2017-2018年高中物理第一章运动的描述第2节位置变化的描述位移教学案教科版

1、第2节位置变化的描述一一位移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，用由初位置指向末位置的有向线段表示。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。一课前自上学习，甚稳才能楼高9、确定位置的方法1 .坐标系建立的原因为了定量地描述物体(质,岚)的位置以及位置的变化,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)适用于描述物体做直线运动。(2)平面直角坐标系(二维直角坐标系)适用于描述物体在一个平面内运动。二、

2、位移1 .概念：物体在一段时间内的位置变化。2 .大小和方向3 1)大小：从初位置到末位置的距离。4 2)方向：由初位置指向末位置。三、标量和矢量1 .标量只有大小,没有方向的物理量。如长度、质量、时间、路程、温度等。2 .矢量既有大小又有方向的物理量。如位移、速度、力等。基础小题11自主思考判一判(1) 一维坐标系只能描述直线运动物体的位置和位置变化。(V)(2) 一个物体在平面内做直线运动，必须用平面直角坐标系描述它的位置和位置变化。(X)(3) 位移可用从初位置指向末位置的有向线段表示。(V)(4) 一同学在操场上跑了一圈，用了2分钟，但其位移为零。(V)(5) 温度计的读数有正、有负，

3、所以温度为矢量。(X)(6)3m的位移比5m的位移大。(X)2合作探究议一议(1)2015年8月26日，北京世界田径锦标赛400米决赛中，捷克选手苏珊娜伊希诺娃以53秒50的成绩夺冠。为了准确的描述她在跑道上不同时刻的位置和位置变化，应建立怎样的坐标系？提示她在400米赛跑时，要经过弯道，故建立平面直角坐标系。(6) 小明要从北京到深圳，出发前，爸爸让小明选择出行方式。有三种方式可供选择：一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机。三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？位移是否相同？提示三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样，位移相

4、同。(7) 我们初中物理学习过许多物理量，比如体积、密度、质量、温度、力等等，这些物理量中，哪些是矢量？哪些是标量？(8) 提示体积、密度、质量和温度这几个物理量只有大小，没有方向，所以都是标量；而力有大小也有方向，是矢量。课堂训练设计，举一能通类题考点一坐标系的建立及应用通知识(9) 系方法(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。(10) 原则建立坐标系的原

5、则是确定物体的位置方便、简捷。通方法典例如图1-2-1所示，其人从学校门口A处开始散步，先向南走50m到达B处，再向东走100m到达C处，最后又向北走了150m到达D处，则AB、CD各点位置如何表不?图 1-2-1思路点拨 选取坐标原点一一建坐标系一一确定各点坐标解析以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方 向建立平面直角坐标系，如图所示。则各点坐标为A(0,0) , B(0 , -50 m),a100 m , 50 m) , D(100 m , 100 m)。答案见解析100jf/in5050 口口门 m一50-100(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

6、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，物体的位置坐标可能不同。(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。通题组1. 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。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 mB. 2 m,2 m,1 mC.4m,0,1mD.4m,0,1mA1-2解析：选B根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为一2m,TB0B点为坐标原点，D点为地面，坐标为2m,C点为接住点，坐标为1m,所以选匚项B正确。

7、2. 一物体从O点出发，沿东偏北37°的方向运动10m至A点，然后又向正南方向运动10m至B点。(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹;(2)依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。解析：(1)坐标系如图所示，图线O8AB为运动轨迹。3. )A点位置：xa=10cos37°m=8m,y=10sin37°m=6mB点位置：Xb=8m,yB=6m10m=4m。即A点的坐标：(8m,6m),B点的坐标：(8m,-4m)。答案：(1)见解析(2)A(8m,6m)B(8m,4m)考点二对位移和路程的理解通知识位移与路程的区别与联系位移路程物理意义表示物体位置的变化

8、表示物体运动轨迹的长度性质(1)是矢量，有大小和方向(2)位移的方向为从初位置指向末位置(3)位移的大小为有向线段的长度(1)是标量，只有大小，没有方向(2)物体运动轨迹的长度即为路程的大小(3)遵从算术计算法则联系只有在物体做单向直线运动时，位移的大小与路程相等通方注典例如图1-2-2所示，是一位晨练者每天早晨进行锻炼时的行走路线，从A点出发,沿半径分别为3m和5m的半圆经B点到达C点，则他的位移和路程分别为()图 1-2-2A. 16m,方向从A指向C；16mB. 16m,方向从A指向C;25.1mC. 25.1m,方向从A指向C;16mD. 16m,方向从C指向A;16m思路点拨位移是从

9、A到C的有向线段；路程是A经B再到C的圆弧轨迹长度。解析半径为3m的半圆周长为S1=兀n=3.14X3m=9.4m,半径为5m的半圆周长S2=兀2=3.14X5m=15.7m,人的路程s=S1+S2=25.1m;人的位移大小x=2r1+2r2=16m,方向由A指向CB正确。答案B路程和位移的计算方法(1)画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图，则实际路径的总长度就是路程。(2)找出研究过程的初位置和末位置，则由初位置指向末位置的有向线段就是位移。1 .在长为50m的标准游泳池举行100m的游泳比赛，参赛运动员从出发至比赛终点的位移和路程分别是()A. 0 m,50 mC. 100 m,50 mB

10、.50m,100mD.0m,100m解析：选D由题意可知，人最后回到了起点，故初末位置相同，故位移为0m；而路程为经过的轨迹的长度，故路程为100m,故选D=2 .如图1-2-3所示，某人沿半径R=50m的圆形跑道运动，从A点出发逆时针跑过日圆周到达B点，试求由A到B的过程中，此人运动的路程和位移。图 1-2-3解析：此人运动的路程等于AC皿对应的弧长，即路程s=X2tiR=弓X2X3.14X50m44=235.5m,此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度，即x=<2R=1.414X50m=70.7m,位移的方向由AfB,与半径AO的夹角为45°。答案：2

11、35.5m70.7m,方向由A-B,与半径AO的夹角为45°课后层级训练.步步提升能力一、基础题口熟1.（多选）关于矢量和标量，下列说法中正确的是（）A.矢量是既有大小又有方向的物理量B.标量是既有大小又有方向的物理量C. -10m的位移比5m的位移小D. 10C的温度比5C的温度低解析：选AD由矢量和标量的定义可知，A正确，B错误；一10m的位移比5m的位移大，负号不表示大小，仅表示方向与正方向相反，故C错误；温度是标量，负号表示该温度比0C低，正号表示该温度比0C高，故10c的温度比5C的温度低，D正确。2.下列关于位移和路程的说法中，正确的是（）A.位移大小和路程不一定相等，所

12、以位移才不等于路程B.位移的大小等于路程，方向由起点指向终点C.位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短D.位移描述直线运动，路程描述曲线运动解析：选C选项A中表述的因果关系没有意义，故选项A错误；位移的方向从初位置指向末位置，位移的大小并不一定等于路程，往往是位移的大小小于等于路程，选项B错误；位移和路程是两个不同的物理量，位移描述物体位置的变化，路程描述物体运动路径的长短，选项C正确；无论是位移还是路程都既可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，选项D错误。3.如图1所示，物体由A点运动到B点，则物体的坐标变化量与位移分别是.一一-3-2-1_61234_TSn图1A.7m,7mB.7

13、m,7mC.7m,7mD.7m,7m解析：选DA到B的坐标变化是Ax=xbxa=3m4m=7m,位置变化量即位移，故位移也为7m,D选项正确。4 .如图2所示，小王从市中心出发到图书馆。他先向南走400m到一个十字路口，再向东走300m到达目的地。小王通过的路程和位移的大小分别是（）A. 700 m,100 mC. 700 m,500 m图I沏图2B . 400 m,300 mD . 500 m,100 m解析：选C由图可知，小王经过的轨迹长度为400m+300m=700m；小王的位移为:3002+4002m=500m。故选C=5 .如图3所示，一条绳子长1.5m,放在高0.8m的桌子上，有一

14、部分悬在桌外，留在桌面上的部分长1.2m,以桌边上的一点O'为坐标原点，竖直向下为正方向建立坐标系，则绳的最低端B的坐标为（）图3A. x = 0.3 mB.x=0.5mC.（0,0.3m）D,（0,-0.3m）O B= 0.3 m 则 B解析：选A由题意知O为坐标原点，一维坐标系的正方向向下,点坐标为x=0.3m,A项正确。二、易错题做B月6 .一质点在x轴上运动，各个日刻t（秒末）的位置坐标如表，则此质点开始运动后（）t/s012345x/m05一41一71A. 2s内位移最大B. 1s时间内，第2s内位移最大C. 4s内路程最大D. 1s时间内，第4s内路程最大解析：选B物体在各

15、秒内的位移大小分别为5m、9m、3m、6m、8m；故第3s内位移最小，第2s内位移最大；路程为运动轨迹总长度，5s内的路程最大。故B正确。7 .一个人晨练，按如图4所示，走半径为R的中国古代的八卦图的路线，中央的S形部分是两个直径为 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图4运动。求:A.甲、乙的位移大小相等B .甲、乙的路程相等C.甲的位移较大D .甲的路程较大(1)他从A点第一次走到O点时的位移的大小和方向。(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程。解析：(1)从A点第一次走到O点时的位移的大小等于线段AO的长度，即Xi=R位移的方向为由北指向南。(2

16、)从A点第一次走到D点时的位移的大小等于线段AD的长度，即X2=42r位移的方向为东偏南45°。31从A点第一次走到D点时的路程等于整个运动轨迹的长度，即s=4X2兀R+2X2*兀R=2兀R。答案：(1)R由北指向南5(2)位移大小为小R,万向为东偏南452兀R三、能力题与通8 .某学校田径运动场400m标准跑道的示意图如图5所示，100m赛跑的起跑点在A点,终点在B点，400m赛跑的起跑点和终点都在A点。在校运动会中，甲、乙两位同学分别参加了100m400m项目的比赛，关于甲、乙运动的位移大小和路程的说法中正确的是()解析：选C由题意可知，400m的比赛中，起点和终点相同，所以在4

17、00m的比赛中位移的大小是零，而在100m的比赛中，做的是直线运动，位移的大小就是100m,所以甲的位移为100m,乙的位移是零，所以甲的位移大；路程是指物体所经过的路径的长度，所以在100m、400m的比赛中，路程最大的是400m,故乙的路程大，故A、BD错误，C正确。9 .如图6所示，自行车的车轮半径为R车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时，气门芯位移的大小为（）A.兀RC. 2 兀 R解析：选D如图所示，气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方的过程中，初、末位置之间的距离，也就是位移大小为x =7 2R 2+ /Ri = r/4T7,因此选项 d正确，其他选项错误。10.如图7所示，某同学沿平直路面由A点出发前进了 100 m到达斜坡底端的 B点，又沿倾角为60。的斜面前进了 100 m到达C点，求此同学的位移和路程。0. h解析：画出该同学的位移矢量图如图所示，该同学的位移为AC,方向由1A指向C,由直角二角形知识知BD=BCcos60=100X-m=50mCD=BCsin60