2第一章 2．位置 位移（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（教科版2019）

2．位置　位移 课程标准 核心素养 1.会选择坐标系描述位置 2.理解位移的概念，会区分位移和路程的不同 3.理解位移—时间图像的意义 物理观念：位移和路程、矢量和标量的概念 科学思维：(1)矢量与标量的运算法则的不同　(2)利用位移—时间图像研究物体的运动 科学探究：探究位移和路程、矢量和标量的区别与联系 一、确定质点位置的方法——坐标系 1．坐标系及坐标 要准确地描述质点的位置，需要建立坐标系，即按照规定的方法选取一组有序的数来描述它的位置，这组有序的数就是“坐标”。 2．坐标系的种类 (1)物体沿一条直线运动，建立一维直线坐标系描述质点的位置。 (2)物体在一个平面上运动，建立平面直角坐标系描述质点的位置。 二、位置的改变——位移 1．路程：物体运动的路线的长度。 2．位移 (1)定义：物理学中描述物体位置变化的物理量。 (2)表示方法：用由初位置指向末位置的有向线段来表示。 (3)方向：由初位置指向末位置。 (4)大小：有向线段的长短。 三、位移—时间图像 1．x ­t图像 (1)原点O表示运动的起始位置和起始时刻。 (2)横轴表示时间、纵轴表示位移。 2．意义：较直观的看出物体运动过程中位置的变化。x ­t图像描述物体位置随时间变化的规律特征，并不是物体运动的轨迹。 四、矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向的物理量，如位移。 2．标量：只有大小没有方向的物理量，如路程、温度等。 3．运算法则：两个标量加减时遵从“算术法则”，矢量加减的法则与此不同。 1．一辆战车最初在坐标原点以东3 km处，一段时间后行驶到坐标原点以西2 km处，水平向西为坐标轴正方向。这辆战车最初位置坐标和最终位置坐标分别是(　　) A．3 km，2 km B．－3 km，2 km C．3 km，－2 km D．－3 km，－2 km B　[坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负。战车最初在原点以东且距原点3 km，所以最初位置是－3 km，同理最终位置是2 km，故B正确。] 2．下列物理量中，属于矢量的是(　　) A．质量　　B．时间 C．路程　　D．位移 D　[位移是既有大小也有方向的物理量，是矢量；时间、质量、路程只有大小没有方向，是标量。故选D。] 3．某物体从A点运动到B点，坐标xA为5 m，xB为2 m，物体的位移大小等于多少？方向如何？ 解析：　因为xA＝5 m，xB＝2 m，所以物体的位移Δx＝xB－xA＝2 m－5 m＝－3 m，位移的大小为3 m，位移的方向指向x轴负方向。 答案：　3 m　指向x轴负方向 知识点一　建立坐标系的原则及方法 情景：描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？ 情况1：描述百米赛跑运动员在运动中的位置。 情况2：描述冰场上花样滑冰运动员的位置。 情况3：描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。 试结合上述现象讨论： (1)情况1中应该建立怎样的坐标系？ (2)情况2中应该建立怎样的坐标系？ (3)情况3中应该建立怎样的坐标系？ 提示：　(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系。 (2)以冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系。 (3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系。 1．建立坐标系的原则 建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简捷。 2．三种坐标系的比较 － 直线坐标系 平面坐标系 空间坐标系 适用运动 物体沿直线运动时 物体在某平面内做运动时 物体在空间内做运动时 建立方法 在直线上规定原点、正方向和标度，就建立了直线坐标系 在平面内画相互垂直的x轴与y轴，即可组成平面直角坐标系。物体的位置由一对坐标值确定 在空间画三个相互垂直的x轴、y轴和z轴，即可组成三维坐标系。物体的位置由三个坐标值来确定 应用实例 M点位置坐标： x＝2 m N点位置坐标： x＝3 m，y＝4 m P点位置坐标： x＝3 m，y＝4 m，z＝2 m 如图所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走50 m到达B处，再向东走100 m到达C处，最后又向北走150 m到达D处，若以校门口A点为坐标原点，则A、B、C、D各点的位置如何表示？ 解析：　以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系，如图所示，则各点的位置坐标为A(0，0)，B(0，－50 m)，C(100 m，－50 m)，D(100 m，100 m)。 答案：　见解析 针对练1：为了定量研究物体的位置变化，我们可以用坐标轴(x轴)来表达。现在以陆羽广场中心为坐标原点，沿东西方向建立坐标轴，规定向西为正方向。优优小朋友在游玩时，坐标轴上标明了她在不同时刻的坐标值，如图所示，上午九时在A位置