2020-2021學(xué)年2 位置 位移課文內(nèi)容ppt課件

這是一份2020-2021學(xué)年2 位置 位移課文內(nèi)容ppt課件，共36頁。PPT課件主要包含了學(xué)習目標，基礎(chǔ)探究，合作探究，實踐應(yīng)用，情境化導(dǎo)學(xué)，形成概念掌握新知，一維直線，平面直角，位置變化，初位置等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.知道位置的含義,會建立坐標系和定量描述物體位置及變化。2.理解位移的概念,知道位移的特點,掌握位移和路程的區(qū)別。3.理解位移—時間圖像的物理意義及應(yīng)用。4.了解矢量、標量的意義,知道矢量和標量的算法遵從不同法則。
知識點一　確定質(zhì)點位置的方法——坐標系1.意義:準確地描述質(zhì)點的 。2.表示方法:按照規(guī)定的方法選取一組 的數(shù)來描述質(zhì)點的位置,這組 的數(shù)就是“坐標”。3.坐標系的選擇(1)物體沿一條直線運動時,使用沿運動方向的 坐標系就可以準確地描述質(zhì)點的位置。(2)物體在一個平面上運動時,就需要建立 坐標系。
知識點二　位置的改變——位移1.路程:物體運動的 長度。只有大小,沒有方向。2.位移(1)定義:描述物體 的物理量。(2)表示方法:用由物體運動的 指向 的有向線段來表示,一般用符號x表示。(3)大小和方向:有向線段的 等于位移的大小,方向由初位置指向末位置。(4)坐標描述:如圖所示,一個物體沿直線從A運動到B,如果A、B兩位置坐標分別為x1和x2,那么,質(zhì)點的位移Δx= ,方向由A指向B,位移的正負表示方向與 相同和相反。若取初始位置作為坐標原點,即x1=0,這時質(zhì)點的位移就可以用x2的位置來表示,即x=Δx=x2。
知識點三　位移-時間圖像(x-t圖像)1.定義和作用:把較多時刻物體所處的 記錄在一個 上,可以較直觀地看出物體運動過程中位置是如何隨時間變化的。2.作法:建立直角坐標系,用縱軸表示 ,橫軸表示 ,通過對應(yīng)數(shù)值作圖線,就得到位置-時間圖像。如果將物體運動的 和 分別作為坐標的原點,各點的位置坐標x就等于它們相對于起始位置的位移Δx,這樣的x-t圖像稱為位移-時間圖像。3.從x-t圖像可以直觀地看出物體在不同時間內(nèi)的 。
知識點四　矢量和標量1.標量:只有 沒有 的物理量。例如溫度、質(zhì)量、體積、長度、時間、路程等。2.矢量:既有 又有 的物理量。例如位移、力、速度等,矢量用帶 的線段(有向線段)表示。3.運算:標量加減遵循“ ”,矢量的加減卻有所區(qū)別。
1.思考判斷(1)物體的位置確定后就可以知道物體在哪里。(　 　)(2)直線運動中,位移的大小一定與路程相等。(　 　)(3)位移用來描述直線運動,路程用來描述曲線運動。(　 　)(4)只有物體做直線運動時,位移才有方向。(　 　)(5)位移取決于物體的初、末位置,路程取決于物體實際運動的路徑。(　 )(6)物體的位移-時間圖像為曲線時物體的軌跡為曲線。(　 　)
答案:他的運動初位置和末位置相同,軌跡不同,位置變化相同,走過的路程不同,位移相同。
2.思維探究(1)某同學(xué)從北京去重慶,可以乘火車,也可以乘飛機,還可以先乘火車到武漢,然后再乘輪船沿長江到重慶。三種出行方式的初位置、末位置、運動軌跡、位置變化、走過的路程、位移是否相同?
答案:位移用坐標變化量表示,ΔxAB=x2-x1=30 m-10 m=20 m,ΔxCD=10 m-40 m=-30 m。
(2)如圖所示,一輛汽車沿平直公路運動,從A點運動到B點,怎樣描述汽車向前沿直線行駛的位移?汽車由C點到D點的位移如何描述?
答案:若圖線與橫軸平行,表明位移不隨時間變化,即物體處于靜止;若圖線為傾斜直線,表明位移隨時間均勻變化,即物體做勻速直線運動。
(3)若物體的位移-時間圖像為直線,物體的運動是怎樣的?
要點一　位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系
閱讀下面的對話,回答問題。小智同學(xué):交警叔叔,新建的市圖書館在哪里?應(yīng)該怎么走?交警指著路旁的導(dǎo)游圖:市圖書館在(路口)南400 m,東 300 m 處;你可以先向南走400 m到第一個十字路口,再向東走300 m就到了。小智同學(xué):謝謝叔叔!交警:不客氣。
(1)請你在圖上把小智同學(xué)要經(jīng)過的路徑及位移表示出來,并分別求出路程和位移的大小。
答案:(1)路程和位移分別如圖中虛線和有向線段所示。
(2)歸納一下,路程和位移的求解有什么不同?
答案:(2)對于物體的路程,應(yīng)注意物體運動的每一個細節(jié),它等于物體所經(jīng)過的路徑的總長度,無方向。對于物體的位移,首先要找準物體的初、末位置,而不必考慮中間過程,位移的大小為初、末位置間線段的長度,方向由初位置指向末位置,注意位移既有大小又有方向。
1.位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系
2.對矢量的理解(1)矢量是有方向的,標量是沒有方向的。(2)標量的運算法則為算術(shù)運算法則,即加、減、乘、除等運算方法;矢量的運算法則為以后要學(xué)到的平行四邊形定則。(3)矢量大小的比較要看其數(shù)值的絕對值大小,絕對值大的矢量大,而“+”“-”號只表示方向。
[例1] 如圖所示為某學(xué)校田徑運動場跑道的示意圖,其中A點是所有跑步項目的終點,也是400 m、800 m賽跑的起跑點,B點是100 m賽跑的起跑點。在一次校運動會中,甲、乙、丙三位同學(xué)分別參加了100 m、400 m和 800 m 賽跑,則從開始比賽到比賽結(jié)束(　 　)A.甲的位移最大 B.乙的位移最大C.丙的位移最大 D.乙、丙的路程相等
解析:由題意可知,400 m、800 m賽跑的比賽中,起點和終點相同,所以在400 m、800 m賽跑的比賽中位移的大小是零,而在100 m賽跑的比賽中,位移的大小是100 m,所以甲的位移最大,乙和丙的位移是零,選項A正確,B、C錯誤;路程是指物體運動軌跡的長度,所以路程最大的是丙,選項D錯誤。
計算路程與位移的思路、方法
(2)方法①幾何法:先畫出軌跡和有向線段,再根據(jù)幾何知識計算。②坐標法:找出過程中的位置坐標,根據(jù)數(shù)學(xué)知識求過程軌跡長度即為路程,求始、末位置間的有向線段的長度和方向即為位移,一維坐標系中,位移即為末位置坐標減初位置坐標,結(jié)果中的正負號表示位移方向。
[針對訓(xùn)練1] 關(guān)于位移和路程,下列說法正確的是(　 　)A.在某段時間內(nèi)物體運動的位移為零,該物體一定是靜止的B.在某段時間內(nèi)物體運動的路程為零,該物體一定是靜止的C.位移是標量,路程是矢量D.高速公路路牌標示“上海80 km”涉及的是位移
解析:在某段時間內(nèi),如果物體運動的位移為零,可能是物體恰好回到出發(fā)點,所以物體不一定是靜止的,故A錯誤;在某段時間內(nèi),如果物體運動的路程為零,說明物體沒有運動,該物體是靜止的,故B正確;位移有大小也有方向,是矢量,路程沒有方向,是標量,故C錯誤;高速公路路牌標示“上海80 km”是指到上海的軌跡的長度,涉及的是路程,故D錯誤。
要點二　直線運動的位置和位移
如圖所示,某同學(xué)乘一輛轎車從超市出發(fā)去接送同學(xué),沿一東西向的大街先向東行駛了300 m到達電影院,繼續(xù)行駛了150 m到達度假村,又向西行駛了950 m到達博物館,最后回到超市。
(1)以超市所在的位置為原點,以向東的方向為正方向,用100 m表示單位長度,請用坐標系表示出超市、電影院、度假村和博物館的位置。
答案:(1)如圖所示。
(2)如何求轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移?
答案:(2)轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的位移為x=-500 m-300 m=-800 m,負號表示位移方向向西。
1.直線運動中位移的計算物體做直線運動時,它的位移可通過初、末位置的坐標值計算。如圖所示,在t1～t2時間內(nèi),物體從位置xA移動到位置xB,發(fā)生的位移Δx=xB-xA。圖甲中位移為Δx=3 m;圖乙中位移為Δx=-5 m。
2.直線運動中位移的方向在直線運動中,位移的方向一般用正、負號來表示。Δx>0,表示位移的方向沿x軸正方向;Δx0,則位移為正,說明物體沿正方向運動。2.圖像中點、線、斜率及截距的意義(1)點:表示運動物體在某時刻處在某位置。若在同一坐標系中兩條運動圖線相交,交點表示兩物體同時到達同一位置,即兩物體相遇。(2)線:圖線反映了運動物體的位移隨時間的變化規(guī)律。圖線不是運動軌跡。
(3)斜率:圖線為直線時,其斜率(縱坐標變化量與對應(yīng)的橫坐標變化量之比)大,說明相同時間位移大,物體運動得快,反之,斜率小,物體運動得慢。(4)截距:圖線與橫軸的截距表示物體處在規(guī)定的零位置的時刻;圖線與縱軸的截距表示零時刻物體所處的位置。
[例3] (多選)如圖所示為甲、乙在同一直線上運動時的x-t圖像,以甲的出發(fā)點為原點,出發(fā)時間為計時的起點,則下列說法中正確的是(　 　)A.甲、乙同時出發(fā)B.0～t3這段時間內(nèi),甲、乙位移相同C.甲開始運動時,乙在甲的前面x0處D.甲在途中停止了一段時間,而乙沒有停止
解析:由圖像可知,甲、乙的計時起點都是零,是同時出發(fā)的。乙開始運動時的坐標為x0(x0>0),一直沿正方向運動,從t1到t2這段時間內(nèi)甲的位置沒有變化,表示甲在途中停止了一段時間,故選項A、C、D正確;圖上縱坐標表示的位移是以坐標原點為起點的,而某段時間內(nèi)的位移是以這段時間的起始時刻所在位置為起點的,0～t3這段時間內(nèi)甲、乙末位置相同,但起始位置不同,所以位移不同,故選項B錯誤。
在分析處理直線運動的位移-時間圖像問題時,應(yīng)注意以下幾點:(1)無論物體的位移-時間圖像是直線還是曲線,物體均做直線運動。(2)物體開始運動的初始位置由t=0時的位移即縱軸的截距決定。(3)物體正的位移變大,表示物體沿著正方向運動,反之物體沿負方向運動。
解析:x-t圖像描述的是物體做直線運動的位移隨時間的變化關(guān)系,雖然圖像是拋物線,但運動軌跡是直線,A錯誤;從題圖可以看出,圖像描述的是物體在0～8 s內(nèi)的位移隨時間的變化情況,所以運動時間為8 s,最大位移為80 m,B、C正確;物體先遠離出發(fā)點,后回到出發(fā)點,故物體做往返運動,D正確。
[針對訓(xùn)練3] (多選)某物體的x-t圖像如圖所示,則下列敘述正確的是(　　)A.物體運動的軌跡是拋物線B.物體運動的時間為8 sC.物體運動所能達到的最大位移為80 mD.物體做往返運動
模型·方法·結(jié)論·拓展
記錄位置及對應(yīng)時間的方法——頻閃照相“頻閃攝影”是研究物體運動時常用的一種實驗方法。其原理是攝影在暗室中進行,把照相機固定好,快門是常開的,閃光燈沒有打開時,底片并不感光,打開后它每隔一定的時間閃光一次,閃光次數(shù)從每秒幾十次到數(shù)百次。物體被光源照亮時,底片就記錄下這時物體的位置;多次閃光,可在同一個畫面上記錄運動物體在對應(yīng)時刻的位置,其畫面類似多張照片的合成效果。根據(jù)底片可以研究物體的運動情況。
[示例] 如圖是兩個小球向右運動時的頻閃照片,頻閃時間間隔為0.02 s,閃亮時間千分之一秒可忽略不計。根據(jù)照片記錄的小球位置,分析解決下列問題:(1)兩個小球運動的時間分別是多長?
答案:(1)甲球運動的時間為t甲=5×0.02 s=0.1 s,乙球運動的時間為t乙=3×0.02 s=0.06 s。
[示例] 如圖是兩個小球向右運動時的頻閃照片,頻閃時間間隔為0.02 s,閃亮時間千分之一秒可忽略不計。根據(jù)照片記錄的小球位置,分析解決下列問題:
(2)小球相鄰間距的大小說明了什么?甲相鄰間距相等,乙相鄰間距變大,說明兩球運動有何不同?
答案:(2)小球相鄰間距的大小表示閃光間隙小球的位移;相鄰間距相等,說明閃光間隙小球位移相等,小球做勻速運動;相鄰間距變大,說明閃光間隙小球位移變大,小球的運動變快。
科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境
出行好幫手——導(dǎo)航地圖導(dǎo)航地圖是一項網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù),在導(dǎo)航地圖里,用戶可以查詢街道、商場、樓盤的地理位置,也可以找到離用戶最近的餐館、學(xué)校、銀行、公園等。導(dǎo)航地圖提供了豐富的公交換乘、駕車導(dǎo)航的查詢功能,為用戶提供最適合的路線規(guī)劃。用戶不僅知道要找的地點在哪,還可以知道如何前往。同時,導(dǎo)航地圖還為用戶提供了完備的地圖功能(如搜索提示、視野內(nèi)檢索、全屏、測距等)。在新版的導(dǎo)航地圖服務(wù)中對步行導(dǎo)航進行了升級,對于步行出行很重要的天橋、地下通道、人行道、廣場、公園、階梯等設(shè)施,能更智能、更準確地給出導(dǎo)航路線。
[示例] (多選)一位同學(xué)去天安門廣場看升旗儀式。如圖所示,他從西四(圖中A位置)出發(fā),沿西四南大街向南走到西單(圖中B位置),然后沿西長安街向東到達天安門廣場北側(cè)(圖中C位置)。他利用導(dǎo)航地圖的測距功能測得:A、B間的距離約為 1.9 km,B、C間的距離約為 2.0 km,A、C間的距離約為 2.7 km。由以上信息可知(　 　)A.他從西四到天安門廣場北側(cè)的位移大小約為2.7 kmB.他從西四到天安門廣場北側(cè)的位移大小約為3.9 kmC.他從西四到天安門廣場北側(cè)的路程約為2.7 kmD.他從西四到天安門廣場北側(cè)的路程約為3.9 km
解析:位移大小是指從物體運動的初位置指向末位置的有向線段的長度,即A、C間距離大小為2.7 km,故選項A正確,B錯誤。路程是指軌跡的長度,他從西四到天安門廣場北側(cè)的路程約為1.9 km+2.0 km=3.9 km,故選項C錯誤,D正確。