物理教科版必修1学案第一章第2节位置变化的描述-位移Word版含答案

第2节位置变化的描述——位移1.理解位移的概念及其矢量性，知道位移和路程的区别．2.知道矢量和标量的定义及二者计算方法的不同．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．[学生用书P4]一、确定位置的方法1．位置：物体所在的具体地点．2．建立坐标系的目的：为了定量描述物体(质点)的位置以及位置的变化．二、位移1．物理意义：表示物体(质点)在一段时间内位置的变化．2．定义：从初位置指向末位置的一条有向线段．3．大小：初、末位置间线段的长度．4．方向：由初位置指向末位置．5．直线运动的位置和位移如图所示，一个物体沿直线从A运动到B，如果A、B两位置坐标分别为xA和xB，那么质点的位移Δx＝xB－xA，即初、末位置坐标的变化量表示位移．出租汽车的收费标准有1.20元/公里、1.60元/公里、2.00元/公里——其中的“公里”指的是路程还是位移？提示：路程与位移的单位是相同的，国际单位是米，常用单位为公里、厘米等．出租车收费标准中的单位“公里”指的是路程，也就是出租车是按汽车实际经过路线的长度来收取费用的，因此出租车又叫“计程车”．三、标量和矢量1．标量：只有大小没有方向的物理量．2．矢量：既有大小又有方向的物理量．3．运算法则：标量加减遵从算术法则，但矢量的加减与此不同．对坐标系的理解[学生用书P5]1．建立坐标系的物理意义：借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化．2．三种坐标系的比较直线坐标系平面坐标系空间坐标系适用运动物体沿直线运动时物体在某平面内做曲线运动时物体在空间内做曲线运动时建立方法在直线上规定原点、正方向和标度，就建立了直线坐标系在平面内画相互垂直的x轴与y轴，即可组成平面直角坐标系．物体的位置由一对坐标值确定在空间画三个相互垂直的x轴、y轴和z轴，即可组成三维坐标系．物体的位置由三个坐标值来确定应用实例M点位置坐标：x＝2mN点位置坐标：x＝3m，y＝4mP点位置坐标：x＝3m，y＝4m，z＝2m3.建立坐标系的原则：建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简捷．建立何种坐标系要针对物体是在直线上、平面内，还是在空间中运动而定．一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2m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．2m，－2m，－1m B．－2m，2m，1mC．4m，0，1m D．－4m，0，－1m[思路点拨]eq\x(选取原点)→eq\x(建坐标系)→eq\x(确定坐标)[解析]根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2m，C点为接住点，坐标为1m，所以选项B正确．[答案]Beq\a\vs4\al()坐标系原点对位置坐标与位置变化的影响(1)物体的位置坐标与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定有关．同一位置，建立某种坐标系时所选的原点不同，或选定的正方向不同，物体的位置坐标不同．(2)物体的位置变化与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定无关．1.在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标系，一辆彩车最初在原点以东3km处，一段时间后行驶到原点以西2km处，这辆彩车最初位置和最终位置分别是()A．3km2kmB．－3km2kmC．3km－2kmD．－3km－2km解析：选B.坐标轴的正方向向西，则位置在坐标原点以西为正，在坐标原点以东为负，彩车最初在原点以东且距原点3km处，所以最初位置是－3km，同理最终位置是2km，故B正确，A、C、D错误．位移与路程的区别和联系[学生用书P6]项目位移路程区别描述质点的位置变化，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，有大小，也有方向标量，有大小，无方向由质点的初、末位置决定，与质点运动路径无关既与质点的初、末位置有关，也与质点运动路径有关联系(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(1)如果某段时间内某物体通过的路程为零，则这段时间内物体静止；但如果位移为零，则在这段时间内物体不一定静止．(2)位移可用“＋”“－”表示，但位移的正、负不表示大小，仅表示方向．一个人晨练，按如图所示走半径为R的中国古代的八卦图，中央的S部分是两个直径为R的半圆，BD、CA分别为西东、南北指向．他从A点出发沿曲线ABCOADC行进，则当他走到D点时，求他的路程和位移的大小分别为多少？位移的方向如何？[思路点拨]路程就是人由A到D走的轨迹的长度，位移的大小为由A到D的线段长度，位移方向由A指向D.[解析]路程是标量，等于半径为R与半径为eq\f(R,2)两圆周长之和减去半径为R的圆周长的eq\f(1,4)，即2πR＋2π·eq\f(R,2)－eq\f(1,4)·2πR＝eq\f(5,2)πR.位移是矢量，大小为AD线段长度，由直角三角形知识得eq\x\to(AD)＝eq\r(2)R，方向由A指向D，即东南方向．[答案]eq\f(5,2)πReq\r(2)R东南方向eq\a\vs4\al()(1)位移是由初、末位置决定，路程与运动路径有关．在求解曲线运动中的位移和路程时，要注意与几何图形结合．(2)在单向直线运动中，位移大小等于路程，但此时不能认为“位移就是路程”．2.某田径运动场跑道示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；B点是100m赛跑的起跑点，在校运动会中，甲、乙、丙三个同学分别参加了100m、400m和800m比赛，则()A．甲的位移最小 B．丙的位移最大C．乙、丙的路程相等 D．丙的路程最大解析：选D.甲的位移和路程均为100m，乙的位移是零，路程为400m，丙的位移是零，路程为800m，故只有D项正确.矢量和标量的理解[学生用书P6]1．正负号的区别：矢量的方向一般用正负号来表示．但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如电流，有大小和方向，但它是标量；大多数标量都有正负号，它们的正负值表示不同的含义．2．大小比较：矢量的大小只比较绝对值，而标量大小根据正、负号的物理意义比较．如两位移x1＝5m和x2＝－7m，则x1<x2；而两温度t1＝2℃和t2＝－5℃，则t1高于t2.(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Δx表示物体的位移．如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4m－5m＝－9m，从C运动到B，它的位移为Δx2＝1m－(－4m)＝5m．下列说法中正确的是()A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数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Δx＝Δx1＋Δx2[解析]位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，不要带正、负号，选项B、C错误，A正确；因Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，选项D正确．[答案]ADeq\a\vs4\al()(1)在表示某个矢量时，不仅要说明大小，也要说明方向．(2)两个矢量只有大小、方向都相同才能说两个矢量相同．(3)标量的“＋”“－”表示大小，不表示方向；矢量的“＋”“－”表示方向，不表示大小．3.(多选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中，正确的是()A．两运动物体的位移大小均为30m，这两个位移不一定相同B．做直线运动