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)
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 |
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
(1)物体的初、末位置可用位置坐标__x1__、__x2__表示。
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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。
(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) | 质点由A点运动到B点,弧 | 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 | |
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。
[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
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