1.2 位置 位移 课件-2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

一.位置 为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在建立适当的坐标系。 x/m 10 20 30 40 50 O -50 40 -30 -20 -10 直线坐标系（一维坐标系） 描述直线运动 汽车从-50m的初位置向右运动到50m的末位置。 1.2 位置 位移 直角坐标系（二维坐标系） 描述平面上运动的物体的位置 x/m 10 20 30 40 O 40 30 20 10 y/m 汽车从（10m，10m）的初位，置先向右运动到（40m，10m），再向上运动到 （10m，10m）的末位置。 从文化广场到学校的路线 路径不同，但初末位置相同，位置变化相同 二.位移和路程 1.路程：是物体运动轨迹的长度（实际走的线路）。 2.位移：是由从物体运动的起点指向运动的终点的 有向线段。用来表示物体(质点)的位置变化的物理量。 通常用符号s或x表示。 位移与路程的区别： (1)位移表示质点位置的变动的物理量. 路程则是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量 (2)位移是矢量(即有大小又有方向). 路程是标量(只有大小没有方向) (3)位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关.路程不仅与质点初末位置有关,还与路径有关。 为了描述运动的路径及位置变化，物理上引入了路程和位移的概念。 A B s1 s2 位移的大小有没有等于路程的时候？ 小明沿马路跑步去学校 只有在单向的直线运动中，位移的大小才等于路程。 1.矢量：具有大小与方向的量 如：位移、力等 2.标量：只有大小，无方向 如：路程、时间、质量、体积等 矢量不能直接相加减，同一直线上的矢量运算时，可先选一个正方向，与正方向相同的矢量用正号表示，与正方向相反的矢量用负号表示，再进行代数相加减。 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 例1．下列说法正确的是(　　) A．由于路程没有方向而位移有方向，因此路程和位移的大小不可能相等 B．由于位移用有向线段来表示，因此位移只能描述直线运动不能描述曲线运动 C．如果质点的轨迹为直线，则质点的位移在数值上一定等于路程 D．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 D 例2.小球从距地面5m高处落下，碰到地面反弹后，在距地面2m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是 （ ） A ． 7m、7m B ． 5m、2m C ． 5m、3m D ． 7m、3m D 例3.一个质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则下列说法正确的是( ) A. 前2s的位移为－9m B．第3s内的位移为 3m C．第2s内的位移为－4m D．前2s内的路程为 9m t/s 0 1 2 3 4 x/m 0 5 －4 －1 －7 B 例4.如图所示，一个人晨练，沿着半径为R的中国古代的八卦图行走，中央的S部分是两个直径为R的半圆，B→D为西→东方向，C→A为南→北方向。他从A点出发沿曲线ABCOAD行走，求该过程中： (1)他的路程； (2)他的位移。 C 在坐标系表示直线运动的位置和位移 物体在 t1 时刻处于“位置”x1，在 t2 时刻处于“位置” x2，那么 x2 －x1 就是物体的“位移”记为 Δx x１ x２ x O Δx ＝ x2 －x1 直线运动的位置和位移的“正、负”的理解 例6 . 物体从 A 运动到 B，初位置的坐标是 xA＝ 3 m , xB = ─2 m，它的坐标变化量 Δx 是多少？ Δx x O A B 坐标变化量 Δx＝ xB－ xA＝─2 m－3 m＝ ─ 5 m 位移的大小为 5 m 位移的方向为沿轴的负方向 BD 走出位移三大误区 误区一：认为位移方向即为物体的运动方向。 走出误区：位移的方向是物体运动过程中初、末位置间有向线段的方向，与物体的实际运动方向没有什么必然联系。物体从某一位置到另一位置，其位移方向是确定的，而物体可以从初位置以不同的运动方向、不同的轨迹运动到末位置。 误区二：认为位移的正负表示位移的大小。 走出误区：位移的正、负只是表示物体位移的方向。位移为正，表示物体的位移与规定的正方向相同；位移为负，表示物体的位移与规定的正方向相反。其正、负并不表示物体的位移大小。 误区三：用代数运算法则进行位移的计算。 走出误区：位移是矢量，其运算法则不遵循代数运算法则，代数运算法则是标量计算的法则。位移的计算遵循矢量运算法则。当物体在一条直线上运动时，规定正方向后可以把矢量运算转化为代数运算。 思考与讨论 我们知道，运动的物体，不同时刻的位置可能会不同，如下表： 有什么办法可以更直观地表示出物体每一个时刻对应的位置吗？ 可以把时间作为横坐标，位移作为纵坐标，把物体的运动信息迁移进图象中。 时间t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位移x/m 0 100 200 300 400 时间t/s 0 5.0 10.0 15.0 20.0 位移x/m 0 100 200 300 400 1.建立平面直角坐标系,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移x. 2.描点法描出数据 3.用平滑的曲线尽可能的把绝大部分点连接起来 位移时间图像 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s x-t图 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s x-t图象 A x-t图象是否反映物体的运动轨迹？ x-t图像不是反映物体的运动轨迹， 而是物体位移与时间的关系. 思考与讨论 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 应用s-­t图像能获得的七个信息 (1)任意时刻的位置。 (2)任意时间的位移。 (3)判断质点是静止的还是运动的。若图线与t轴平行，表示质点静止；若图线是一条倾斜的直线，表示质点在相等时间内位移相等，质点做匀速直线运动。 (4)判断质点运动的快慢：倾斜程度（坡度）越大，运动得越快。 (5)判断运动的方向：位移增加，往前运动；位移减小，往后运动。 (6)图像不过原点，说明开始计时时质点的位移不为零，或经过一段时间才开始运动。 (7)两图线相交，表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。 例8.某质点沿直线运动，其运动的s－t图像如图所示，则： (1)质点在________时间内远离出发点；质点在________时间内靠近出发点；质点在________时间内没有运动。 A.0～20 s B.20～30 s C.30～40 s D.40～50 s (2)质点离出发点的最远距离是________ m。 (3)质点在10 s时距离出发点________ m，质点在30～40 s内的位移为________ m，质点在________ s时回到出发点。 AC D B 50 10 30 50 例9.(多选)甲、乙、丙三个物体运动的位移—时间(s－t)图像如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.丙物体做曲线运动 B.甲物体做曲线运动 C.三个物体在0～t0时间内的位移相同 D.物体乙和丙在0～t0时间内的路程相等 CD eq \r(2)R 东南方向 eq \f(5,2)πR 例5.如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A经B到C，则它的位移和路程分别为(　　) A.eq \f(5π,2)R，方向由A指向C；eq \r(10)R B.eq \f(5π,2)R，方向由A指向C；eq \f(5π,2)R C.eq \r(10)R，方向由A指向C；eq \f(5π,2)R D.eq \r(10)R，方向由C指向A；eq \f(5π,2)R eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(位置用坐标x表示\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x为正时，位置在正半轴,x为负时，位置在负半轴)),位移s＝Δx＝x2－x1\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Δx为正时，位移为正方向,Δx为负时，位移为负方向)))) 位移的两种计算方法 (1)几何法：根据位移的定义先画出有向线段，再根据几何知识计算． (2)坐标法：写出初、末位置坐标，位移即为末位置坐标减初位置坐标，结果中的正、负号表示位移方向． 例7.[多选]物体做直线运动时，可以用坐标轴上的坐标表示其位置，用坐标的变化量表示其位移。如图所示，一个物体沿直线从A运动到C，然后又从C运动到B，物体的位移分别是ΔxAC＝－4 m－5 m＝－9 m；ΔxCB＝1 m－(－4 m)＝5 m。下列说法正确的是(　　) A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数 B．A到C的位移大于C到B的位移，因为符号表示位移的方向，不表示大小 C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较 D．物体由A运动到B的位移ΔxAB＝ΔxAC＋ΔxCB 常见的三种s­t图像的比较 图像 物理意义 ①、②都表示物体处于静止状态，但静止的位置不同 ③表示物体从s1处向前做匀速直线运动 ④表示物体从s＝0处向前做匀速直线运动，④比③快 ⑤表示物体从s2处向后做匀速直线运动 ⑥表示物体做变速直线运动，且运动得越来越慢 $$