汽车到天津然后换火车到达北京。使用不同的交通工具,交通路线不同,运动轨迹是不一样的,走过的路程也不相同,但是,就位置的变动而言,你总是由初始位置济南到达了末位置北京。怎样表示你位置的变化?
答案:用位移表示
1.路程
路程是质点从起始位置到终止位置所通过的实际运动轨迹的长度,是标量,只有大小,没有方向。路程的大小与质点运动的路径有关。如果某一时间内某一物体通过的路程为零,就表示这段时间内物体静止。
2.位移
位移是描述质点位置变化的物理量,它是从初位置到末位置的有向线段,是矢量,既有大小,又有方向。位移的大小仅由初、末位置之间的距离决定,物体的运动方向与位移方向并不一定相同。如果某一时间内某一物体的位移为零,在这段时间内物体并不一定是静止的。
3.二者的关系
位移的大小与路程无关,只有当质点做单向的直线运动时,位移的大小才等于路程,并且也仅仅是大小相等而己。否则,路程总是大于位移的大小。在任何情况下,位移的大小都不可能大于路程。
【例2】一个人晨练,按如图所示走半径为R的中国古代的阴阳鱼图,中央的S部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他走到D点时,求他的路程和位移的大小分别为多少?位移的方向如何?
解析:路程就是由A到D的轨迹的长度,位移的大小为由A到D的线段长度,位移方向由A指向D。
路程是标量,等于半径为R与半径为两圆周长之和减去半径为R圆周长的,即2πR+2π·-·2πR=πR。位移是矢量,大小为AD线段长度,由直角三角形知识得=R,方向由A指向D,即东南方向。故路程和位移的大小分别为πR,R;位移的方向为东南方向。
答案:πR R 东南方向