2019-2020学年高中物理 第1章 2 位置变化的描述——位移课件 教科版必修1

2.位置变化的描述——位移1.掌握位移的概念及其矢量性,知道位移和路程的区别.2.了解矢量和标量的定义.3.知道做直线运动物体的位置及位移,并能利用直线坐标系和坐标变化来表示位置和位移.项目概念内容知识要点坐标系以参考系为原点(O)建立坐标系,精确描述物体的位置及位置变化(1)直线坐标系、平面直角坐标系、空间直角坐标系(立体坐标系)(2)坐标系必须明确正方向、原点、单位长度路程物体运动轨迹的长度(1)路程大于或等于位移大小,“单向直线”运动路程等于位移大小(2)位移可以用坐标轴上的坐标之差表示.位移的“+”或“-”表示方向,其含义为与选定的正方向相同或相反位移由运动起点到运动终点的有向线段矢量既有大小又有方向的物理量(1)矢量(位移等)、标量(时刻、时间、路程等)(2)矢量的“+”“-”表示方向(3)有的标量没有“+”“-”(路程、速率等);有的标量“+”“-”表示大小(温度).总之,标量的正负不表示方向标量只有大小没有方向的物理量探究一探究二探究三坐标系意义在参考系上建立适当的坐标系,可以定量地描述物体的位置及位置变化分类三种坐标系:①一维坐标系(直线坐标系);②二维坐标系(平面直角坐标系);③三维坐标系(立体坐标系)知识要点(1)在一维坐标系中,位移就是由初位置(坐标x1)指向末位置(坐标x2)的有向线段,即x=x2-x1(2)在一维坐标系中x的绝对值表示位移大小,x的正负表示位移的方向(即与x轴正方向是同向,还是反向)探究一探究二探究三矢量和标量比较内容矢量:既有大小又有方向的物理量.如位移等标量:只有大小没有方向的物理量.如质量、温度、时间、路程等区别(1)矢量具有方向,标量没有方向(2)标量相加时,遵循算术加法的法则,可以直接相加.矢量相加时,不能利用算术加法的法则直接相加.矢量相加遵循特有的规律——平行四边形定则(后面将学到)(3)如何比较两个矢量是否相等:①当两个矢量的大小相等、方向也相同时,这两个矢量相等②如果两个矢量仅仅大小相等,而方向不同,或两个矢量仅仅方向相同,而矢量的大小不同,则这两个矢量不相等探究一探究二探究三位移和路程的区别与联系对比位移路程区别描述质点位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢量标量由质点的初、末位置决定,与质点运动轨迹无关既与质点的初、末位置有关,也与运动路径有关联系①都是描述质点运动的空间特征②都是过程量③一般来说,位移的大小不等于路程,在物体运动过程中,位移的大小不大于相应的路程.只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程探究一探究二探究三警示:路程不能明确物体开始在哪里,最终的位置怎样.位移则能明确表示物体的始末位置(在什么方向,相距多远),但不能说明物体“走了多少路”,两者具有相互弥补的作用.两者虽然单位相同,却是不同的物理量【例题1】某人从学校门口A处开始散步,先向西走50m到达B处,再向南走100m到达C处,最后又向东走150m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?解析:确定人的具体位置,需要建立直角坐标系.如图所示,以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,取50m为一个标度,则各点坐标为A(0,0),B(-50m,0),C(-50m,-100m),D(100m,-100m).答案:见解析反思本题答案不是唯一的,当选择的坐标原点不同,x、y轴的正方向不同时,各点的位置描述也不同.正确建立坐标系是正确描述物体位置的前提.【例题2】关于矢量和标量,下列说法正确的是()A.矢量既有方向又有大小,它的运算规律是算术加法B.标量只有方向没有大小,它的运算规律是算术加法C.-10m的位移比5m的位移小D.-10℃比5℃的温度低解析:矢量既有方向又有大小,它的运算规律与算术加法不同,A错误;标量只有大小没有方向,它的运算规律是算术加法,B错误;比较位移大小要比较所给量值的绝对值,故-10m的位移比5m的位移大,C错误;-10℃低于0℃,5℃高于0℃,所以-10℃比5℃的温度低,D正确.答案:D反思矢量的大小看其绝对值的大小,标量的大小看其自身数值的大小.【例题3】规定向东为位移的正方向.有一个小球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经5m与墙相碰后又向西做直线运动,经7m而停下.则上述过程中小球通过的路程和位移分别是()A.12m;2mB.12m;-2mC.-2m;2mD.2m;2m解析:如图所示,设皮球开始时停在A点,与墙壁碰撞反弹后停在B点.则皮球通过的路程为5m+7m=12m;位移为从A到B的有向线段,长度为2m,方向向西,故位移为-2m.答案:B反思此类问题的分析方法:(1)以某物体为研究对象,选择一个研究过程.(2)找出研究过程的初始位置,则由初位置指向末位置的有向线段就是位移.(3)画出物体的运动轨迹示意图,则实际路径的总长度就是路程.