1.2位置变化的描述—位移 课件—— 高一上学期物理教科版必修1.ppt

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1、第二节第二节 位置变化的描述位置变化的描述位移位移死亡之海死亡之海塔克拉玛干沙漠塔克拉玛干沙漠 我在哪里？我在哪里？我要去哪里？我要去哪里？选哪条路线最佳？选哪条路线最佳？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？笛卡儿发笛卡儿发笛卡儿发笛卡儿发明坐标系明坐标系明坐标系明坐标系若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？如何确定物体的位置？如何确定物体的位置？要定量地描述物体的位置及位置的变化，要定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。需要在参考系上建立适当的坐标系。如果物体沿直线运动，可以以这条直线为如果物体沿直线运动，可以以这条直线

2、为x x轴轴在直线上规定原点、正方向和单位长度，建在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。立直线坐标系。XO5m坐标系坐标系1.1.建立坐标系的目的建立坐标系的目的:为了定量的描述物体（质点）的为了定量的描述物体（质点）的位置极其位置的变化，需要在参考系上建立一个坐标系位置极其位置的变化，需要在参考系上建立一个坐标系2.2.建立方法建立方法:当物体做直线运动时当物体做直线运动时,可以选取可以选取某一点为坐标原点建立坐标轴某一点为坐标原点建立坐标轴,坐标轴的方向坐标轴的方向表示规定的表示规定的正方向正方向,坐标轴上的数值表示物体坐标轴上的数值表示物体的位置的位置.3.坐标系建立的原则

3、：坐标系建立的原则：（1）坐标原点要相对于参考系静止）坐标原点要相对于参考系静止（2）坐标轴方向的选取要使得对物体运动规）坐标轴方向的选取要使得对物体运动规律的描述尽量简洁。律的描述尽量简洁。以一维坐标系为例体现坐标系的几个要素：以一维坐标系为例体现坐标系的几个要素：原点单位长度单位长度正方向正方向数字数字物理量的符号物理量的符号单位单位A点坐标点坐标XA=-3mX/mO汽车沿汽车沿X X轴做直线运动，从轴做直线运动，从A A点运动到点运动到B B点点由图判断由图判断A A点坐标、点坐标、B B点坐标和走过路程点坐标和走过路程1-1234-2-3-4ABB点坐标点坐标XB=2m走过的路程走过的

4、路程B=m 如果从如果从B到到A又如何？又如何？物体在坐标系中的坐标值有正值，有负物体在坐标系中的坐标值有正值，有负值，这里的正、负表示什么？大小吗？值，这里的正、负表示什么？大小吗？这里的正、负不表示大小，表示方向这里的正、负不表示大小，表示方向正号表示与所定的正方向相同，正号表示与所定的正方向相同，负号表示与正方向相反。负号表示与正方向相反。(2)(2)物体在某一平面上做曲线运动时其位置可用物体在某一平面上做曲线运动时其位置可用平平面直角坐标系面直角坐标系来确定来确定/43210-1Y/X=3m；Y=4m1 2 3 4 3 3物体在某一空间上的位置物体在某一空间上的位置可以用可以用立体坐标

5、系立体坐标系(三维坐标系三维坐标系)来来确定确定。思考：怎么用坐标系来描述物体位置的变化呢？思维体操二二中中医医院院学学校校医医院院 结论：虽然经过的路径不同，但是初、末位置相同，也就是位置的变化是一样的。位移：物理学中，把物体在一段时间位移：物理学中，把物体在一段时间内的位置的变化称为位移。内的位置的变化称为位移。二二.位移：位移：（1 1）路程定义路程定义:物体运动轨迹的物体运动轨迹的总长度总长度,只有只有大小大小,没有没有方向方向是标量是标量位移位移定义：定义：物体在一段时间内位置的变化。物体在一段时间内位置的变化。（2 2）表示：表示：由初位置指向末位置的有向线段由初位置指向末位置的有

6、向线段AB物物物物体从体从体从体从A A运动到运动到运动到运动到B B时时,不管沿着什么轨迹，它的位移都是一不管沿着什么轨迹，它的位移都是一不管沿着什么轨迹，它的位移都是一不管沿着什么轨迹，它的位移都是一样的样的样的样的.这个位移可以这个位移可以这个位移可以这个位移可以用一条用一条用一条用一条有向有向有向有向(箭头箭头箭头箭头)线段线段线段线段ABAB表示表示表示表示大小：线段的长度大小：线段的长度方向：由初位置指方向：由初位置指向末位置向末位置字母：字母：x x单位：米（单位：米（m)m)（3 3）特点：）特点：与路径无关与路径无关,仅与仅与始末位置始末位置有关有关。（4 4）计算：）计算：

7、x=x2x10 xx1x2在没有特殊说明的情况下，求矢量，则必在没有特殊说明的情况下，求矢量，则必须说明其须说明其大小和方向大小和方向。位移位移（物体位置的变化）（物体位置的变化）路程路程（实际路径的长短）（实际路径的长短）方向方向大小大小运算法运算法则则是矢量是矢量需考虑方向需考虑方向是标量是标量不需考虑方向不需考虑方向位移的大小与路径无关；位移的大小与路径无关；路程路程位移；位移；只有当物体做只有当物体做单向单向直线运动时，物直线运动时，物体的位移大小才等于路程。体的位移大小才等于路程。平行四边形法则平行四边形法则算术加法算术加法位移和路程的区别位移和路程的区别一质点绕半径为一质点绕半径为

8、R R的圆圈运动了一周的圆圈运动了一周,如右图如右图所示所示,则其位移大小为则其位移大小为_路程是路程是_.若质点运动了若质点运动了 周周,则其位移大小则其位移大小为为_,路程是路程是_,此运动过程中此运动过程中最大位移是最大位移是_,最大路程是最大路程是_.02R 2R 西单西单国家大剧院国家大剧院人民大会堂人民大会堂天安门天安门天安门广场天安门广场王府井王府井长安街长安街N NAOB1.8km1.2kmO Ox/cm1.8km3.0km解：王府井到西单解：王府井到西单 x1=xx=03.0=3.0km方向向西方向向西 西单到王府井西单到王府井 x2=xAxB=3.0-0=3.0km方向向东

9、方向向东变变注意：负号只表示方向！不表示大小！注意：负号只表示方向！不表示大小！解解题题规规范范练习练习物体从物体从A运动到运动到B,初位置的坐标是初位置的坐标是XA3m,XB=-2m,它的坐标变化量它的坐标变化量X？xx/mx X X-2m3m-5m方向：与正方向相反方向：与正方向相反-3 -2 -1 1 2 3 4三、标量和矢量：三、标量和矢量：1 1、标量：、标量：只有大小没有方向只有大小没有方向的物理量。的物理量。2 2、矢量：、矢量：既有大小又有方向既有大小又有方向的物理量。的物理量。用带有箭头的线段表示。箭头的指向表示方用带有箭头的线段表示。箭头的指向表示方 向，线段的长度表示大小

10、。向，线段的长度表示大小。3、运算法则运算法则 标量标量算术法则算术法则 矢量矢量平行四边形法则平行四边形法则位移是多少？位移是多少？-2 -1 0 1 2 3 4/4321-1Y/分组研究典例典例 如图所示如图所示,一个实心长方体木块一个实心长方体木块,体积为体积为abc,abc,且且abc.abc.有一质点自有一质点自A A点沿木块表面运动到点沿木块表面运动到E E点点,则则1)1)最短路程是多少最短路程是多少?2)2)质点的位移的大小是多少质点的位移的大小是多少?解析解析:(1):(1)由于由于质点只能从外表面移点只能从外表面移动,要求所要求所经路径路径(即路程即路程)最短最短,即表面展

11、开即表面展开图上上,A,A E E两点两点间的的线段段长度度,由由题意意abcabc可知可知,自自A A点点经DCDC棱上的一点棱上的一点P P到到E E点点,路程最短如路程最短如图甲所示甲所示,最最短路程短路程(2)(2)由初位置由初位置A A到末位置到末位置E E的的线段即段即为质点的位移点的位移,大大小如小如图乙所示乙所示,由数学知由数学知识可得可得a线：线：0时刻，质点在时刻，质点在x0=10 m处，处，沿正方向沿正方向做匀速直线运动。做匀速直线运动。根据根据x-tx-t图像图像描述质点的运动情况描述质点的运动情况：t/sx/m0 10 20 1 2 330abb线：线：1s末，质点在

12、末，质点在x0=0位置，沿正方向位置，沿正方向做匀速直线运动。做匀速直线运动。x/m O10 20 30 40 x/m O10 20 30 40根据根据x-tx-t图像图像描述质点的运动情况：描述质点的运动情况：a：质点静止在：质点静止在x=20m处处b：t=0时质点在时质点在x=0位置，沿正位置，沿正方向做匀速直线运动方向做匀速直线运动c：t=0时质点在时质点在x=10m位置，沿位置，沿正方向做匀速直线运动正方向做匀速直线运动d：t=2s时质点在时质点在x=0位置，沿正位置，沿正方向做匀速直线运动。方向做匀速直线运动。e：t=0时质点在时质点在x=30m位置，沿位置，沿负方向做匀速直线运动。

13、负方向做匀速直线运动。t/sx/m220400-10-20abcdeP交点交点P：t=1s时，质点时，质点a、c、e都处于都处于x=20m处，即三处，即三个质点个质点t=1s时在时在P点点相遇相遇。根据根据x x t t图像描述质点的运动情况图像描述质点的运动情况：想一想想一想t/sx/mO1 2 35倾斜的直线倾斜的直线质点在做匀速直线运动（纵坐质点在做匀速直线运动（纵坐标表示方向）标表示方向）平行于横轴的直线平行于横轴的直线质点处于静止状态。质点处于静止状态。甲、乙两物体在同一条直线上做匀甲、乙两物体在同一条直线上做匀速直线运动，速直线运动，x t图像如图所示，图像如图所示，其相交点其相交点P表示什么？表示什么？图象交点图象交点表示两物体表示两物体相遇相遇思考思考1 1x/mOx02x0t/sx/mO甲甲乙乙t0 x0P2x0P