《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(biāo)系為了定量地描述物體(質(zhì)點(diǎn))的以及位置的,需要在上建立一個(gè)坐標(biāo)系2直線坐標(biāo)系對(duì)于一個(gè)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體,要通過(guò)直線坐標(biāo)系加以描述:在給定的一條直線上,確定一個(gè)方向,取一個(gè)定點(diǎn)為,任取一定長(zhǎng)度為單位長(zhǎng),這樣就在該直線上建立了直線坐標(biāo)系(又稱數(shù)軸),位置,變化,參考系,正,原點(diǎn),1-2.位置變化的描述位移,3平面直角坐標(biāo)系對(duì)于一個(gè)在平面上運(yùn)動(dòng)的物體,要通過(guò)坐標(biāo)系來(lái)描述:為了用一對(duì)實(shí)數(shù)表示平面內(nèi)的點(diǎn)(物體所處位置),在平面內(nèi)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(biāo)系4物體在空間中運(yùn)動(dòng)時(shí),可建立三維空間坐標(biāo)系,二維直角坐標(biāo),對(duì)于在海平面上做曲線運(yùn)動(dòng)的艦艇,要描述它的位置,你認(rèn)為應(yīng)該建立怎樣的坐標(biāo)系?,【提示】海平面上的艦艇做的不是直線運(yùn)動(dòng),在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),應(yīng)用平面直角坐標(biāo)系,二、位移1定義:物理學(xué)中把物體在一段時(shí)間內(nèi)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(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的起始位置指向運(yùn)動(dòng)的終止位置4大?。菏瞧鹗嘉恢门c終止位置兩點(diǎn)間的直線距離如下圖所示,一個(gè)物體沿直線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),若A、B兩點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為xA和xB,則物體的位移為x.,位置,有向線段,xBxA,【例題】課本P7-8,1質(zhì)點(diǎn)由西向東運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)出發(fā)到達(dá)C點(diǎn)再返回B點(diǎn)后靜止如右圖,若AC100m,BC30m,以B點(diǎn)為原點(diǎn),向東為正方向建立直線坐標(biāo)系,則出發(fā)點(diǎn)的位置為_m,B點(diǎn)的位置是_m,C點(diǎn)的位置為_m,A到B點(diǎn)的位置變化為_m,方向_C點(diǎn)到B點(diǎn)位置變化為_m,方向_,【解析】以B點(diǎn)為原點(diǎn),建立坐標(biāo)軸,如下圖所示,【答案】7003070向東30向西,三、關(guān)于矢量和標(biāo)量1標(biāo)量只有大小而沒有方向的物理量如長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、路程、溫度、功、能量等,其運(yùn)算遵從算術(shù)法則2矢量有大小和方向的物理量如位移、力、速度等其運(yùn)算法則不同于標(biāo)量,將在后面學(xué)習(xí)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(zhǎng)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(biāo)系,可以在數(shù)值前面加上正負(fù)號(hào)表示矢量的方向,正號(hào)表示與坐標(biāo)系規(guī)定的正方向相同,負(fù)號(hào)則相反,下列說(shuō)法正確的是()A兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為30m,則這兩個(gè)位移可能相同B做直線運(yùn)動(dòng)的兩物體的位移x甲3m,x乙5m,則x甲x乙C溫度計(jì)讀數(shù)有正、有負(fù),其正、負(fù)號(hào)表示方向D溫度計(jì)讀數(shù)的正、負(fù)號(hào)表示溫度的高低,不能說(shuō)表示方向【解析】當(dāng)兩個(gè)矢量大小相等、方向相同時(shí),才能說(shuō)兩個(gè)矢量相同;直線運(yùn)動(dòng)的位移的“”、“”號(hào)表示方向;溫度是標(biāo)量,標(biāo)量的正、負(fù)表示大小(即溫度的高低)【答案】AD,四、對(duì)位移和路程的正確理解1位移與路程的比較,2.二者的關(guān)系(1)位移與路程不可能相同由于位移是矢量而路程是標(biāo)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(dāng)物體做單方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程,但位移不是路程;當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)位移的大小小于路程(3)同一位移路程多解質(zhì)點(diǎn)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(gè)取值(4)位移為零路程不一定為零例如,質(zhì)點(diǎn)環(huán)繞一周又回到出發(fā)點(diǎn)時(shí),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(guān),而與中間運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)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(yùn)動(dòng)到B,下列關(guān)于它們位移大小的比較正確的是()A沿較大B沿較大C沿較大D一樣大【解析】該物體沿三條不同的路徑由A運(yùn)動(dòng)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(xué)校的校門口是朝南的,他進(jìn)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(qǐng)你畫出他的教室所在的位置【解析】選校門口為坐標(biāo)系原點(diǎn),x軸正方向表示向東,y軸正方向表示向北,以1厘米長(zhǎng)的線段表示40米,建立坐標(biāo)系,如右圖所示【答案】見解析,這是一道用基本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的試題,建立坐標(biāo)系可以準(zhǔn)確地描述物體的位置,建立坐標(biāo)系要注意:(1)確定合適的坐標(biāo)系原點(diǎn),坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定視描述物體的位置的方便而定(2)確定合適的坐標(biāo)系類型,若物體在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),則需建立平面直角坐標(biāo)系(3)確定合適的標(biāo)度,如果選擇1厘米的線段代表10米,各坐標(biāo)軸最好選相同的標(biāo)度當(dāng)然,在某些特殊情況下,各坐標(biāo)軸也可以選不同的標(biāo)度,以便于描述物體的位置,11:教室前面的講桌桌面離地面的高度是0.8m,坐標(biāo)系原點(diǎn)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(diǎn)的坐標(biāo)是多少?【解析】坐標(biāo)系原點(diǎn)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(diǎn)的坐標(biāo)為0.8m.【答案】0.8m,如右圖所示,是一位晨練者每天早晨進(jìn)行鍛煉時(shí)的行走路線,從A點(diǎn)出發(fā),沿半徑分別為3m和5m的半圓經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn),則他的位移和路程分別為()A16m,方向從A到C;16mB8m,方向從A到C;8mC8m,方向從A到C;16mD16m,方向從A到C;8m【解析】位移是矢量,大小等于A、C之間的線段長(zhǎng)度,即x23m25m16m,方向由A指向C;路程是標(biāo)量,等于兩個(gè)半圓曲線的長(zhǎng)度和,即l(35)m8m,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(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)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,21:在右圖中,李明從市中心向南走400m到一個(gè)十字路口,再向東走300m就到了市圖書館,請(qǐng)?jiān)趫D上把李明所走的路程和位移表示出來(lái),并說(shuō)明其大小【解析】如下圖所示,路程是軌跡的長(zhǎng),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(guò)程的位移大小是多少?方向如何?,【解析】汽艇在湖面上運(yùn)動(dòng),它的位置及位置變化用一個(gè)平面坐標(biāo)系來(lái)描述選向東為x軸的正方向,向南為y軸的正方向,以起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)汽艇向東行駛了6km,位移設(shè)為x1;再向南行駛了8km,位移設(shè)為x2;全過(guò)程汽艇的位移設(shè)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(guān)系可知:汽艇全過(guò)程的位移大小x10km,方向tan,53,即東偏南53.,【答案】10km東偏南53角,31:如下圖所示,一輛汽車在馬路上行駛,t0時(shí),汽車在十字路口中心的左側(cè)20m處;過(guò)了2s,汽車正好到達(dá)十字路口的中心;再過(guò)3s,汽車行駛到了十字路口中心右側(cè)30m處如果把這條馬路抽象為一條坐標(biāo)軸x,十字路口中心定為坐標(biāo)軸的原點(diǎn),向右為x軸的正方向,(1)試將汽車在三個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)填入下表:(2)說(shuō)出前2s內(nèi)、后3s內(nèi)汽車的位移分別為多少?這5s內(nèi)的位移又是多少?,20m,0,30m,前2s內(nèi)的位移s1x2x10(20m)20m后3s內(nèi)的位移s2x3x230m030m這5s內(nèi)的位移sx3x130m(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(duì)位移和路程概念的區(qū)別不清,導(dǎo)致錯(cuò)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(zhì)點(diǎn)初位置指向末位置,其大小是連接質(zhì)點(diǎn)始、末位置線段的長(zhǎng)度路程是指質(zhì)點(diǎn)所通過(guò)的實(shí)際軌跡的長(zhǎng)度,它只有大小,沒有方向,是標(biāo)量?jī)牲c(diǎn)之間的位移大小為定值,但沿不同的路徑經(jīng)過(guò)這兩點(diǎn)時(shí),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(yùn)動(dòng)時(shí)路程才等于位移大小,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程,下列說(shuō)法中正確的是()A位移是矢量,位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向B路程是標(biāo)量,即位移的大小C質(zhì)點(diǎn)沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過(guò)的路程等于位移的大小D物體通過(guò)的路程不等,位移可能相同【錯(cuò)解】AB【正解】CD【錯(cuò)因分析】舉例來(lái)說(shuō)明,如圖甲所示,質(zhì)點(diǎn)原來(lái)在A點(diǎn),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沿軌跡ACB運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),有向線段AB表示其位移,而路程是曲線ACB的長(zhǎng)度,甲乙,1關(guān)于矢量和標(biāo)量,下列說(shuō)法中正確的是()A矢量是既有大小又有方向的物理量B標(biāo)量是既有大小又有方向的物理量C位移10m比5m小D10比5的溫度低【解析】由矢量的定義可知,A正確,B錯(cuò);關(guān)于位移的正、負(fù)號(hào)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(cuò);溫度的正、負(fù)是相對(duì)溫度為0時(shí)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(guān)于位移和路程,以下說(shuō)法正確的是()A出租汽車按路程收費(fèi)B出租汽車按位移的大小收費(fèi)C在曲線運(yùn)動(dòng)中,同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的路程一定大于位移的絕對(duì)值(即大小)D在直線運(yùn)動(dòng)中,位移就是路程【解析】出租汽車按路程收費(fèi),曲線運(yùn)動(dòng)路徑一定大于初末位置間線段的長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)中,位移大小等于路程,而位移是矢量,路程是標(biāo)量,任何情況下位移也不能是路程所以D錯(cuò)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(biāo)軸(x軸),在畫該坐標(biāo)軸時(shí)規(guī)定原點(diǎn)在某長(zhǎng)直公路上某廣場(chǎng)的中心,公路為南北走向,規(guī)定向北為正方向坐標(biāo)上有兩點(diǎn)A和B,A位置的坐標(biāo)為xA5m,B位置的坐標(biāo)為xB3m下列說(shuō)法正確的是(),A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊5m處A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊5m處B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊3m處B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊3m處ABCD【解析】坐標(biāo)系是定量化了的參考系規(guī)定原點(diǎn)在廣場(chǎng)中心,A點(diǎn)坐標(biāo)xA5m,即在廣場(chǎng)北邊(正方向)5m處,而B點(diǎn)坐標(biāo)xB3m即在廣場(chǎng)南邊(負(fù)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(dá)電影院,繼續(xù)行駛了150m到達(dá)度假村,又向西行駛了950m到達(dá)博物館,最后回到超市以超市所在的位置為原點(diǎn)以向東的方向?yàn)檎较颍?個(gè)單位長(zhǎng)度表示100m,試求:,(1)在直線坐標(biāo)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x500m300m800m,負(fù)號(hào)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x150m2300m500m1100m.,52008年8月19日在北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥巢”進(jìn)行了1500米決賽,晚上22時(shí)56分28秒發(fā)令槍一響,巴林選手拉希德拉姆齊從400米標(biāo)準(zhǔn)跑道上最內(nèi)圈的起跑點(diǎn)出發(fā),繞運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑了三圈多,到達(dá)終點(diǎn)獲得冠軍,成績(jī)是3分32秒,如下圖所示試根據(jù)上述信息回答下列問(wèn)題:,(1)該運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)所用的時(shí)間是多少?起跑和到達(dá)的時(shí)刻分別是多少?(2)該運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的路程是多少?他的位置變化如何?(3)如果運(yùn)動(dòng)員始終沿直線跑過(guò)這么長(zhǎng)的路程,則他的位移是多少?,【答案】(1)決賽的成績(jī)就是所用時(shí)間,即為3分32秒,起跑時(shí)刻為22時(shí)56分28秒,到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)刻為23時(shí)(2)路程就是路徑的長(zhǎng)度為1500米,他的位置變化是從起跑點(diǎn)到終點(diǎn)(3)若沿直線,則路程就等于位移的大小,即位移大小是1500米,- 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