第1章 2 位置 位移-【精讲精练】2023-2024学年高中物理必修第一册教科版(教师用书)

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2 位置 位移

[学业要求与核心素养]

物理观念

1.知道位移与路程的区别

2.知道坐标系的概念,会用一维坐标系定量描述直线运动的位置和位移

科学思维

1.理解标量和矢量的区别,知道矢量的运算与标量不同

2.理解位移—时间图像的意义,会根据位移—时间图像描述质点的位置和位移

预习案.TIF

一、确定质点位置的方法——坐标系

1.坐标系:为了准确地描述质点的__位置__,需要建立坐标系。

2.坐标系的种类及特点

(1)一维坐标系:用来描述物体在__直线__上的位置。

(2)二维坐标系:用来描述物体在一个__平面__上的位置。在平面上画出两条互相垂直的数轴,建立平面直角坐标系。

(3)三维坐标系:用来描述物体在__空间__某点的位置。在空间内作三条两两垂直的数轴,建立空间坐标系。

二、位置的改变——位移

阅读教材,并回答:

1.观察教材图1­2­7,从A到B有多条不同的路线,沿不同的出行路线有何不同和相同之处?

答:路线不同运动轨迹长度不同,但初末位置相同。

2.观察教材图1­2­7,从初位置指向末位置的有向线段有什么意义?

答:表示位置的变化。

[概念·规律]

1.路程:物体运动__路线__的长度。

2.位移

(1)物理意义:描述物体(质点)__位置__变化的物理量。

(2)表示:从__初__位置到__末__位置的一条有向线段。

3.直线运动的位移

研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则

8.TIF

(1)物体的初、末位置可用位置坐标__x1__、__x2__表示。page number 0

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(2)物体的位移Δx=__x2-x1__。

若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;

若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。

三、位移—时间图像

位移—时间图像(x­t图像):反映物体在不同时间内的位移的图像。将物体运动的__初始位置__选作位置坐标原点O,则位置坐标与__位移__大小相等(x=Δx),这样的x­t图像称为位移—时间图像。

四、矢量和标量

1.矢量:既有__大小__又有__方向__的物理量。

2.标量:只有__大小__没有__方向__的物理量。

探究案.TIF

探究点一 位移和路程

[交流讨论]

阅读下面的对话:

甲:请问到市图书馆怎么走?

乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口,再向东走300 m就到了。

甲:谢谢!

乙:不客气。

R6+.tif

(1)请求出甲到市图书馆经过的路程和位移的大小。

答:路程700 m,位移500 m。

(2)归纳一下,路程和位移的求解有什么不同。

答:求路程直接相加减,求位移是求初位置到末位置的线段的长度。

[归纳总结]

位移和路程的区别与联系

 

路程

位移

物理意义

物体运动轨迹的长短

表示物体位置的变化

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标矢性

只有大小没有方向,是标量

既有大小又有方向,是矢量

制约因素

既与质点的初、末位置有关,也与质点运动路径有关

由质点的初、末位置决定,与质点运动路径无关

图示(曲

线运动)

11.TIF

质点由A点运动到B点,弧的长度即为质点的路程

12.TIF

质点由A点运动到B点,有向线段AB的大小和方向表示质点的位移

联系

(1)都是描述质点运动的空间特征;

(2)都是过程量;

(3)单位相同,都是米(m);

(4)一般来说,位移的大小小于等于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程

例1.TIF 一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如下表(质点在每一秒内都做单向直线运动)。

时刻/s

0

1

2

3

4

位置坐标/m

0

5

-4

-1

-7

(1)几秒内位移最大____________。

A.1 s内         B.2 s内

C.3 s内  D.4 s内

(2)第几秒内位移最大____________。

A.第1 s内  B.第2 s内

C.第3 s内  D.第4 s内

(3)几秒内的路程最大____________。

A.1 s内  B.2 s内

C.3 s内  D.4 s内

(4)第几秒内路程最大____________。

A.第1 s内  B.第2 s内

C.第3 s内  D.第4 s内

[思路引导] 明确位移和路程及所对应的时刻,再画出如图所示的位置坐标以及对应时刻,即可迅速解答。

14.TIF

[解析] (1)几秒内指的是从计时开始的零时刻到几秒末的一段时间,位移的大小是从初page number 2

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