物理教科版必修1學(xué)案第一章第2節(jié)位置變化的描述-位移Word版含答案

第2節(jié)位置變化的描述——位移1.理解位移的概念及其矢量性，知道位移和路程的區(qū)別．2.知道矢量和標(biāo)量的定義及二者計(jì)算方法的不同．3．知道做直線運(yùn)動(dòng)物體的位置及位移，并能利用直線坐標(biāo)系和坐標(biāo)變化來(lái)表示位置和位移．[學(xué)生用書(shū)P4]一、確定位置的方法1．位置：物體所在的具體地點(diǎn)．2．建立坐標(biāo)系的目的：為了定量描述物體(質(zhì)點(diǎn))的位置以及位置的變化．二、位移1．物理意義：表示物體(質(zhì)點(diǎn))在一段時(shí)間內(nèi)位置的變化．2．定義：從初位置指向末位置的一條有向線段．3．大?。撼酢⒛┪恢瞄g線段的長(zhǎng)度．4．方向：由初位置指向末位置．5．直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移如圖所示，一個(gè)物體沿直線從A運(yùn)動(dòng)到B，如果A、B兩位置坐標(biāo)分別為xA和xB，那么質(zhì)點(diǎn)的位移Δx＝xB－xA，即初、末位置坐標(biāo)的變化量表示位移．出租汽車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)有1.20元/公里、1.60元/公里、2.00元/公里——其中的“公里”指的是路程還是位移？提示：路程與位移的單位是相同的，國(guó)際單位是米，常用單位為公里、厘米等．出租車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)中的單位“公里”指的是路程，也就是出租車是按汽車實(shí)際經(jīng)過(guò)路線的長(zhǎng)度來(lái)收取費(fèi)用的，因此出租車又叫“計(jì)程車”．三、標(biāo)量和矢量1．標(biāo)量：只有大小沒(méi)有方向的物理量．2．矢量：既有大小又有方向的物理量．3．運(yùn)算法則：標(biāo)量加減遵從算術(shù)法則，但矢量的加減與此不同．對(duì)坐標(biāo)系的理解[學(xué)生用書(shū)P5]1．建立坐標(biāo)系的物理意義：借助適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可以定量地描述物體的位置及位置變化．2．三種坐標(biāo)系的比較直線坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系空間坐標(biāo)系適用運(yùn)動(dòng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在某平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在空間內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)建立方法在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和標(biāo)度，就建立了直線坐標(biāo)系在平面內(nèi)畫相互垂直的x軸與y軸，即可組成平面直角坐標(biāo)系．物體的位置由一對(duì)坐標(biāo)值確定在空間畫三個(gè)相互垂直的x軸、y軸和z軸，即可組成三維坐標(biāo)系．物體的位置由三個(gè)坐標(biāo)值來(lái)確定應(yīng)用實(shí)例M點(diǎn)位置坐標(biāo)：x＝2mN點(diǎn)位置坐標(biāo)：x＝3m，y＝4mP點(diǎn)位置坐標(biāo)：x＝3m，y＝4m，z＝2m3.建立坐標(biāo)系的原則：建立坐標(biāo)系的原則是確定物體的位置方便、簡(jiǎn)捷．建立何種坐標(biāo)系要針對(duì)物體是在直線上、平面內(nèi)，還是在空間中運(yùn)動(dòng)而定．一個(gè)小球從距地面4m高處落下，被地面彈回，在距地面1m高處被接?。鴺?biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處，向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向．則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是()A．2m，－2m，－1m B．－2m，2m，1mC．4m，0，1m D．－4m，0，－1m[思路點(diǎn)撥]eq\x(選取原點(diǎn))→eq\x(建坐標(biāo)系)→eq\x(確定坐標(biāo))[解析]根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系，A點(diǎn)為拋出點(diǎn)，坐標(biāo)為－2m，B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，D點(diǎn)為落地點(diǎn)，坐標(biāo)為2m，C點(diǎn)為接住點(diǎn)，坐標(biāo)為1m，所以選項(xiàng)B正確．[答案]Beq\a\vs4\al()坐標(biāo)系原點(diǎn)對(duì)位置坐標(biāo)與位置變化的影響(1)物體的位置坐標(biāo)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定有關(guān)．同一位置，建立某種坐標(biāo)系時(shí)所選的原點(diǎn)不同，或選定的正方向不同，物體的位置坐標(biāo)不同．(2)物體的位置變化與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定無(wú)關(guān)．1.在60周年國(guó)慶盛典上，游行的隊(duì)伍和彩車依次從天安門前經(jīng)過(guò)，以北京長(zhǎng)安街為坐標(biāo)軸x，向西為正方向，以天安門中心所對(duì)的長(zhǎng)安街中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立一維坐標(biāo)系，一輛彩車最初在原點(diǎn)以東3km處，一段時(shí)間后行駛到原點(diǎn)以西2km處，這輛彩車最初位置和最終位置分別是()A．3km2kmB．－3km2kmC．3km－2kmD．－3km－2km解析：選B.坐標(biāo)軸的正方向向西，則位置在坐標(biāo)原點(diǎn)以西為正，在坐標(biāo)原點(diǎn)以東為負(fù)，彩車最初在原點(diǎn)以東且距原點(diǎn)3km處，所以最初位置是－3km，同理最終位置是2km，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系[學(xué)生用書(shū)P6]項(xiàng)目位移路程區(qū)別描述質(zhì)點(diǎn)的位置變化，是從初位置指向末位置的有向線段描述質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度矢量，有大小，也有方向標(biāo)量，有大小，無(wú)方向由質(zhì)點(diǎn)的初、末位置決定，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)既與質(zhì)點(diǎn)的初、末位置有關(guān)，也與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)聯(lián)系(1)都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間特征(2)都是過(guò)程量(3)一般來(lái)說(shuō)，位移的大小不大于相應(yīng)的路程，只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程(1)如果某段時(shí)間內(nèi)某物體通過(guò)的路程為零，則這段時(shí)間內(nèi)物體靜止；但如果位移為零，則在這段時(shí)間內(nèi)物體不一定靜止．(2)位移可用“＋”“－”表示，但位移的正、負(fù)不表示大小，僅表示方向．一個(gè)人晨練，按如圖所示走半徑為R的中國(guó)古代的八卦圖，中央的S部分是兩個(gè)直徑為R的半圓，BD、CA分別為西東、南北指向．他從A點(diǎn)出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)，則當(dāng)他走到D點(diǎn)時(shí)，求他的路程和位移的大小分別為多少？位移的方向如何？[思路點(diǎn)撥]路程就是人由A到D走的軌跡的長(zhǎng)度，位移的大小為由A到D的線段長(zhǎng)度，位移方向由A指向D.[解析]路程是標(biāo)量，等于半徑為R與半徑為eq\f(R,2)兩圓周長(zhǎng)之和減去半徑為R的圓周長(zhǎng)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，大小為AD線段長(zhǎng)度，由直角三角形知識(shí)得eq\x\to(AD)＝eq\r(2)R，方向由A指向D，即東南方向．[答案]eq\f(5,2)πReq\r(2)R東南方向eq\a\vs4\al()(1)位移是由初、末位置決定，路程與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)．在求解曲線運(yùn)動(dòng)中的位移和路程時(shí)，要注意與幾何圖形結(jié)合．(2)在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移大小等于路程，但此時(shí)不能認(rèn)為“位移就是路程”．2.某田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道示意圖如圖所示，其中A點(diǎn)是所有跑步項(xiàng)目的終點(diǎn)，也是400m、800m賽跑的起跑點(diǎn)；B點(diǎn)是100m賽跑的起跑點(diǎn)，在校運(yùn)動(dòng)會(huì)中，甲、乙、丙三個(gè)同學(xué)分別參加了100m、400m和800m比賽，則()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：選D.甲的位移和路程均為100m，乙的位移是零，路程為400m，丙的位移是零，路程為800m，故只有D項(xiàng)正確.矢量和標(biāo)量的理解[學(xué)生用書(shū)P6]1．正負(fù)號(hào)的區(qū)別：矢量的方向一般用正負(fù)號(hào)來(lái)表示．但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如電流，有大小和方向，但它是標(biāo)量；大多數(shù)標(biāo)量都有正負(fù)號(hào)，它們的正負(fù)值表示不同的含義．2．大小比較：矢量的大小只比較絕對(duì)值，而標(biāo)量大小根據(jù)正、負(fù)號(hào)的物理意義比較．如兩位移x1＝5m和x2＝－7m，則x1<x2；而兩溫度t1＝2℃和t2＝－5℃，則t1高于t2.(多選)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)可以用坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)表示物體的位置，用坐標(biāo)的變化量Δx表示物體的位移．如圖所示，一個(gè)物體從A運(yùn)動(dòng)到C，它的位移Δx1＝－4m－5m＝－9m，從C運(yùn)動(dòng)到B，它的位移為Δx2＝1m－(－4m)＝5m．下列說(shuō)法中正確的是()A．A到C的位移大于C到B的位移，因?yàn)樨?fù)號(hào)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?yàn)檎龜?shù)大于負(fù)數(shù)C．因?yàn)槲灰剖鞘噶?，所以這兩個(gè)矢量的大小無(wú)法比較D．物體由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2[解析]位移是矢量，比較位移的大小時(shí)，只需比較數(shù)值，不要帶正、負(fù)號(hào)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，A正確；因Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物體由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，選項(xiàng)D正確．[答案]ADeq\a\vs4\al()(1)在表示某個(gè)矢量時(shí)，不僅要說(shuō)明大小，也要說(shuō)明方向．(2)兩個(gè)矢量只有大小、方向都相同才能說(shuō)兩個(gè)矢量相同．(3)標(biāo)量的“＋”“－”表示大小，不表示方向；矢量的“＋”“－”表示方向，不表示大?。?.(多選)下列關(guān)于矢量(位移)和標(biāo)量(溫度)的說(shuō)法中，正確的是()A．兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為30m，這兩個(gè)位移不一定相同B．做直線運(yùn)動(dòng)