高中物理 运动的描述——直线运动的位移、位移与时间图像

直线运动的位移

前面学习了用直线坐标系中某一点的坐标来描述物体的位置，那么，在直线坐标系中位移应该如何表示呢？

如下图，做直线运动的物体，它的初位置为，末位置为，则物体的位移应该是由指向的红色有向线段，其大小等于末位置与初位置坐标之差。

由于常用Δx表示坐标之差，所以在研究直线运动时，常用Δx表示位移，记为。

若两坐标之差为正，则位移的方向指向x轴的正方向；若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的负方向。

看一下课本上的思考题

题目中的已知条件是坐标，，求解

利用公式

，结果为负值，说明与规定的正方向相反，一般我们的直线坐标轴都以向右为正方向，所以物体向左运动。（如下图）

位移——时间图像

物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观地表示。如下图在直角坐标系中选时刻 t为横轴，选位置x为纵轴，坐标系中的图线就是位置——时间图像，通过它能直观地看出物体在任意时刻的位置。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等（x＝Δ x ），位置——时间图像就成为了位移——时间图像，又称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。

如下图，横轴为时间轴t，物体在t= 2 s的时候对应的位置是x= 3 m，由于初始位置为坐标原点，也就是，那么物体此时的位移大小，也就是此时的位置与位移大小相等。当物体在t= 4 s的时候对应的位置是x=6m，同理此时的位置大小等于位移大小为 6 m。并且从坐标系中能够看出位移 3 m和 6 m是正值，物体是沿着正方向做直线运动的。也就是说从坐标系中的图像中，我们能够得到物体在任意时刻的位移大小和方向。

总结

位移大小可以用物体运动前后的位置差来表示，即，分别为物体运动的初末位置坐标。方向由正负来表示。

位移——时间图像又叫做x—t图像，可以反应物体在任意时刻的位置或者位移信息。选定坐标原点为初位置，位置大小就和位移大小相等，方向由位移的正负来判断。

本文部分内容来自于人教版高中物理必修一