2019新教材2020-2021学年教科版物理必修第一册：2位置位移-学案有答案

位置位移【学习目标】.知道坐标系的概念.能够建立合理的坐标系来描述物体的位置。.知道位移的概念，会用矢量表示和计算质点位移。.会用矢量表示和计算质点位移。【学习重点】位移的概念以及它与路程的区别。【学习难点】.位移的概念、理解及计算。.位移一时间的图像。【学习过程】一、确定位置的方法（一）自学教材.坐标系建立的原因要准确地描述的，需要建立坐标系.坐标系的分类（1）直线坐标系（一维坐标系）适用于研究运动。（2）平面直角坐标系（二维直角坐标系）适用于描述物体在上的运动。（3）空间三维坐标系（三维直角坐标系）适用于描述除了经纬度，还需要高度的数值的位置，例如空中飞机的位置。（二）重点诠释.坐标系的建立方法（1）直线坐标系：选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系。（2）平面直角坐标系：由两个互相垂直的坐标轴组成。.建坐标系时应注意的问题（1）建坐标系必须标明原点、正方向和单位长度。（2）建坐标系时一般以物体的出发点为原点，以物体初速度方向为坐标轴的正方向。（三）典题强化.从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球。它上升5m后回落，最后到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格。3tn坐标原点的位置出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标以地面为原点以抛出点为原点二、位移（一）自学教材.概念描述物体的物理量，称为位移。.大小和方向（1）大小：从初位置到末位置的（2）方向：由指向。（二）重点诠释1.位移与路程的比较不同点位移路程意义是一条由起点指向终点的有向线段，它表示质点的位置变化是质点运动的轨迹大小等于物体起点到终点的直线距离，与质点运动的路径无关质点运动轨迹的长度，与质点运动的路径有关标矢量矢量，有向线段的指向表示位移的方向标量，只有大小，没有方向相同点单位国际单位制中都是米（m）2.位移大小与路程关系（1）在任何情况下，位移的大小都不可能大于路程，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。（2）一个位移可以对应多个路程，位移为零时路程不一定为零，而路程为零时位移一定为零。（三）典题强化1.关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）A.位移是矢量，位移的方向就是质点速度的方向B.路程是标量，即位移的大小C.质点做直线运动时，路程等于位移的大小D.位移的大小一定不会比路程大三、矢量和标量（一）自学教材.标量。只有，没有的物理量。如长度、质量、时间、路程、温度等。.矢量。既有又有的物理量。如位移、速度、力等。（二）重点诠释.对矢量概念的理解（1）矢量可用带箭头的有向线段表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向。（2）同一直线上的矢量，可用正负号表示矢量的方向，当矢量方向与规定的正方向相同时，用正号表示，当矢量方向与规定的正方向相反时用负号表示。（3）矢量的正负号只表示矢量的方向，不表示矢量的大小，比较矢量的大小时应比较矢量的绝对值。.矢量与标量的运算法则的区别标量可以用算术法则直接相加减，而矢量的运算遵循平行四边形定则（后面的章节将学到）。（三）典题强化1.关于矢量和标量，下列说法中正确的是（ ）A.标量只有正值，矢量可以取负值B.标量和矢量无根本区别C.标量和矢量，一个有大小无方向、另一个有大小也有方向D.当物体做单方向的直线运动时，路程和位移是一回事四、直线运动的位移（一）自学教材物体做直线运动时，如图所示，若物体在时刻（处于位置?在时刻/2处于位置12,那么位移z等于两时刻位置的坐标变化，即拉=。位置坐标的变化域表示位移（二）重点诠释Ax为正值表示物体向正方向运动，Ax为负值表示物体向负方向运动。（三）典题强化1.如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市。博物馆 超市 电戏院度假村（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置。（2）求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？五、位移一时间图像（一）自学教材位移一时间图像建立：在直角坐标系中选时刻t为，选位置x为，把物体运动的起始位置和起始时刻分别作为纵轴和横轴的原点。，各点的位置坐标x就等于它们相对于的位移Ax，因此这样的图像我们称为位移一时间图像。（二）重点诠释图像的意义：从xT图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。（三）典型强化1.（多选）如图所示是某物体在0:10s内的x—t图像，下列说法中正确的是（ ）A.物体在第1s内的位移为4mB.物体在第5s内的位移为8mC.物体在前5s内的位移为8mD.物体在后5s内的位移为16m六、达标检测.小英从家门口打车到车站接上同学后，立即随车回到家，出租车票如图所示，则此过程中出租车的位移和行驶的路程分别是（ ）忤号-3±4:10:12卜车门0ME「他程：12,3kni服价金额」♦45元0,012.3km，00,12.3km12.3km，12.3km.下列关于矢量和标量的说法正确的是（ ）A.规定正方向，做直线运动的甲、乙两物体位移%甲=3m，x乙=-5m，则％甲＞%B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50m，这两个物体的位移必定相同仁温度计读数有正有负，所以温度也是矢量D.温度计读数的正、负号表示温度高低，不表示方向，温度是标量3.（多选）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，用坐标的变化量表示物体的位移.如图所示，一个物体从A运动到。，它的位移Ax「-4m-5m=-9m;从C运动到b它的位移Ax广1-（-4m）=5m。下列说法中正确的是（ ）COBA-6^-20 2 4 6RmC到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数A到C的位移大于C到B的位移，因为符号表示位移的方向，不表示大小C.因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D.物体由A到B的合位移Ax=Ax1+Ax2【参考答案】【学习过程】二、（三）1.解析：选D。位移的方向由初位置指向末位置，不一定是质点的运动方向，A错误；路程为物体运动轨迹的长度，同一位置变化可能有多个路径，因此路程大于或等于位移的大小，仅当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，B、C错误，D正确。三、（三）1.解析：选C。标量是只有大小而没有方向的物理量，标量的正、负表示大小。当温度低于零摄氏度时，它就是负值，如-10℃,-10℃比1。。低。矢量也有正、负，如一物体在一段时间内发生的位移是-20m，负号表示位移的方向跟选定的正方向相反，即矢量的正、负表示方向，因此A.B错误；当物体做单方向的直线运动时，路程和位移的大小相等，但二者不是一回事，前者是标量，后者是矢量，D错误，C正确，故选C。四、（三）1.提示：（1）如图所示:超市-k-0电董超市-k-0电董-*—3（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为％=-500m-300m=-800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西.其路程为s=150m+450m+500m=1100m。五、（三）1.解析：选AC。由题中图像可知，物体在0：2s内位移从0均匀增加到8m，即每秒钟发生的位移是4m,A正确；物体在第5s内是静止的，位移为零，B错误；物体在前5s内的位移即为前2s内的位移，等于8m，C正确；物体在后5s内的位移为6:10s的位移，等于8m，D错误。六、1.解析：选C。由题意可知，出租车返回出发地，初位置和末位置重合，故位移为零；由车票可知，汽车经过的路程为12.3km，C正确，A、B、D错误。.解析：选D。直线运动中位移的正、负号表示方向，不表示大小，故选项A