1.2位置 位移 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
2025-09-01
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普通
摘要:
该高中物理课件聚焦“位置与位移”核心内容,系统涵盖坐标系建立、位移与路程辨析、矢量标量特性及x-t图像应用等知识点。课堂以参考系、时间时刻、质点等旧知为基础,通过“百米运动员位置描述”“旅行者位移对比”等实例搭建学习支架,引导学生从一维到三维、从标量到矢量逐步深化对运动描述的理解。
其亮点在于以科学思维与科学探究为核心,通过“北京到上海旅行者路程与位移辨析”“操场运动位移计算”等实例,培养学生模型建构与科学推理能力;结合x-t图像导学探究,让学生基于表格数据描点作图,强化证据意识与解释能力,助力形成运动观念。资料中丰富的针对训练题与深度思考设计,能帮助学生直观突破概念难点,教师可直接利用其清晰的知识脉络与实例素材提升教学效率。
内容正文:
1.2 位置 位移
授课教师:徐 丽
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知识回顾、作业评讲?
2
3
4
5
教学目标
1.理解坐标系的概念,会用一维坐标系描述物体的位置及位置变化.
2.理解位移的概念和矢量性,知道位移和路程的区别.
3.知道x-t图像的物理意义,并能根据x-t图像描述物体的位置和位移.
4.知道矢量和标量的区别,能进行一维情况下矢量的运算.
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一、确定质点位置的方法———坐标系
(1)描述百米运动员在运动中的位置.
答案 以起点为坐标原点,建立一维直线坐标系;
(2)描述冰场上花样滑冰运动员的位置.
答案 以冰场中心为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立二维平面直角坐标系;
(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置.
答案 确定一点(如机场所在位置)为坐标原点,建立三维空间直角坐标系.
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导学探究
二、路程和位移 矢量和标量
(1)如图4所示,三位旅行者从北京到上海,甲乘坐高铁直达,乙乘坐飞机直达,丙先乘坐汽车,再乘坐轮船到上海,三者的路程是否相同?位移是否相同?
答案 三者的路程不同,但都是从北京到上海,初位置、末位置一样,即位移相同.
图4
8
(2)①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?
答案 如图所示,路程是70 m,位移为从A点指向C点的有向线段,大小为50 m.
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②路程和位移的计算方法相同吗?
答案 不相同.路程是标量,遵从算术加法法则,可以直接相加减;位移是矢量,不能直接相加减,位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度.
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A
B
(一)位移
1.定义:初位置到末位置的有向线段
2.物理意义:描述物体位置变化的物理量
3.大小:初末位置两点间连线的距离
4.方向:由初位置指向末位置
(二)路程
质点所经过的轨迹的总长度
一.位移与路程
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2.矢量和标量
(1)标量
只有大小而没有方向的物理量.如长度、质量、路程等.
(2)矢量
既有大小又有方向的物理量,如位移、力等.矢量可以用带箭头的有向线段表示,在一维坐标系中可以用正负号表示它的方向.
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[深度思考] 当物体做直线运动时,位移的大小一定等于路程吗?
答案 只有在物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程.
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针对训练 (2021·济宁一中月考)煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面.若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员
A.发生的位移是200 m,方向向东;通过的路程是160 m
B.发生的位移是400 m,方向向东;通过的路程是160 m
C.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是400 m
D.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是240 m
√
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三、直线运动的位移
1.位置在一维坐标系中的表示
在一维坐标系中,物体的位置用它的坐标表示,坐标的绝对值表示物体到坐标原点的距离.
2.位移在一维坐标系中的表示
用初、末坐标的差值即Δx=x2-x1表示位移.Δx的绝对值表示位移大小,Δx的正负表示方向,正为沿x轴正方向,负为沿x轴负方向.
3.建立一维坐标系时,选择不同的坐标原点,物体的位置坐标不同,但在同一运动过程中物体的位移是相同的.
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例3 物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量Δx表示物体的位移.如图6所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为Δx2=1 m- (-4 m)=5 m.下列说法中正确的是
A.从C到B的位移大于从A到C的位移,因为正数大于负数
B.从A到C的位移大于从C到B的位移,因为正、负号表示位移的方向,不
表示位移的大小A
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体从A到B的位移Δx=4 m
图6
√
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导学探究
四、位移-时间图像
a、b两物体都在做匀速直线运动,它们运动的位置、时刻信息如右:
(1)a、b两物体向x轴正方向还是x轴负方向运动?
答案 由于随着时间推移,a的位置坐标在增大,说明a正沿x轴正方向运动,b的位置坐标在减小,说明b正沿x轴负方向运动.
时刻
位置 0 2 s 4 s 6 s
a物体的位置xa 0 1 m 2 m 3 m
b物体的位置xb 4 m 2 m 0 -2 m
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(2)以时刻t为横轴,以位置坐标x为纵轴,建立直角坐标系,在坐标系中将a、b两物体的时刻、位置信息描点,并按照各点排列趋势用平滑的曲线连接起来.
答案
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位移—时间图象的认识
1) 根据图象的点,可以读出任意时刻的位置;
2)根据图象上的线段,可求出某段时间的位移;
3)匀速直线运动的x—t图象是一条斜线,即位移是时间的一次函数.
t/s
x/m
o
5
10
15
20
100
200
300
400
19
1)
思考
t/s
x/m
o
t1
s1
s3
t3
a
c
4) 图象与x轴的交点表示初始位置;
图象与t轴的交点表示物体在0位置的时刻;
t/s
x/m
o
5
10
15
20
100
200
300
400
5)直线的倾斜方向表示物体运动的方向;
20
6)两直线的交点表示物体相遇.
7)某点的斜率表示某时刻的速度.
t/s
x/m
o
b
t2
t1
5
0
5
s/m
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[深度思考] 物体的位移-时间图像是不是物体的运动轨迹?
答案 物体的x-t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律,而不是物体的运动轨迹. 8) 位移时间图像不是运动轨迹
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t/s
x/m
O
20
800
1200
1600
10
30
40
400
9)位移时间图象只能描述一维的直线运动
特点:相等时间内位移不相等
时间t/s
0
9.9
20.1
29.9
40.0
位移s/m
0
100
400
900
1600
变速直线运动的位移图象不是直线,而是曲线.
●
●
●
●
例4 一质点沿直线运动,其运动的x-t图像如图3所示,则:
(1)质点在______时间内离出发点越来越远;质点在______时间内离出发点越来越近;质点在______时间内没有运动.
A.0~20 s
B.20~30 s
C.30~50 s
D.40~50 s
解析 质点在0~20 s时间内和30~40 s时间内离出发点的位移越来越大,离出发点越来越远;质点在20~30 s时间内位移没有变化,故处于静止状态;质点在40~50 s时间内离出发点的位移越来越小,离出发点越来越近.
图3
A
D
B
24
(2)质点离出发点的最远距离是______ m.
解析 由题图知t=40 s时,质点离出发点的距离最远,最远距离为50 m.
50
(3)质点在10 s时距离出发点______ m,质点在_____ s时回到出发点.
解析 从题图上读出质点在10 s时距离出发点10 m;质点在50 s 时位移为0,即回到出发点.
10
50
25
26
27
28
29
作业
30
31
$$
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