高中物理第一章运动的描述2位置变化的描述-位移

第一章

2位置改变描述——位移1/38学习目标

1.了解坐标系概念，会在坐标系中描述物体位置及位置改变.2.了解位移概念和矢量性、知道位移与旅程区分和联络.3.知道矢量、标量及其区分．能进行一维情况下矢量运算．2/38内容索引Ⅰ自主预习梳理Ⅱ重点知识探究Ⅲ当堂达标检测3/38自主预习梳理Ⅰ4/381.要定量地描述物体位置及

需要在参考系上建立一个坐标系，这个坐标系上包含原点、

和单位长度．2.研究物体直线运动时，普通建立一维

，坐标轴上一个坐标点对应物体一个

；研究平面上物体运动，普通建立

直角坐标系；研究空间物体运动，普通建立三维空间直角坐标系．一、确定位置方法位置改变正方向直线坐标系位置二维平面5/38二、位移1.定义：物体在一段时间内

称为位移.2.表示方法：(1)位移能够用从

到

一条有向线段表示.(2)位移在一维直线坐标系中表示：若点A、B对应坐标分别为x1、x2，则A到B位移Δx＝

.位置改变初位置末位置x2－x16/38三、标量和矢量1.标量：只有

没有

物理量，如质量、时间、

、温度等.2.矢量：现有

又有

物理量，如力、

、

等.3.运算法则：两个标量加减遵从“

”，矢量相加法则与此

(填“相同”或“不一样”).大小方向旅程大小方向速度位移算术法则不一样7/381.判断以下说法正误.(1)直线运动中，建立了直线坐标系，任意时刻位置都可由位置坐标表示.()(2)两个运动物体位移大小相等，旅程也一定相等.()(3)一个物体位移为零，旅程也一定为零.()(4)温度高低能够用正、负数表示，所以温度是矢量.()即学即用√×××8/382.一个物体沿直线从A经B运动到C，其位置坐标如图1所表示，则从A到B位移Δx1＝_____，从A至C位移Δx2＝_____，Δx1__Δx2(填“>”或“<”).图1－3m－8m<

9/38Ⅱ重点知识探究10/38一、位移和旅程矢量和标量导学探究(1)如图2所表示，三位旅行者从北京到上海，甲乘高铁直达，乙乘飞机直达，丙先乘汽车到天津，再换乘轮船到上海，三者旅程是否相同？位置改变是否相同？答案答案

三者旅程不一样，但结果是一样，即都是从北京到上海，初位置、末位置一样，即位移相同.图211/38(2)①一个袋子里有40kg大米，再放入30kg大米，袋子中大米质量是多少？答案答案

袋子中大米质量是70kg.答案

如图所表示，旅程是70m，位移为从A点指向C点有向线段，大小为50m.②假如一位同学从操场中心A点出发向北走了40m抵达B点，然后又向西走了30m抵达C点，则他从A点走到C点旅程是多大？位移是多大？12/38③质量和位移计算方法相同吗？答案答案

质量、旅程是标量，遵从算术加减法法则，能够直接相加减；位移是矢量，不能直接相加减，位移大小等于初位置指向末位置有向线段长度.13/381.位移和旅程及其区分(1)旅程：物体运动轨迹长度.只有大小，没有方向，是标量.(2)位移：表示物体(质点)位置改变物理量.①大小：初、末位置间有向线段长度.②方向：由初位置指向末位置，位移是矢量.知识深化14/38(3)位移和旅程区分①位移由物体初、末位置决定，与路径无关，不论经历什么路径，只要初、末位置相同，位移就相同；而旅程由物体运动轨迹决定，与路径相关.②旅程是标量，无方向，其大小计算遵照算术运算法则(能够直接相加减)；位移是矢量，有方向，其大小计算不能直接相加减(其运算方法第二章将学到).③位移大小不一定等于旅程.只有在单向直线运动中，位移大小才等于旅程.15/382.矢量和标量及其区分(1)矢量现有大小又有方向，标量只有大小没有方向.(2)矢量表示方法：矢量能够用一根带箭头线段(有向线段)表示，线段长度表示矢量大小，箭头指向表示矢量方向.注意：①只有当两个矢量大小相等、方向也相同时，这两个矢量才相同.②矢量“＋”、“－”号表示其方向，所以矢量大小比较要看其数值绝对值大小，绝对值大矢量就大.③标量也能够有正、负，但正负代表大小，如－5℃低于1℃.16/38(3)运算方法比较①标量运算遵照算术运算法则.②矢量运算方法第二章会学到，但同一直线上矢量，用“＋”、“－”号表示方向后，可简化为算术加减法.17/38例1一个人晨练，按如图3所表示，走半径为R中国古代八卦图运动，中央S部分是两个直径为R半圆.他从A点出发沿曲线ABCOADC行进.求：(1)他从A点第一次走到O点时位移大小和方向.解析答案图3答案

R由北指向南解析从A点第一次走到O点时位移大小等于线段AO长度，即x1＝R.位移方向为由北指向南.18/38(2)他从A点第一次走到D点时位移和旅程.解析答案答案

R，方向为东偏南45°

2.5πR位移方向为东偏南45°.19/38针对训练一个同学沿着400m操场跑一圈(又回到出发点)，他位移为__，旅程为______.答案0400m20/38例2

(多项选择)以下关于矢量(位移)和标量(温度)说法正确是A.两个运动物体位移大小均为20m，这两个位移一定相同B.做直线运动两个物体位移x甲＝1m，x乙＝－3m，则x甲＜x乙C.温度计读数有正负，其正、负号表示温度方向D.温度计读数时正温度一定大于负温度，正、负号不能代表方向解析答案√解析位移是矢量，大小相同，方向不一定相同，所以这两个位移不一定相同，A错；矢量比较大小时，比较绝对值，B正确；温度是标量，只有大小，没有方向，正号表示比零摄氏度高，负号表示比零摄氏度低，正温度一定高于负温度，C错，D对.√21/38二、在坐标系中表示位置和位移导学探究描述以下三种运动需要建立怎样坐标系呢？(1)描述百米运动员在跑动中位置.答案以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员位置.答案以滑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；答案22/38(3)描述翱翔在蓝天上飞机位置.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.答案23/381.坐标系建立及质点位置表示知识深化种类适用运动建立方法直线坐标系物体沿直线运动，即做一维运动在直线上要求原点、正方向和单位长度，物体位置由一个坐标表示平面直角坐标系物体在某一平面内做曲线运动在平面内画两条相互垂直数轴(x轴和y轴)即可组成平面直角坐标系，物体位置由两个数来确定24/38三维坐标系物体在空间运动在空间画三个相互垂直数轴(x轴和y轴、z轴)即可组成三维坐标系，这时物体位置由三个数来确定25/382.直线运动中质点位置和位移表示(1)位置在坐标系中表示直线坐标系中位置用一个点坐标表示；坐标值正负表示物体所在位置在原点正方向上还是负方向上；坐标值绝对值表示物体所在位置到坐标原点距离.(2)位移在坐标系中表示用两个坐标差值即Δx＝x2－x1表示位移.Δx数值表示位移大小，Δx为正，表示位移方向与正方向相同；Δx为负，表示位移方向与正方向相反.26/38例3如图4所表示，一小球从A点垂直向上抛出，抵达最高点B后，返回落至地面C处，AB、AC间距离如图4所表示.(1)若以A点为坐标原点，竖直向上为正方向，A、B、C三点位置坐标分别为xA___m，xB＝__m，xC＝____m.AB间位移ΔxAB＝__m，BC间位移ΔxBC＝____m，ΔxAB___ΔxBC(填“>”“<”或“＝”).答案图405－35－8<

27/38(2)若选地面C为坐标原点，竖直向上为正方向，则A、B、C三点位置坐标分别为xA′＝___m，xB′＝___m，xC′＝____m，AB间和BC间位移分别为ΔxAB′＝____m，ΔxBC′＝____m.答案3805－828/38在坐标系中，选择不一样坐标原点，各点位置坐标不一样，但两点间位移相同，即位移与坐标系无关.总结提升29/38例4

湖中O点有一观察站，一小船从O点出发向东行驶4km，又向北行驶3km.(1)建立一个适当坐标系，在坐标系中标出小船初位置和末位置.解析答案解析假如取O点为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，则小船初位置坐标为(0,0)，末位置坐标为(4km,3km)，如图所表示.答案

看法析30/38(2)在O点观察员对小船位置汇报最为准确是A.小船位置离O点7kmB.小船向东北方向运动了7kmC.小船向东北方向运动了5kmD.小船位置在东偏北37°方向距O点5km处解析答案√解析小船即使运动了7km，但在O点观察员看来，它离自己距离是km＝5km，方向要用角度表示，sinθ＝

＝0.6，θ＝37°，表示小船位置在东偏北37°方向.31/38当堂达标检测Ⅲ32/381.(位移和旅程比较)在某次铅球比赛中，某运动员以18.62m成绩取得金牌.这里统计成绩是指A.比赛中铅球发生位移大小B.比赛中铅球经过旅程C.既是铅球发生位移大小，又是铅球经过旅程D.既不是铅球发生位移大小，也不是铅球经过旅程解析答案解析铅球运动轨迹如图所表示，铅球比赛成绩18.62m是抛出点A竖直投影点A′到落地点B距离，而位移是有向线段

，旅程是AB曲线长度，只有D正确.1234√33/382.(位移和旅程计算)如图5所表示，一小球在光滑V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)抵达与A点等高C点，设A点高度为1m，则全过程中小球经过旅程和位移大小分别为图5√解析答案123434/383.(矢量表示)(多项选择)物体做直线运动时能够用坐标轴上坐标表示物体位置，用坐标改变量Δx表示物体位移.一个物体从A运动到C，它位移Δx1＝－4m－5m＝－9m；从C运动到B，它位移Δx2＝1m－(－4m)＝5m.以下说法中正确是A.C到B位移大于A到C位移，因为正数大于负数B.A到C位移大于C到B位移，因为符号表示位移方向，不表示大小C.因为位移是矢量，所以这两个矢量大小无法比较D.物体由A到B合位移Δx＝Δx1＋Δx2答案1234√√35/384.(坐标系中位置和位移表示)一物体从O点出发，沿东偏北30°方向运动10m至A点，然后又向正南方向运动5m至B点.(1)建立适当坐标系，大致描述出该物体运动轨迹.1234解析答案解析以出发点O为坐标原点，以正东方向为x轴正方向，正北方向为y轴正方向，建立平面直角坐标系如图，线OAB即为物体运动轨迹.答案看法析36/38(2)依据建立坐标系，分别求出A、B两点坐标.解析答案解