教科版高中物理必修1《位置变化的描述--位移》参考课件2（32张PPT）

(共32张PPT)
第一章
第2
节
理解
教材新知
把握
热点考向
知识点一
知识点二
考向一
考向二
应用
创新演练
随堂基础巩固
课时跟踪训练
知识点三
1.物体的位置及位置变化可用坐标系来描
述，坐标系有一维坐标系和二维坐标系。
2.位移是描述物体位置变化的物理量，
其大小为初位置与末位置间的距离，方
向由初位置指向末位置。
3.路程是物体运动轨迹的长度，只有大小，
没有方向。
4.矢量既有大小又有方向，而标量只有
大小没有方向，二者的运算法则不相同。
确定位置的方法
[自学教材]
1．坐标系建立的原因
为了定量地描述物体(质点)的 以及 的变化，
需要在参考系上建立一个坐标系。
2．坐标系的分类
(1)直线坐标系(一维坐标系)适用于描述物体做 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
内运动。
位置
位置
直线
一个平面
[重点诠释]
1．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，适用于描述物体在一维空间运动(即物体沿一条直线运动)时的位置。
(2)平面直角坐标系：由两个互相垂直的坐标轴组成，适用于描述物体在二维空间(即在同一平面)内运动时的位置。
2．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。
1．从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球。它上升5
m后回落，最后到达地面，如图1－2－1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。
图1－2－1
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
解析：本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立直线坐标系来定量描述物体的位置，若以地面为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1＝3 m，x2＝8 m，x3＝0；若以抛出点为原点，则x1′＝0，x2′＝5 m，x3′＝－3 m。
答案：见解析
位　移
[自学教材]
1．概念
物体在一段时间内 的变化称为位移。
2．大小和方向
(1)大小：从初位置到末位置的 。
(2)方向：由 指向 。
位置
距离
初位置
末位置
[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。
2．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
解析：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。
答案：D
矢量和标量
[自学教材]
1．标量
只有 ，没有 的物理量。如长度、质量、时间、路程、温度等。
2．矢量
既有 又有 的物理量。如位移、速度、力等。
大小
方向
大小
方向
[重点诠释]
1．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。
2．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)。
3．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
解析：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－20 m，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。
答案：C
用坐标系来描述物体的位置
[例1]　一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m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．2 m，－2 m，－1 m　　 B．－2 m,2 m,1 m
C．4 m,0,1 m D．－4 m,0，－1 m
[思路点拨]　解答本题时可按以下思路进行：
[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－2 m，B点为坐标原点，D点为地面，坐标为2 m，C点为接住点，坐标为1 m，所以选项B正确。
[答案]　B
[借题发挥]
要确定物体的位置及变化，需建立适当的坐标系。研究直线运动，要建立直线坐标系，这样对描述质点的位置以及位置的变化就比较清晰、简洁。
(1)若选择抛出点为坐标原点，向下的方向为坐标轴的正方向。则抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是多少？
(2)抛出点与接住点之间的距离是多少？此距离与坐标原点的位置有无关系？
解析：(1)改变坐标系后三点的位置坐标分别是：0,4 m,3 m。
(2)抛出点与接住点之间的距离为：x＝4 m－1 m＝3 m
此距离与坐标原点的位置无关。
答案：(1)0,4 m,3 m　(2)3 m，无关
位移和路程的区别
图1－2－2
[例2]　小明从家中出发到达学校，其路线图如图1－2－2所示，已知AB段为0.5公里，BC段为0.5公里，CD段为1公里，DE段为2.5公里，则小明从家到学校的路程是多少？位移是多少？
[审题指导]　解答本题时应注意以下两点：
(1)路程是小明运动路径的总长度。
(2)位移是由A指向E的有向线段。
[答案]　4.5公里　2.5公里，方向由A指向E
[借题发挥]
(1)计算物体的位移时，关键是确定初位置和末位置，无论物体如何运动，初位置指向末位置的有向线段即为位移。
(2)描述物体的位移时不仅要说出大小还要指明方向。
如图1－2－3所示，某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点，则它通过的位移和路程分别是 (　　)
A．0；0
B．2r，向东；πr
C．r，向东；πr
D．2r，向东；2r
图1－2－3
解析：位移有大小同时还有方向，它是指从初位置指向末位置的有向线段。而路程是指质点运动轨迹的长度，只有大小。则位移为2r，向东，路程为πr，故B正确。
答案：B