2025年活動單導學課程高中物理必修第一冊人教版
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2. 直線運動中位移的大小一定等于路程嗎?
答案:不一定
3. (1)一個袋子里有40 kg大米,再放入30 kg大米,袋子中大米的質量是多少?
70 kg
(2)如果一位同學從操場中心A點出發,向北走了40 m到達B點,然后又向西走了30 m到達C點,則他從A點到C點的路程是多大?位移是多大?(畫軌跡圖求解)
路程70 m,位移50 m
(3)物理學中,像質量、時間、溫度、路程這樣的物理量叫作標量,它們只有大小,沒有方向;像位移這樣的物理量叫作矢量,它既有大小,又有方向。根據(1)(2),思考質量、路程和位移的運算法則有什么不同?
標量運算遵循代數加減法則,矢量運算遵循平行四邊形定則或三角形定則
(4)路程是
物體運動軌跡
的長度,位移是指從
初位置
到
末位置
的有向線段,這個有向線段的長度就是位移的
大小
,方向由
初位置
指向
末位置
。
答案:(1)70 kg
(2)路程70 m,位移50 m
(3)標量運算遵循代數加減法則,矢量運算遵循平行四邊形定則或三角形定則
(4)物體運動軌跡 初位置 末位置 大小 初位置 末位置
4. 如圖所示,某人沿半徑R=50 m的圓形跑道運動,從A點出發沿逆時針跑過$\frac{3}{4}$圓周到達B點,試求由A點到B點的過程中,此人運動的路程和位移。
答案:路程:$s=\frac{3}{4}×2\pi R=\frac{3}{4}×2\pi×50 = 75\pi\ m$
位移大小:$x=\sqrt{R^2 + R^2}=\sqrt{2}R = 50\sqrt{2}\ m$,方向由A指向B
活動三:用數學方法表示直線運動物體的位置和位移
1. 為了定量地描述物體的位置,需要在參考系上建立適當的坐標系。例如,若想說明地面上某人所處的位置,可以采用平面直角坐標系來描述;如果物體做直線運動,可以用一維坐標系描述。
物體做直線運動時,通常選取這條直線為x軸,在x軸上任選一點作為原點,規定好坐標軸的正方向和單位長度,物體的位置就可以用它的位置坐標來描述,用兩個坐標的差值即$\Delta x=x_2 - x_1$表示位移。$\Delta x$的數值表示位移大小,$\Delta x$為正,表示位移方向與正方向相同;$\Delta x$為負,表示位移方向與正方向相反。在如圖所示直線坐標系上,一物體從A運動到B,則初位置的坐標$x_A=$
$3\ m$
,末位置的坐標$x_B=$
$-2\ m$
,它的坐標變化量是$\Delta x=$
$-5\ m$
。物體從A運動到B的位移是
$5\ m$
,方向沿
x軸負方向
。
答案:$x_A = 3\ m$,$x_B=-2\ m$,$\Delta x=-5\ m$,位移大小$5\ m$,方向沿x軸負方向