摘要:
**基本信息**
聚焦位置位移核心概念,通过题型分类构建“概念辨析-工具应用-属性判断”三阶方法体系,强化运动观念与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|运动物体的路程和位移的计算|3题|坐标法求位置,几何法算位移大小|从直线到曲线运动,深化路程与位移的矢量标量本质区别|
|坐标系|3题|四步建模法(选原点-定方向-标单位-列方程)|工具性知识,承接位移计算,为矢量运算奠定数学基础|
|矢量和标量|3题|属性识别(物理意义法/运算规则法)+ 分类运算|概念升华,统整前两模块物理量,构建运动描述的物理量体系|
内容正文:
1.2 位置 位移(题型突破)
题型01 运动物体的路程和位移的计算
题型02 坐标系
题型03 矢量和标量
▌题型01运动物体的路程和位移的计算
1.一质点在xOy平面内做曲线运动,在x方向的位移-时间关系为x=2t,在y方向的位移-时间关系为,则质点在0~4s内的位移大小为( )
A. B.8m C. D.16m
【答案】C
【详解】质点在x方向的位移-时间关系为
y方向的位移-时间关系为
在时,位置为;在时,位置为。
位移向量为。
位移大小为
故选C。
2.某人从A点出发向东前进100m到达B点,再向北前进100m到达C点,最后沿直线返回A点,其运动轨迹如图所示,则人( )
A.从A点到达C点的路程为 B.从A点到达C点的位移大小为
C.全程的路程为400m D.全程的位移大小为
【答案】B
【详解】A.由勾股定理得A点到C点距离为,从A点到达C点的路程为200m,故A错误;
B.从A点到达C点的位移为由点A指向点C的有向线段的长度,故大小为,故B正确;
C.全程的路程为,故C错误;
D.全程的位移大小为0, 故D错误;
故选B。
3.如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
B.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
C.该昆虫的位移大小为,方向沿对角线AG由A指向G
D.该昆虫的位移大小为,方向由A经D指向G
【答案】B
【详解】AB.A到G的路程有无数种,由于昆虫只能在实心立方体表面运动,我们可以将表面“展开”,在同一平面内连接A、G两点,如图所示路径为AIG时,路程最短,此时路程为,故A错误,B正确;
CD.昆虫从A爬到G的位移大小就是立方体的对角线AG的长度,方向沿对角线AG由A指向G,大小为,故CD错误。
故选B。
▌题型02坐标系
一、核心知识点
1. 定义与分类:
坐标系:用于定量描述物体位置及运动变化的数学工具。
分类:
一维坐标系:描述物体沿直线运动。
二维坐标系:描述物体在平面内运动。
2. 建立步骤:
选原点:通常选物体初始位置或运动起点。
定正方向:明确坐标轴正方向(用箭头标注),决定物理量的正负号。
标单位长度:确定坐标刻度,便于量化位置。
3. 解题关键步骤:
步骤1:建立合适坐标系:根据运动情况选择一维或二维。
步骤2:标注物理量:
矢量需标注方向:用正负号表示与正方向的关系。
标量仅标注大小。
步骤3:列方程求解:
一维运动:直接使用运动学公式,注意符号规则。
二维运动:需分解矢量到坐标轴,分别列方程。
步骤4:结果分析:检查符号与方向是否合理,结合坐标系解释物理意义。
4.一个小球从距地面高处落下,被地面弹回,在距地面高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】抛出点位于原点上方2m,设定向下为正方向,所以抛出点的坐标为-2m;落地点位于原点下方2m,所以坐标为+2m;接住点位于原点下方1m,所以接住点的坐标为+1m。
故选B。
5.以北京长安街为x轴,向东为正方向,以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O,建立直线坐标系。一辆汽车最初在原点以西3km处,几分钟后行驶到原点以东2km处。这辆汽车最初位置坐标、最终位置坐标及位移分别是( )
A.3km 2km -1km B.-3km 2km 5km
C.3km -2km -5km D.-3km -2km 1km
【答案】B
【详解】以向东为正方向,则原点以东位移为正,原点以西位移为负,即初位置坐标为
末位置坐标为
位移为末位置坐标减去初位置坐标,即位移为
故选B。
6.如图甲所示,某同学从家出发步行到学校,先从A处(家)向南走到B处,然后再向东走到C处,在C处休息一下,最后再向北走才能到达D处(学校)。
(1)如图乙所示,选取A点为坐标原点,向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向,建立二维平面直角坐标系,请在图上标出B、C、D各点位置,并写出表示各点位置的坐标。
(2)求该同学的总路程和总位移。(计算结果可用根号表示)
【答案】(1)见解析
(2)1200m;,方向东偏北。
【详解】(1)各点坐标如图所示:
各点位置坐标:。
(2)该同学的总路程
总位移
方向东偏北。
▌题型03矢量和标量
一、核心知识点
1. 定义与本质区别:
矢量:有大小和方向,运算遵循平行四边形法则。
标量:仅有大小,运算遵循代数法则。
2. 判断方法:
物理意义法:若描述物理量的变化需考虑方向,则为矢量。
运算规则法:若两物理量相加结果可大于、小于或等于任一分量,则为矢量。
3. 解题关键步骤:
步骤1:识别物理量属性:明确题目中的物理量为矢量或标量。
步骤2:矢量运算规则:
同一直线上:用正负号表示方向,可直接代数运算。
不同直线上:用平行四边形法则或正交分解法。
步骤3:标量运算:直接代数加减,无需考虑方向。
步骤4:结果校验:矢量结果需同时包含大小和方向,标量仅含大小。
7.下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.加速度、速率 B.位移、加速度
C.时间、重力 D.路程、平均速度
【答案】B
【详解】A.加速度是矢量(有大小和方向),速率是标量(只有大小),故A不符合题意;
B.位移是矢量(有大小和方向),加速度是矢量(有大小和方向),故B符合题意;
C.时间是标量(只有大小),重力是矢量(有大小和方向),故C不符合题意;
D.路程是标量(只有大小),平均速度是矢量(有大小和方向),故D不符合题意。
故选B。
8.神舟二十号航天员乘组已乘坐神舟二十一号载人飞船,于2025年11月14日安全返回地球。神舟二十一号载人飞船返回过程中,涉及到的相关物理量属于矢量的是( )
A.时间 B.路程 C.速率 D.加速度
【答案】D
【详解】A.时间只有大小没有方向,是标量,A错误;
B.路程是路径长度,只有大小没有方向,是标量,B错误;
C.速率是速度的大小,只有大小没有方向,是标量,C错误;
D.加速度是速度变化率,既有大小又有方向,是矢量,D正确。
故选D。
9.本学期同学们知道了标量和矢量的区别,下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.体温计上显示的示数为36℃
B.变速直线运动物体的速度变化量
C.某同学走了100m到达了教室
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min
【答案】B
【详解】A.体温计上显示的示数为36℃,该物理量为温度,温度是标量(只有大小,没有方向),故A错误;
B.变速直线运动物体的速度变化量,该物理量为速度变化量(Δv),速度是矢量(有大小和方向),其变化量也是矢量,故B正确;
C.某同学走了100m到达了教室,该物理量为路程(距离),路程是标量(只有大小,没有方向),故C错误;
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min,该物理量为时间,时间是标量(只有大小,没有方向),故D错误。
故选B。
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1.2 位置 位移(题型突破)
题型01 运动物体的路程和位移的计算
题型02 坐标系
题型03 矢量和标量
▌题型01运动物体的路程和位移的计算
1.一质点在xOy平面内做曲线运动,在x方向的位移-时间关系为x=2t,在y方向的位移-时间关系为,则质点在0~4s内的位移大小为( )
A. B.8m C. D.16m
2.某人从A点出发向东前进100m到达B点,再向北前进100m到达C点,最后沿直线返回A点,其运动轨迹如图所示,则人( )
A.从A点到达C点的路程为 B.从A点到达C点的位移大小为
C.全程的路程为400m D.全程的位移大小为
3.如图所示,一边长为10cm的实心立方体木块,一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是( )
A.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
B.该昆虫的路程有若干种可能性,其中最短路程为
C.该昆虫的位移大小为,方向沿对角线AG由A指向G
D.该昆虫的位移大小为,方向由A经D指向G
▌题型02坐标系
一、核心知识点
1. 定义与分类:
坐标系:用于定量描述物体位置及运动变化的数学工具。
分类:
一维坐标系:描述物体沿直线运动。
二维坐标系:描述物体在平面内运动。
2. 建立步骤:
选原点:通常选物体初始位置或运动起点。
定正方向:明确坐标轴正方向(用箭头标注),决定物理量的正负号。
标单位长度:确定坐标刻度,便于量化位置。
3. 解题关键步骤:
步骤1:建立合适坐标系:根据运动情况选择一维或二维。
步骤2:标注物理量:
矢量需标注方向:用正负号表示与正方向的关系。
标量仅标注大小。
步骤3:列方程求解:
一维运动:直接使用运动学公式,注意符号规则。
二维运动:需分解矢量到坐标轴,分别列方程。
步骤4:结果分析:检查符号与方向是否合理,结合坐标系解释物理意义。
4.一个小球从距地面高处落下,被地面弹回,在距地面高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A. B.
C. D.
5.以北京长安街为x轴,向东为正方向,以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O,建立直线坐标系。一辆汽车最初在原点以西3km处,几分钟后行驶到原点以东2km处。这辆汽车最初位置坐标、最终位置坐标及位移分别是( )
A.3km 2km -1km B.-3km 2km 5km
C.3km -2km -5km D.-3km -2km 1km
6.如图甲所示,某同学从家出发步行到学校,先从A处(家)向南走到B处,然后再向东走到C处,在C处休息一下,最后再向北走才能到达D处(学校)。
(1)如图乙所示,选取A点为坐标原点,向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向,建立二维平面直角坐标系,请在图上标出B、C、D各点位置,并写出表示各点位置的坐标。
(2)求该同学的总路程和总位移。(计算结果可用根号表示)
▌题型03矢量和标量
一、核心知识点
1. 定义与本质区别:
矢量:有大小和方向,运算遵循平行四边形法则。
标量:仅有大小,运算遵循代数法则。
2. 判断方法:
物理意义法:若描述物理量的变化需考虑方向,则为矢量。
运算规则法:若两物理量相加结果可大于、小于或等于任一分量,则为矢量。
3. 解题关键步骤:
步骤1:识别物理量属性:明确题目中的物理量为矢量或标量。
步骤2:矢量运算规则:
同一直线上:用正负号表示方向,可直接代数运算。
不同直线上:用平行四边形法则或正交分解法。
步骤3:标量运算:直接代数加减,无需考虑方向。
步骤4:结果校验:矢量结果需同时包含大小和方向,标量仅含大小。
7.下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.加速度、速率 B.位移、加速度
C.时间、重力 D.路程、平均速度
8.神舟二十号航天员乘组已乘坐神舟二十一号载人飞船,于2025年11月14日安全返回地球。神舟二十一号载人飞船返回过程中,涉及到的相关物理量属于矢量的是( )
A.时间 B.路程 C.速率 D.加速度
9.本学期同学们知道了标量和矢量的区别,下列情景中涉及的物理量为矢量的是( )
A.体温计上显示的示数为36℃
B.变速直线运动物体的速度变化量
C.某同学走了100m到达了教室
D.某同学从家到学校所用的时间约为20min
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12位置位移
题型01运动物体的路程和位移的计算
1.C
2.B
3.B
题型02坐标系
4.B
5.B
6.(1)见解析
(2)1200m;400W2m,方向东偏北45°。
【详解】(1)各点坐标如图所示:
◆y/m
400
D
200
A
0
200400x/m
-200B
C
.400
各点位置坐标:B(0,-200m)5C(400m,-200m5D(400m,400m)。
(2)该同学的总路程s=200m+400m+600m=1200m
总位移x=V4002+(600-200)2m=400√2m
方向东偏北45°。
题型03矢量和标量
7.B
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8.D
9.B
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