前面我們已經了解到,線性坐標系中某一點的坐標是用來描述物體的位置的。那么貝語網校,位移在線性坐標系中應該如何表示呢?
如下圖所示,做直線運動的物體的初始位置為
,最后一個位置是
,那么物體的位移應為
指向
是一條紅色有向線段,其大小等于最終位置坐標與初始位置坐標之差
。
位置坐標的變化代表位移
由于Δx常用來表示坐標的差值,因此在研究直線運動時,常用Δx來表示位移,記為
。
如果兩個坐標差為正,則位移方向指向x軸正方向;如果兩個坐標差為負,則位移方向指向x軸負方向。
看看課本上的思考題
摘自人民教育出版社高中物理
問題中的已知條件是坐標
,
, 解決
使用公式
,結果為負值,表示與指定的正方向相反。一般我們的線性坐標軸都是以右方向為正方向,所以物體會向左移動。 (如下圖)
位移-時間圖像
物體在每個時刻的位置或每個時間間隔的位移可以通過圖像直觀地表示。如下圖所示高中物理坐標系,在直角坐標系中,選擇時間t為橫軸,位置x為縱軸。坐標系中的圖形就是位置-時間圖像,通過它我們可以直觀地看到物體在任意時刻的位置。如果選擇物體運動的初始位置為位置坐標原點O,則位置和位移大小相等(x=Δx),位置-時間圖像就成為位移-時間圖像,也稱為xt圖像。從xt圖像中,我們可以直觀地看到物體在不同時刻的位移情況。
如下圖所示,橫軸為時間軸t高中物理坐標系,t=2s時物體對應的位置為x=3m。由于初始位置是坐標原點,即
,則此時物體的位移
,即此時的位置和位移相等。當物體在t=4s時,對應的位置為x=6m。同樣,此時的位置大小等于6m的位移大小。并且從坐標系中可以看出,位移3m和6m為正值,物體沿正方向做直線運動。也就是說,從坐標系中的圖像中,我們可以得到物體任意時刻的位移大小和方向。
總結
位移可以用物體移動前后的位置差來表示,即
,
分別是物體運動的初始位置坐標和最終位置坐標。方向用正號或負號表示。
位移時間圖像也稱為xt圖像,它可以反映物體在任意時刻的位置或位移信息。選擇坐標原點作為初始位置,位置的大小等于位移的大小,方向由位移的符號決定。
本文部分內容來自人民教育出版社高中物理必修課一