《位置變化的描述-位移》課件.ppt

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一、確定位置的方法1．坐標系為了定量地描述物體(質點)的以及位置的，需要在上建立一個坐標系．2．直線坐標系對于一個沿直線運動的物體，要通過直線坐標系加以描述：在給定的一條直線上，確定一個方向，取一個定點為，任取一定長度為單位長，這樣就在該直線上建立了直線坐標系(又稱數(shù)軸)．,位置,變化,參考系,正,原點,1-2.位置變化的描述——位移,3．平面直角坐標系對于一個在平面上運動的物體，要通過坐標系來描述：為了用一對實數(shù)表示平面內的點(物體所處位置)，在平面內畫兩條相互垂直的數(shù)軸(x軸和y軸)即可組成平面直角坐標系．4．物體在空間中運動時，可建立三維空間坐標系．,二維直角坐標,對于在海平面上做曲線運動的艦艇，要描述它的位置，你認為應該建立怎樣的坐標系？,【提示】海平面上的艦艇做的不是直線運動，在平面內運動，應用平面直角坐標系．,二、位移1．定義：物理學中把物體在一段時間內的變化稱為位移．2．表示方法：用從初位置至末位置的一條表示位移．3．方向：由質點運動的起始位置指向運動的終止位置．4．大小：是起始位置與終止位置兩點間的直線距離．如下圖所示，一個物體沿直線從A點運動到B點，若A、B兩點的位置坐標分別為xA和xB，則物體的位移為Δx＝.,位置,有向線段,xB－xA,【例題】課本P7-8,1．質點由西向東運動，從A點出發(fā)到達C點再返回B點后靜止．如右圖，若AC＝100m，BC＝30m，以B點為原點，向東為正方向建立直線坐標系，則出發(fā)點的位置為________m，B點的位置是________m，C點的位置為________m，A到B點的位置變化為________m，方向________．C點到B點位置變化為________m，方向________．,【解析】以B點為原點，建立坐標軸，如下圖所示．,【答案】－7003070向東－30向西,三、關于矢量和標量1．標量只有大小而沒有方向的物理量．如長度、質量、時間、路程、溫度、功、能量等，其運算遵從算術法則．2．矢量有大小和方向的物理量．如位移、力、速度等．其運算法則不同于標量，將在后面學習．3．矢量的表示(1)矢量的圖示：用帶箭頭的線段表示，線段的長短表示矢量的大小，箭頭的指向表示矢量的方向．(2)在同一直線上的矢量，可先建立直線坐標系，可以在數(shù)值前面加上正負號表示矢量的方向，正號表示與坐標系規(guī)定的正方向相同，負號則相反．,下列說法正確的是()A．兩個運動物體的位移大小均為30m，則這兩個位移可能相同B．做直線運動的兩物體的位移x甲＝3m，x乙＝－5m，則x甲>x乙C．溫度計讀數(shù)有正、有負，其正、負號表示方向D．溫度計讀數(shù)的正、負號表示溫度的高低，不能說表示方向【解析】當兩個矢量大小相等、方向相同時，才能說兩個矢量相同；直線運動的位移的“＋”、“－”號表示方向；溫度是標量，標量的正、負表示大小(即溫度的高低)．【答案】AD,四、對位移和路程的正確理解1．位移與路程的比較,2.二者的關系(1)位移與路程不可能相同由于位移是矢量而路程是標量，所以位移不可能和路程相同，但大小可能相等．(2)位移小于等于路程當物體做單方向的直線運動時，位移的大小才等于路程，但位移不是路程；當物體做曲線運動時位移的大小小于路程．(3)同一位移路程多解質點的始、末位置一旦確定，位移矢量是唯一的、而路程可能有多個取值．(4)位移為零路程不一定為零例如，質點環(huán)繞一周又回到出發(fā)點時，它的路程不為零，但其位置沒有改變，因而其位移為零．,位移只與始末狀態(tài)的位置有關，而與中間運動過程無關．從數(shù)值上看，位移總是不大于路程．,2.如右圖所示，一物體沿三條不同的路徑由A運動到B，下列關于它們位移大小的比較正確的是()A．沿Ⅰ較大B．沿Ⅱ較大C．沿Ⅲ較大D．一樣大【解析】該物體沿三條不同的路徑由A運動到B，其路程不等，但初位置、末位置相同，即位置的變化相同，故位移一樣大．【答案】D,小明所在學校的校門口是朝南的，他進入校門后一直向前走120米，再向東走40米就到了他所在的教室，請你畫出他的教室所在的位置．【解析】選校門口為坐標系原點，x軸正方向表示向東，y軸正方向表示向北，以1厘米長的線段表示40米，建立坐標系，如右圖所示．【答案】見解析,這是一道用基本知識解決實際問題的試題，建立坐標系可以準確地描述物體的位置，建立坐標系要注意：(1)確定合適的坐標系原點，坐標系原點的確定視描述物體的位置的方便而定．(2)確定合適的坐標系類型，若物體在平面內運動，則需建立平面直角坐標系．(3)確定合適的標度，如果選擇1厘米的線段代表10米，各坐標軸最好選相同的標度．當然，在某些特殊情況下，各坐標軸也可以選不同的標度，以便于描述物體的位置．,1－1：教室前面的講桌桌面離地面的高度是0.8m，坐標系原點定在桌面上，取豎直向上為正方向，如右圖所示．則地面上A點的坐標是多少？【解析】坐標系原點定在桌面上，取豎直向上為正方向，桌面離地面的高度是0.8m，因此A點的坐標為－0.8m.【答案】－0.8m,如右圖所示，是一位晨練者每天早晨進行鍛煉時的行走路線，從A點出發(fā)，沿半徑分別為3m和5m的半圓經(jīng)B點到達C點，則他的位移和路程分別為()A．16m，方向從A到C；16mB．8m，方向從A到C；8πmC．8πm，方向從A到C；16mD．16m，方向從A到C；8πm【解析】位移是矢量，大小等于A、C之間的線段長度，即x＝＝23m＋25m＝16m，方向由A指向C；路程是標量，等于兩個半圓曲線的長度和，即l＝(3π＋5π)m＝8πm，故D正確．【答案】D,路程和位移的大小一般是不相等的，只有當質點做單向直線運動時路程才和位移的大小相等．路程只有大小、沒有方向，位移既有大小又有方向．,2－1：在右圖中，李明從市中心向南走400m到一個十字路口，再向東走300m就到了市圖書館，請在圖上把李明所走的路程和位移表示出來，并說明其大?。窘馕觥咳缦聢D所示，路程是軌跡的長，是一條折線，其大小為700m；位移是從市中心到圖書館的一條有向線段，大小為500m.【答案】如下圖700m500m,一汽艇在廣闊的湖面上先向東行駛了6km，接著向南行駛了8km.那么汽艇全過程的位移大小是多少？方向如何？,【解析】汽艇在湖面上運動，它的位置及位置變化用一個平面坐標系來描述．選向東為x軸的正方向，向南為y軸的正方向，以起點為坐標原點．汽艇向東行駛了6km，位移設為x1；再向南行駛了8km，位移設為x2；全過程汽艇的位移設為x.汽艇的位置及位置變化情況如下圖所示．由圖中的幾何關系可知：汽艇全過程的位移大小x＝＝10km，方向tanα＝，α＝53，即東偏南53.,【答案】10km東偏南53角,3－1：如下圖所示，一輛汽車在馬路上行駛，t＝0時，汽車在十字路口中心的左側20m處；過了2s，汽車正好到達十字路口的中心；再過3s，汽車行駛到了十字路口中心右側30m處．如果把這條馬路抽象為一條坐標軸x，十字路口中心定為坐標軸的原點，向右為x軸的正方向．,(1)試將汽車在三個觀測時刻的位置坐標填入下表：(2)說出前2s內、后3s內汽車的位移分別為多少？這5s內的位移又是多少？,,－20m,0,30m,前2s內的位移s1＝x2－x1＝0－(－20m)＝20m后3s內的位移s2＝x3－x2＝30m－0＝30m這5s內的位移s＝x3－x1＝30m－(－20m)＝50m上述位移s1、s2和s都是矢量，大小分別為20m、30m和50m，方向都向右，即與x軸正方向相同．,對位移和路程概念的區(qū)別不清，導致錯誤出現(xiàn)．位移是表示物體位置變化的物理量，是矢量，其方向由質點初位置指向末位置，其大小是連接質點始、末位置線段的長度．路程是指質點所通過的實際軌跡的長度，它只有大小，沒有方向，是標量．兩點之間的位移大小為定值，但沿不同的路徑經(jīng)過這兩點時，路程是不一樣的，即路程和位移的大小沒有必然聯(lián)系，只有物體做單向直線運動時路程才等于位移大?。?關于質點的位移和路程，下列說法中正確的是()A．位移是矢量，位移的方向即質點運動的方向B．路程是標量，即位移的大小C．質點沿直線向某一方向運動，通過的路程等于位移的大小D．物體通過的路程不等，位移可能相同【錯解】AB【正解】CD【錯因分析】舉例來說明，如圖甲所示，質點原來在A點，經(jīng)過一段時間沿軌跡ACB運動到B點，有向線段AB表示其位移，而路程是曲線ACB的長度．,甲乙,1．關于矢量和標量，下列說法中正確的是()A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．標量是既有大小又有方向的物理量C．位移－10m比5m小D．－10℃比5℃的溫度低【解析】由矢量的定義可知，A正確，B錯；關于位移的正、負號只表示方向，不表示大小，其大小由數(shù)值和單位決定，所以－10m的位移比5m的位移大，故C錯；溫度的正、負是相對溫度為0℃時高出和低于的溫度，所以－10℃比5℃的溫度低，故D正確．【答案】AD,2．關于位移和路程，以下說法正確的是()A．出租汽車按路程收費B．出租汽車按位移的大小收費C．在曲線運動中，同一運動過程的路程一定大于位移的絕對值(即大小)D．在直線運動中，位移就是路程【解析】出租汽車按路程收費，曲線運動路徑一定大于初末位置間線段的長度，所以路程一定大于位移大小，所以A、C正確．只有單向直線運動中，位移大小等于路程，而位移是矢量，路程是標量，任何情況下位移也不能是路程．所以D錯誤．【答案】AC,3．下圖所示是為了定量研究物體的位置變化作出的坐標軸(x軸)，在畫該坐標軸時規(guī)定原點在某長直公路上某廣場的中心，公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向．坐標上有兩點A和B，A位置的坐標為xA＝5m，B位置的坐標為xB＝－3m．下列說法正確的是(),①A點位于廣場中心南邊5m處②A點位于廣場中心北邊5m處③B點位于廣場中心南邊3m處④B點位于廣場中心北邊3m處A．①③B．②④C．①④D．②③【解析】坐標系是定量化了的參考系．規(guī)定原點在廣場中心，A點坐標xA＝5m，即在廣場北邊(正方向)5m處，而B點坐標xB＝－3m即在廣場南邊(負方向)3m處．【答案】D,4．如下圖所示，一輛轎車從超市出發(fā)，向東行駛了300m到達電影院，繼續(xù)行駛了150m到達度假村，又向西行駛了950m到達博物館，最后回到超市．以超市所在的位置為原點．以向東的方向為正方向，用1個單位長度表示100m，試求：,(1)在直線坐標系中表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置；(2)轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移與路程分別為多少？【解析】轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移x＝－500m－300m＝－800m，負號表示位移的方向與規(guī)定的正方向相反，即方向向西；路程為x′＝150m2＋300m＋500m＝1100m.,5．2008年8月19日在北京奧運會主體育場“鳥巢”進行了1500米決賽，晚上22時56分28秒發(fā)令槍一響，巴林選手拉希德拉姆齊從400米標準跑道上最內圈的起跑點出發(fā)，繞運動場跑了三圈多，到達終點獲得冠軍，成績是3分32秒，如下圖所示．試根據(jù)上述信息回答下列問題：,(1)該運動員從起點到達終點所用的時間是多少？起跑和到達的時刻分別是多少？(2)該運動員跑過的路程是多少？他的位置變化如何？(3)如果運動員始終沿直線跑過這么長的路程，則他的位移是多少？,【答案】(1)決賽的成績就是所用時間，即為3分32秒，起跑時刻為22時56分28秒，到達終點的時刻為23時．(2)路程就是路徑的長度為1500米，他的位置變化是從起跑點到終點．(3)若沿直線，則路程就等于位移的大小，即位移大小是1500米．,