0 ℃高,故-10 ℃的温度比5 ℃的温度低,D正确。 物理 2.(2020·四川简阳月考)关于质点的位移和路程,下列说法正确的是 (　 　) A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向 B.位移为零时,路程不一定为零 C.路程为零时,位移不一定为零 D.当质点沿直线运动时,路程等于位移的大小 解析:位移是矢量,位移方向为初位置指向末位置,故A错误;位移为零时,路程不一定为零,例如绕操场跑一圈,故B正确;路程为零时,位移一定为零,故C错误;当质点做往复直线运动时,路程大于位移的大小,故D错误。 B 物理 3.(2021·山东泰安月考)(多选)下列哪种情况下指的是位移(　 　) A.机动车里程表上所显示的千米数 B.标准田径场跑道的周长是400 m C.乘飞机由北京到上海的直线距离约为1 080 km D.计量跳远运动员的比赛成绩 解析:机动车里程表上所显示的千米数是运动路径的长度,是路程,A错误;标准田径场跑道的周长是轨迹的长度,是路程,B错误;乘飞机由北京到上海的直线距离为位移的大小,C正确;跳远运动员的比赛成绩是初、末位置的距离,是位移的大小,D正确。 CD 物理 4.如图所示,某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点,则它通过的位移和路程分别是(　 　) A.0;0 B.2r,向东;πr C.r,向东;πr D.2r,向东;2r 解析:位移是直径ab的长度2r,方向向东,路程是半圆弧的长度πr,故选B。 B 物理 课堂探究·突破要点 要点一　坐标