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位移
 

位移(displacement)用位移表示物体(质点)的位置变化。定义为:由初位置到末位置的有向线段。其大小与路径无关,方向由起点指向终点。它是一个有大小和方向的物理量,即矢量[1]

中文名: 位移

外文名: displacement

表达式; ΔX=X2-X1(末位置减初位置)

应用学科: 力学 数学

适用领域范围 :运动学

作用 :表示物体(质点)的位置变化

定义

质点从空间的一个位置运动到另一个位置,它的位置变化叫做质点在这一运动过程中的位移。

位移是一个有大小和方向的物理量。位移是矢量,物体在某一段时间内,如果由初位置移到末位置,则由初位置到末位置的有向线段叫做位移。

位移的大小是运动物体初位置到末位置的直线距离。位移只与物体运动的始末位置有关,而与运动的轨迹无关。如果质点在运动过程中经过一段时间后回到原处,那么,路程不为零而位移则为零.在国际单位制中,位移的单位为:米.此外还有:厘米、千米。[2]

计算公式

物体在某一段时间内,如果由初位置移到末位置,则由初位置到末位置的有向线段叫做位移。它的大小是运动物体初位置到末位置的直线距离;方向是从初位置指向末位置。位移只与物体运动的始末位置有关,而与运动的轨迹无关。如果质点在运动过程中经过一段时间后回到原处,那么,路程不为零而位移则为零。 ΔX=X2-X1(末位置减初位置) 要注意的是 位移是直线距离,不是路程。

在国际单位制(SI)中,位移的主单位为:米。此外还有:厘米、千米等。匀变速运动的位移公式:x=v0t+1/2·at^2

匀变速运动速度与位移的推论:x=Vot+½at²

注:v0指初速度vt指末速度[3]

位移方向与速度方向

速度方向与位移方向没有直接关系,只有在没有返回(即向着一个方向运动)的直线运动中,速度的方向与位移的方向一定是相同。除此之外,速度方向与位移方向可能相同,也可能不同。例如,在竖直上抛运动中,物体上升时,速度方向(向上)与位移方向(向上)相同,下落过程中在落回抛出点前速度方向(向下)与位移方向(向上)相反,若过抛出点后还可以继续下落,则此后速度方向(向下)又与位移方向(向下)相同。因此要具体情况具体判断。

在曲线运动中,速度方向与位移方向大都不同。因为速度方向为轨迹的切线方向,与轨迹上任意两点的连线(位移)方向多数成不为零的角。

位移方向由运动的起点(你所选择的运动的开始点)指向运动的终点(即末时刻物体所在的点,起点只有一个,而末时刻则可以由问题确定,对应不同的时间段)。例如上述竖直上抛运动,起点是物体的抛出点,而终点则要看问题所给时间的长短,因为可以将整个运动过程分成几段。

位移与路程的关系

区别

1、定义不同:位移是从起点到终点的一条有向线段,用来表示质点位置的变化;路程则是质点运动轨迹的长度

2、位移有大小、方向,是个矢量;路程只有大小,无方向,是一个标量

3、一般情况下,位移的大小不等于路程,只有质点做单方向的直线运动时,位移大小等于路程。[4]

联系

1、都是长度单位,国际单位都是米(m)。

2、都是描述质点运动的物理量。

3、同一运动过程的路程大小,不小于位移大小;在单向直线运动中,位移大小等于路程。

举例说明

一个做圆周运动的物体,从一点出发,经过一圈回到起点,这时,物体的位移为0,但是路程是这个圆的周长。

练习题1

一个电子在匀强磁场中沿半径为R的圆周运动。经过7秒转了3圈回到原地,运动过程中位移大小的最大值和路程的最大值分别是( ) A , 7R,6πR。 B,21R,6πR。 C ,2R,6πR。 D,3R,6πR。

答案:C 【说明】在中位移最大值为直径,所以为2R。路程最大值是圆周长的三倍,所以为6πR

练习题2

某中学军训拉练的队伍在匀速,指导员骑自行车将掉队的小王从队尾送到队前,又立即返回.当指导员回到队尾时,队伍已前进了200m,在这整个过程中,指导员的位移大小是__ m

答案:200   【说明】前进的路程即为位移了,所以200m

相关视频

1、位移教学视频

2、时间和位移

参考来源

  1. 路程与位移,高中物理网
  2. 位移的定义,快资讯网,2019-11-23
  3. 位移、加速度的计算公式,天星教育网
  4. 位移与路程的区别和联系,道客巴巴网