第1章 第2节 位置 位移(Word教参)-【优化指导】2026-2027学年高中物理必修第一册(教科版2019)
第2节 位置 位移
物理观念 | 科学思维 | 科学态度与责任 |
1.理解位置、位移和路程三个物理量的概念及其对描述物体位置的意义。 2.了解两类坐标系的建立方法。 3.了解位移—时间图像的物理意义。 4.理解矢量和标量的概念。 | 1.能在实际情境中区分位移和路程。 2.能根据实际情境建立适当的坐标系,描述物体的运动。 3.能根据位移—时间图像描述物体的运动情况。 4.能区分矢量和标量的不同。 | 体会生产、生活中处处有物理,体会到位置和位移在探索自然规律中的作用。 |
[对应学生用书P7]
一、确定质点位置的方法——坐标系
1.要准确地描述质点的位置,需要建立坐标系,即按照规定的方法选取一组有序的数来描述它的位置,这组有序的数就是“坐标”。
2.研究物体的直线运动时,只需要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;研究平面上物体的运动,需要建立平面直角坐标系;研究空间物体的运动,需要建立三维坐标系。
二、位置的改变——位移
1.路程:物体运动路线的长度。
2.位移
(1)物理意义:描述物体位置变化的物理量。
(2)定义:由初位置指向末位置的有向线段,线段的长短表示位移的大小,箭头表示位移的方向。
(3)位移在一维直线坐标系中的表示:若点A、B对应的坐标分别为x1、x2,则A到B的位移Δx=x2-x1。
三、位移—时间图像
建立直角坐标系,用纵轴表示位置x,横轴表示时间t,即为x-t图像,把运动的起始位置和起始时刻分别作为纵轴和横轴的原点,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。
四、矢量和标量
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1.标量:只有大小没有方向的物理量,如质量、时间、路程、温度等。
2.矢量:既有大小又有方向的物理量,如力、速度、位移等。
3.运算法则:标量加减遵循“算术法则”,矢量的加减有所不同(填“相同”或“有所不同”)。
判断下列说法的正误。(对的画“√”,错的画“×”)
(1)位移取决于运动的始、末位置,路程取决于实际运动的轨迹。 ( √ )
(2)物体经过一段时间发生的位移为零,则路程也一定为零。 ( × )
(3)位移是矢量,有方向,而路程是标量,没有方向。 ( √ )
(4)矢量有正有负,而标量只有正值。 ( × )
(5)在直线坐标系中,物体的位置可以用坐标表示。 ( √ )
(6)A、B两点在直线坐标系的坐标分别为3 m、-6 m,则两点间距为9 m。 ( √ )
(7)x-t图像可以表述物体的运动轨迹。 ( × )
(8)x-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇。 ( √ )
解析:(5)在直线坐标系中,物体的位置可以用坐标表示,该说法正确。
(6)A、B两点在直线坐标系的坐标分别为3 m、-6 m,则两点间距为9 m,该说法正确。
(7)x-t图像表示物体位置随时间变化的关系,只能描述直线运动,不是物体的运动的轨迹,该题干错误。
(8)x-t图像上两图线的交点表示两物体此时相遇,该题干正确。
[对应学生用书P8]
探究点一__坐标系的应用
如图所示,田径场上百米赛跑运动员在比赛,足球赛场上也在比赛。
[问题设计]
要描述百米赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?要描述800 m赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?在足球场上,要描述足球的位置,需要
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建立什么样的坐标系?
提示:田径场上,在描述百米赛跑运动员的位置时,因运动员在一条直线上运动,故建立直线坐标系即可;在描述800 m赛跑运动员的位置时,因800 m跑道是弯曲的,运动员在平面内运动,此时应建立平面直角坐标系;足球场上,足球并非在同一平面内运动,故应建立空间三维坐标系才能描述足球的位置。
两种坐标系的比较
项目 | 直线坐标系 | 平面坐标系 |
适用运动 | 物体沿直线运动 | 物体在某平面内做曲线运动 |
建立方法 | 在直线上规定原点、正方向和标度,就建立了直线坐标系 | 在平面内画相互垂直的x轴与y轴,即可组成平面直角坐标系。物体的位置由一对坐标值来确定 |
应用 实例 | M点位置坐标:x=2 m | N点位置坐标: x=3 m,y=4 m |
[例1] (多选)如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标上有两点A和B,A位置的坐标为xA=5 m,B位置的坐标为xB=-3 m。下列说法正确的是 ( )
A.A点位于广场中心南边5 m处
B.A点位于广场中心北边5 m处
C.B点位于广场中心南边3 m处
D.B点位于广场中心北边3 m处
BC 解析:规定原点在广场中心,向北为正方向,A点坐标xA=5 m,即在广场中心北边(正方向)5 m处,A错误,B正确;而B点坐标xB=-3 m,即在广场中心南边(负方向)3 m处,C正确,D错误。
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