4.如果是直线运动,则位移Δx和初、末位置坐标x1 、x2的关系十分简单:Δx=x2 - x1。而且此式有着丰富的含义:Δx的数值表示位移的大小,Δx的正负表示位移的方向--正表示位移Δx的方向与x轴的正方向相同,负表示位移Δx的方向与x轴的正方向相反。
[范例精析]
例1 :分清几个概念和说法。 以后,我们在研究运动时,常常会要求出“物体在1秒末、2秒末(或第1秒末、第2秒末)的速度及位置”,也会要求“物体在1秒内、2秒内(或第1秒内、第2秒内)的位移和平均速度”。请问:
(1)其中哪个表示时刻、哪个表示时间间隔?
(2)“1秒内”和“第1秒内”的位移(以及平均速度)是同一概念吗?“2秒内”和“第2秒内”的位移(以及平均速度)是同一概念吗?
(3)“第2秒末的速度”与“第2秒内的平均速度”相同吗?
解析 (1)“1秒末、2秒末(或第1秒末、第2秒末)”表示时刻;“1秒内、2秒内(或第1秒内、第2秒内)”表示时间间隔。
(2)“1秒内”和“第1秒内” 的位移(以及平均速度)是同一概念。“2秒内”和“第2秒内”的位移(以及平均速度)不是同一概念。“2秒内的位移”表示2秒长的时间里的位移,“第2秒内的位移” 表示“第2秒”这1秒长的时间里的位移。
(3)不相同。前者是瞬时速度;后者是平均速度。
拓展 时间间隔Δt=t2- t1,如果初始时刻t1取为零时刻,则Δt = t2,也就是说在这种情况下时间间隔Δt就等于末时刻t2;反之,一般情况下时间间隔Δt不等于末时刻t2。
例2.如图1-2-1所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20m处,过了2秒钟,汽车正好到达十字路口的中心,再过3秒钟,汽车行驶到了十字路口中心右侧30m处,如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向,试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表,并说出前2秒内、后3秒内汽车的位移分别为多少?这5秒内的位移又是多少?
|
观测时刻 |
t=0时 |
过2秒钟 |
再过3秒钟 |
|
位置坐标 |
x1= |
x2= |
x3= |
![]()
解析:马路演化为坐标轴,因为向右为x轴的正方向, 所以,在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值。右侧的点的坐标为正值,即:
x1=-20m, x2=0, x3=30m。
前2秒内的位移Δx1=x2―x1=0―(―20)m=20m
后3秒内的位移Δx2=x3―x2=30m―0m=30m。
这5秒内的位移Δx3=x3―x1=30m―(―20)m=50m
上述位移Δx1、Δx2和Δx3都是矢量,大小分别为20、30和50m,方向都向右,即与x轴同方向。
[能力训练]
9、一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则:
|
t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
x/m |
0 |
5 |
4 |
-1 |
-7 |
1 |
⑴哪个时刻离开坐标原点最远,有多远?
⑵第几秒内位移最大?有多大?
⑶前3s内质点通过的路程为多大?
⑴4秒时刻离坐标原点最远,7m。
⑵第5秒内(即从4s到5s时刻位移最大,为8m。
⑶前3s内质点通过的路程为11m。
6、某人坐在甲船中,他看到乙船在运动,那么相对河岸两船的运动情况不可能是( D )
A.甲船不动,乙船在运动 B.甲船运动,乙船不动
C.甲、乙两船都在运动 D.甲、乙两船运动方向一样,且运动快慢相同