内容正文:
粤教版必修一 第一章 运动的描述
第二节 位置 位移
学习目标
什么是位移?
会用数轴描述位置和位移
会计算位移的大小和方向
知道标量和矢量
会用位移-时间图像描述物体的运动
2
导入新课
思考:学校组织远足活动,从河源高级中学出发,到九里湖,需要弄清楚三个重要问题:
我在哪里?
我要去哪里?
我选择哪条路线?
涉及描述物体运动的三个物理量:
位置、位移、路程
一、什么是位置?
一、什么是位置?
1、位置:运动质点某一时刻在空间所处的地方。
思考:当我们参观校园时,需要弄清楚第一重要问题:
我在哪里?
为了定量描述运动质点,首先选取一个参考系,然后在参考系上建立坐标系,质点的位置,可由质点在坐标系中的坐标来确定。
一、什么是位置?
二、什么是位移?
二、什么是位移?
思考:地图显示三条不同的路线,路程一样吗?
二、什么是位移?
河源高级中学→九里湖森林氧吧
地图上显示三条不同的路线
路程:物体运动轨迹的长度
二、什么是位移?
路线不同则路程不同,但是起始位置和终点位置是相同的,到达了西北方向、直线距离约11.0 km的九里湖森林公园,即位置的变化是相同的。
问题:如何描述物体位置的变化?
二、什么是位移?
1、意义:描述物体位置变化的物理量
3、大小:初末位置间有向线段的长度
方向:由初位置指向末位置
位移
A
B
2
1
注:质点的位移与运动路径无关,只与始、末位置有关。
4、单位:米(m)
2、定义:由起始位置指向末位置的有向线段
二、什么是位移?
当物体做直线运动时,位置常用直线坐标系中的坐标 x 表示
方向由A指向B(沿x轴正方向)
方向由A指向B(沿x轴负方向)
“-”表示沿x轴负方向)
正方向
负方向
二、什么是位移?
【讨论与交流】有一可看成质点的电动小车 P,在水平面上前3秒沿直线先向东运动,后3秒向西运动,在该直线上建立由西向东的一维直线坐标系,测得在不同时刻小车 P的位置坐标如表1-2-1所示.
(1)利用表中数据能求出小车 P在前3秒内、第3秒、前6秒内和第6秒的位移和路程吗?为什么?
位移:14m 4m -3m -11m
路程:14m 4m 31m 11m
二、什么是位移?
(2)根据题中所给出的信息,试在一维直线坐标系的坐标轴上画出小车P 的运动过程的示意图。
【讨论与交流】有一可看成质点的电动小车 P,在水平面上前3秒沿直线先向东运动,后3秒向西运动,在该直线上建立由西向东的一维直线坐标系,测得在不同时刻小车 P的位置坐标如表1-2-1所示.
二、什么是位移?
(3)试用一段话把小车 P 的运动过程表述出来。
【讨论与交流】有一可看成质点的电动小车 P,在水平面上前3秒沿直线先向东运动,后3秒向西运动,在该直线上建立由西向东的一维直线坐标系,测得在不同时刻小车 P的位置坐标如表1-2-1所示.
二、什么是位移?
(4)建立平面直角坐标系,以时间 t 为横坐标,位移 s 为纵坐标,在坐标纸上描点作图。尝试描述该质点的运动情况。
位移-时间图像
s - t 图像
三、位移-时间图像
三、位移-时间图像
位移—时间图像(s-t图像):用图像描述位移随时间变化的图像。
图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。
s-t 图像只能用来描述物体做直线运动;
s-t 图像描述的是位移 s 随时间 t 变化规律的曲线,不是物体运动的轨迹;
三、位移-时间图像
0
t / s
s / m
a
b
c
t1
s1
b 图线水平表示物体静止。
a 图线向上走表示物体向正方向运动。
两图像的交点表示两物体相遇。
c 图线向下走表示物体向负方向运动。
根据 s-t 图像分析物体的运动:
斜率反映了位移随时间变化的快慢程度。
【随堂练习】 一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移。如图近似描述了汽车在0时刻到50 s这段时间的x-t图像。通过分析回答以下问题:
(1)汽车最远位置距离出发点为 m;
(2)汽车在 时间内没有行驶;
(3)汽车在 时间内驶离出发点,
在 时间内驶向出发点;
(4)汽车前50 s内的路程为 m,位移为 m。
30
10~20 s
0~10 s、40~50 s
20~40 s
75
-15
三、位移-时间图像
四、标量和矢量
四、标量和矢量
(1)矢量:既有大小又有方向的物理量叫作矢量。如:位移
(2)标量:只有大小没有方向的物理量叫作标量。如:路程。
(3)注意:
①矢量有方向,一般通过正负来表述方向;
②要描述一个矢量,必须有大小、方向两个方面;
③只有大小、方向都相同时,两个矢量才相同。
四、标量和矢量
【思考与讨论】如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40 m到达B点,然后又向西走了30 m到达C点,则他从A到C点的路程是多少?位移的大小是多少?(画轨迹图求解)
A→C的路程为70 m
A→C的位移大小为x= m=50 m。
四、标量和矢量
【例题】一支150 m长的抢险救灾队伍匀速前进,队长从队尾放出无人机到前方1000 m 处侦察受灾路况,拍照后立即返回,当无人机返回队长处时,队长刚好从队尾走到队首,且队伍已前进了200 m.则在全过程中,无人机位移的大小和路程分别是多少?
位移的大小为350m 路程为(1000×2-350)m=1650m
五、提升训练
五、提升训练
1.a、b两车在同一平直公路上行驶,两车的位移x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是( )
b车运动方向始终不变
a、b两车相遇两次
C. t1到t2时间内,a车的路程小于b车的路程
D. t1到t2时间内,a车和b车的位移都在均匀增大
【解析】由题图可知,b车的位移先增大后减小,因此b车的运动方向发生了变化,故A错误;题图中两图线有两个交点,说明两车相遇两次,故B正确;t1到t2时间内,两车的位移和时间均相同,且在单向直线运动中,位移大小与路程相等,故C错误;由题图可知,t1到t2时间内,a车的位移均匀增大,b车位移不是均匀增大的,故D错误。故选B。
五、提升训练
课堂总结
位移-时间图像
标量与矢量
位置
位移
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