1.2 位置 位移 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

第一章 描述运动的基本概念 第2节 位置 位移 作者编号：43999 为什么以前的人很难穿越塔克拉玛干沙漠呢？ 选哪条路线最佳？ 我在哪里？ 我要去的地方在哪里？ 因为他们在穿越沙漠时不知道自己的位置，也不知道自己前进的方向，以及还有多远才能走出沙漠，从而在绝望中死去。以上三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移和路程，这节就让我们来讨论这些问题。 新课导入 作者编号：43999 1. 坐标系： 注意要规定原点，正方向和单位长度 x/m 0 1 2 3 4 5 6 -1 (1)描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系。 为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。 知识点一：确定质点位置的方法——坐标系 新知学习 作者编号：43999 例：沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，请说出汽车的位置。 x/m 0 30 -20 东 西 汽车的出发点坐标是 － 20 m，表示它在岗亭以西20 m处；汽车的终点坐标是30 m，表示它在岗亭以东30 m处。 新知学习 作者编号：43999 （2）描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系。 1 2 3 x/m 0 1 2 3 4 5 6 -1 (1，1) (5，3) （3）描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系。 新知学习 作者编号：43999 1.路程 例如：北京去重庆，可以选择不同的交通方式。①乘火车②乘飞机③乘火车到武汉乘轮船沿长江而上。不同方式路程不同。 北京 重庆 武汉 郑州 石家庄 就位置的变动来说相同吗？ （1）定义：路程是质点运动轨迹的长度。 知识点二：位置的改变——位移 新知学习 作者编号：43999 无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径，他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1300km 的重庆，即位置的变化是相同的。 A B 如图：只要物体的初、末位置确定，这个有向线段就是确定的，它不因路径的不同而改变。 新知学习 作者编号：43999 3.位移 （1）定义：由初位置指向末位置的有向线段称为位移。 （2）意义：描述物体位置变化的物理量。 （3）理解：大小：有向线段的长度。 方向：由初位置指向末位置。 注意：求位移时必须回答方向。 路程 位移 新知学习 作者编号：43999 例题：如图所示的甲虫从x1=-2 cm爬到x2=3 cm处的过程中，位移可用如图所示的有向线段表示，其位移可以如何表示？ 其位移大小为x=x2-x1=3 cm-（-2 cm）=5cm，方向向东。 新知学习 作者编号：43999 例题：某汽车在北京长安街上行驶，如图所示。它在10：00经过西单路口，10：06经过天安门，10：10到达王府井路口。已知西单路口距天安门1.8 km，王府井路口距天安门1.2 km。求该汽车从西单路口到王府井路口以及它再从王府井路口返回西单路口这两个过程的位移。 新知学习 作者编号：43999 解：方法1 以天安门为位置坐标的原点0，向东为正方向建立直线坐标系，如图所示，各点的位置坐标为：西单路口xA=-1.8 km，王府井路口xB=1.2 km。从西单路口到王府井路口的位移x=xB-xA=1.2 km-（-1.8）km =3.0 km，方向向东。 从王府井路口返回到西单路口的位移x’ =xA-xB=-1.8 km-1.2 km=-3.0 km，负号表示方向向西。 新知学习 作者编号：43999 方法2 以西单路口为位置坐标的原点O，向东为正方向建立直线坐标系，如图所示，各点的位置坐标为：天安门xA=1.8 km，王府井路口xB=3.0 km。 从西单路口到王府井路口的位移x=xB-xO=3.0 km-0=3.0 km，方向向东。从王府井路口返回到西单路口的位移x’ =xO-xB g=0-3.0 km =-3.0 km，负号表示方向向西。 新知学习 作者编号：43999 要研究物体的运动规律，往往要测量较多时刻物体所处的位置。通常可以通过用表格记录数据来分析，或者通过位移-时间图像来了解运动规律。 时刻t/s 10：00 10：06 10：10 位移x/km 0.0 1.8 3.0 下表记录的是上述例题中三个不同时刻汽车的位移。 知识点三：位移—时间图像 新知学习 作者编号：43999 1.x-t图像的建立 平面直角坐标系中， 横轴：时间，单位s（秒） 纵轴：位移，单位m（米） 这种图像叫位移-时间图像， 简称位移图像。 新知学习 作者编号：43999 ①由x-t图像可知物体各时刻所处位置及物体发生一段位移所需时间 ②x-t图像只能用来描述直线运动 x-t图像中,表示位移的x轴是一条方向固定的直线 ③x-t图像不是物体运动的轨迹 表示的是位移随时间t变化的情况 ④纵轴表示物体的初始位置（x1、x2) ⑤交点表示相遇（点B） 2.根据x-t图像分析物体的运动 新知学习 作者编号：43999 ⑥水平直线表示物体静止(甲线) ⑦倾斜直线表示物体做匀速直线运动(乙线正向，戊线负向) 斜率表示速度， 斜率的大小表示速度的大小， 斜率的正负表示物体的运动方向。 ⑧丙表示物体做加速直线运动，丁表示物体做减速直线运动 x-t图像上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小（陡大缓小） x-t图像上某点切线斜率的正负表示物体速度的方向 甲 丙 丁 乙 戊 新知学习 作者编号：43999 1.矢量(vector)：既有大小，又有方向,例如：位移、速度、力等 2.标量(scalar)：只有大小，没有方向,例如：路程、时间、质量、温度、长度、密度、能量、速率等 ★注意： a.矢量有方向，而标量无方向 b.要描述一个矢量，必须有大小、方向两个方面 c.只有大小、方向都相同时，两个矢量才相同 知识点三：矢量与标量 新知学习 作者编号：43999 3.矢量的表示：用带箭头的有向线段表示。 需规定正方向，如果矢量与正方向相同，矢量为正值；如果矢量与正方向相反，矢量为负值。 线段长度——表示矢量大小。 箭头方向——表示矢量方向。 同一直线上的矢量，可用正负表示方向。矢量大小只看其绝对值大小，绝对值大则矢量大，而正负只表示方向。 新知学习 作者编号：43999 ①标量相加——遵从算术运算的法则。 4.矢量与标量的运算 矢量相加与标量相加遵从不同的法则！ 想一想：矢量相加也遵从这样的法则吗？ 如：桶中原来有2kg水，又倒入1kg水，那么现在水的质量是 ？ 新知学习 作者编号：43999 A B C 北 东 当两个矢量不共线时，矢量相加——遵从三角形定则（或遵从平行四边形定则）。 三角形定则：两个矢量相加时，首尾依次相连，合矢量为从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端。 三角形定则：当多个矢量不共线时，它们相加也遵从多个矢量依次首尾连接，最终从第一个矢量的始端指向最后一个矢量的末端。 新知学习 作者编号：43999 1.判断题 (1)一个物体一段时间内的位移为零，路程也一定为零。(　　) (2)位移是描述直线运动的，路程是描述曲线运动的。(　　) (3)路程就是位移的大小。(　　) × × × 当堂检测 作者编号：43999 2.如图所示，质点从N点沿半径为R的两个半圆形轨道运动到P点，质点的路程和位移大小分别为（ ） A．4R、0 B．2πR、4R C．2πR、0 D．2πR、2R B 当堂检测 作者编号：43999 3.如图所示。 ⑴求一个小蚂蚁甲由A点爬到B点过程的位移； ⑵求另一个小蚂蚁乙由B点爬到A点过程的位移。 ⑴Δx= x B- x A=(－9)－6=－15cm ⑵ Δx = x A- x B=6－(－9)=15cm. 小蚂蚁甲由A点爬到B点过程的位移大小是15cm ， 方向与坐标轴正方向相反。 小蚂蚁乙由B点爬到A点过程的位移大小是15cm ， 方向与坐标轴正方向相同。 当堂检测 作者编号：43999 A、末质点位移为0，前内位移为负，后内位移为正，故末质点运动方向改变 B、末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零 C、质点做匀速直线运动，速度大小为，方向与规定的正方向相同 D、质点在时间内的位移大小为，位移的方向与规定的正方向相同 C D 4.（多选）质点沿直线运动，其x-t图象如图，关于质点的运动，下列正确的是（ ） 当堂检测 作者编号：43999 位置 位移 坐标系 位移 位置和位移 定义：从初位置指向末位置的有向线段 一维直线坐标系、平面直角坐标系、三维立体空间坐标系 路程：质点运动轨迹的长度 物理意义：表示位置变化的物理量 大小：初、末位置间线段的长度 方向：初位置指向末位置 矢量和标量 x－t图像 反映物体在任意时刻的位置的图像 课堂总结 作者编号：43999 $$