第一章 2 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（教科版）

2　位置　位移 [学习目标] 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,掌握位移和路程的区别。 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。 知识点一　确定质点位置的方法——坐标系 1.意义:准确地描述质点的位置。 2.表示方法:按照规定的方法选取一组有序的数来描述质点的位置,这组有序的数就是“坐标”。 3.坐标系的选择 (1)物体沿一条直线运动时,使用沿运动方向的一维直线坐标系就可以准确地描述质点的位置。 (2)物体在一个平面上运动时,就需要建立平面直角坐标系。 知识点二　位置的改变——位移 1.路程:物体运动的路线长度。只有大小,没有方向。 2.位移 (1)定义:描述物体位置变化的物理量。 (2)表示方法:用由物体运动的初位置指向末位置的有向线段来表示,一般用符号x表示。 (3)大小和方向:有向线段的长度等于位移的大小,方向由初位置指向末位置。 (4)坐标描述:如图所示,一个物体沿直线从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为x1和x2,那么,质点的位移Δx=x2-x1,方向由A指向B,位移的正负表示方向与x轴正方向相同和相反。若取初始位置作为坐标原点,即x1=0,这时质点的位移就可以用x2的位置来表示,即x=Δx=x2。 知识点三　位移-时间图像(x-t图像) 1.定义和作用:把较多时刻物体所处的位置记录在一个直角坐标系上,可以较直观地看出物体运动过程中位置是如何随时间变化的。 2.作法:建立直角坐标系,用纵轴表示位置x,横轴表示时间t,通过对应数值作图线,就得到位置—时间图像。如果将物体运动的起始位置和起始时刻分别作为坐标的原点,各点的位置坐标x就等于它们相对于起始位置的位移Δx,这样的x-t图像称为位移-时间图像。 3.从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。 知识点四　矢量和标量 1.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、路程等。 2.矢量:既有大小又有方向的物理量。例如位移、力、速度等,矢量用带箭头的线段(有向线段)表示。 3.运算:标量加减遵循“算术法则”,矢量的加减却有所区别。 1.思考判断 (1)物体的位置确定后就可以知道物体在哪里。(　√　) (2)直线运动中,位移的大小一定与路程相等。(　×　) (3)位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动。(　×　) (4)只有物体做直线运动时,位移才有方向。(　×　) (5)位移取决于物体的初、末位置,路程取决于物体实际运动的路径。(　√　) (6)物体的位移-时间图像为曲线时物体的轨迹为曲线。(　×　) 2.思维探究 (1)某同学从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆。三种出行方式的初位置、末位置、运动轨迹、位置变化、走过的路程、位移是否相同? 答案:他的运动初位置和末位置相同,轨迹不同,位置变化相同,走过的路程不同,位移相同。 (2)如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位移?汽车由C点到D点的位移如何描述? 答案:位移用坐标变化量表示,ΔxAB=x2-x1=30 m-10 m=20 m,ΔxCD=10 m-40 m=-30 m。 (3)若物体的位移-时间图像为直线,物体的运动是怎样的? 答案:若图线与横轴平行,表明位移不随时间变化,即物体处于静止;若图线为倾斜直线,表明位移随时间均匀变化,即物体做匀速直线运动。 要点一　位移和路程的区别与联系 阅读下面的对话,回答问题。 小智同学:交警叔叔,新建的市图书馆在哪里?应该怎么走? 交警指着路旁的导游图:市图书馆在(路口)南400 m,东 300 m 处;你可以先向南走400 m到第一个十字路口,再向东走300 m就到了。 小智同学:谢谢叔叔! 交警:不客气。 (1)请你在图上把小智同学要经过的路径及位移表示出来,并分别求出路程和位移的大小。 (2)归纳一下,路程和位移的求解有什么不同? 答案:(1)路程和位移分别如图中虚线和有向线段所示。 路程为s=400 m+300 m=700 m。 位移为x==500 m。 (2)对于物体的路程,应注意物体运动的每一个细节,它等于物体所经过的路径的总长度,无方向。 对于物体的位移,首先要找准物体的初、末位置,而不必考虑中间过程,位移的大小为初、末位置间线段的长度,方向由初位置指向末位置,注意位移既有大小又有方向。 1.位移与路程的区别与联系 项目 位移 路程 区 别 物理 意义 表示质点的位置变化 表示质点的运动轨迹 大小 从初位置到末位置的直线距离 运动轨迹的长度 方向 从初位置指向末位置 无方向