第一章 第二节 位置 位移-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习全书word（粤教版）

第二节　位置　位移 [课标引领] 学业质量水平要求 合格考 1.知道位置的含义,会建立坐标系和定量描述物体位置及变化. 2.理解位移的概念,知道位移的特点,知道位移和路程的区别. 3.理解位移—时间图像的物理意义及应用. 4.了解矢量、标量的意义,知道矢量和标量的算法遵从不同法则. 选择考 1.理解位置、位移、路程等概念的区别与联系. 2.理解矢量与标量运算的差异. 3.会应用位移—时间图像. 一、位置 如图所示,某人乘一辆轿车从超市出发,沿一东西向的大街先向东行驶了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100 m表示单位长度,请用坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置. 答案:如图所示. 1.定义 位置是指运动质点某一时刻在空间所处的地方. 2.表示方法 在参考系上建立坐标系,质点的位置可由质点在坐标系中的坐标来确定. 3.坐标系 (1)物体做直线运动时,其位置可用直线坐标系的坐标x表示. (2)物体在某一平面上运动时,其位置可用平面直角坐标系的坐标来表示. 二、位移 暑假期间,两名同学计划从北京去重庆研学,他们从同一地点出发,到同一地点会合,甲同学主要乘火车,乙同学主要乘飞机.请思考在此过程中,两名同学运动的路程是否相同?他们位置的变化是否相同? 答案:路程是运动轨迹的长度,两名同学运动轨迹不同,所以路程不同;但由于他们的初始位置、末位置都是相同的,所以位置变化是相同的. 1.路程 路程是物体运动轨迹的长度,只有大小没有方向. 2.位移 (1)定义:位移用从物体运动的起始位置指向末位置的有向线段来表示,一般用符号s表示,国际单位是米,符号为 m. (2)位移的大小和方向:位移既有大小又有方向,大小是有向线段的长度,方向是有向线段的方向,即由起始位置指向末位置. (3)位移的意义:描述物体的位置变化,一旦确定物体的起始位置和末位置,物体的位移就确定了. (4)位移的表示方法. ①当物体做直线运动时,位置常用直线坐标系中的坐标x表示.这时位移可以用末位置(x)和起始位置(x0)的坐标之差(Δx)来表示,即Δx=x-x0.Δx的正负表示运动质点的位移方向,Δx的绝对值等于位移的大小.如图甲、乙所示,当Δx>0时,表示位移的方向与x轴正方向相同;当Δx<0时,表示位移的方向与x轴正方向相反. ②为了计算方便,计算位移时常取起始位置作为坐标原点,即x0=0,这时质点的位移就可以用末位置的坐标来表示,即s=Δx=x. 三、位移—时间图像(s-t图像) 假设一跑步爱好者晨跑时沿直线运动,以跑步起点为坐标原点建立一维坐标系,把他在各时刻所对应的位置坐标在位置-时间的关系坐标中描出,得到如图所示的图像.请思考后回答: (1)该图像的纵坐标能表示从起点到横坐标时刻这段时间的位移吗? (2)该图线是跑步者的运动轨迹吗? 答案:(1)跑步者的起点为坐标原点,则从起点到横坐标时刻这段时间的位移s=x-0=x,所以该图像的纵坐标能表示从起点到横坐标时刻这段时间的位移. (2)位置—时间关系不是跑步者的运动轨迹,只是反映跑步者运动过程中位置随时间的变化情况. 1.直线运动的位置和位移 当质点做直线运动时,可以把位置看成是一种特殊的位移,即物体相对于坐标原点的位移,它的起点在坐标原点,终点在该时刻物体所在的位置. 2.位移—时间图像 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质点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s-t图像. 3.位移—时间图像的意义 在位移—时间图像中可以形象地看出,纵坐标s是质点相对于坐标原点在时间t内的位移. 四、矢量和标量 学习了位移这个新物理量后,请思考一下位移和路程两个物理量有何区别. 答案:位移是既有大小又有方向的物理量,而路程只有大小没有方向. 1.矢量:既有大小,又有方向的物理量,例如位移. 2.标量:只有大小,没有方向的物理量,例如温度、质量、体积、长度、时间、路程. 3.运算:矢量和标量的算法遵从不同法则. 1.判断正误. (1)路程是标量,位移是矢量,两者都描述物体的运动.(　√　) (2)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程.(　×　) (3)物体的位移—时间图像为曲线时物体的轨迹为曲线.(　×　) 2.许多穿越塔克拉玛干沙漠的探险者都知道穿越沙漠的最大危险是常常迷路.造成迷路的原因就是弄不清三个问题:我在哪里?我要去的地方在哪里?还要走多远才能到达?这三个问题涉及三个描述运动的物理量,你知道是哪三个吗? 答案:位置、位移和路程. 3.如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽