正確理解位移

王勝國

【摘 要】多數(shù)同學(xué)對位移—時(shí)間圖象的理解有錯誤，就是個(gè)別教師的理解也有問題。那么應(yīng)如何正確理解位移—時(shí)間圖象？出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因又是什么？

【關(guān)鍵詞】位移—時(shí)間圖象；正確理解；物理意義；位置—時(shí)間圖象

我們用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示位移，建立直角坐標(biāo)系，把相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，這樣就做出了位移—時(shí)間圖象。如下圖1所示，圖線①表示一物體做勻速直線運(yùn)動的位移一時(shí)間圖象。

圖線①上A點(diǎn)的物理意義應(yīng)如何理解？

有些同學(xué)認(rèn)為：表示物體在t時(shí)刻位移為s。

這種說法顯然是錯誤的，我們知道與時(shí)刻對應(yīng)的一定是位置，位移是與時(shí)間對應(yīng)的。

正確理解為：物體在t時(shí)刻處于相對出發(fā)點(diǎn)位移為s的位置。

圖線②也是物體做勻速直線運(yùn)動的位移一時(shí)間圖象。圖線上的B點(diǎn)的物理意義呢？

能不能說表示物體在t時(shí)刻處于相對出發(fā)點(diǎn)位移為s的位置？

由圖1可知，在t時(shí)間內(nèi)，物體的位移是s-s，而不是s，那么B點(diǎn)的物里意義應(yīng)如何理解？

正確理解為：物體在t時(shí)刻處于相對參考點(diǎn)位移為s的位置。但物體不是從參考原點(diǎn)出發(fā)的，而是從離參考點(diǎn)位移為s的位置出發(fā)做勻速直線運(yùn)動的。

圖2中的直線①和直線②都表示物體做勻速直線運(yùn)動，現(xiàn)在我們來討論兩圖線的交點(diǎn)C點(diǎn)的物理意義。

有同學(xué)認(rèn)為：表示兩物體在t時(shí)刻位移相同。

這種說法錯誤之處較多。首先，時(shí)刻是和位置對應(yīng)的；其次，在t時(shí)間內(nèi)，直線①表示的物體位移的確是s，而直線②表示的物體位移是s-s，兩物體位移是不相同的。

有同學(xué)認(rèn)為：表示兩物體在t時(shí)刻，在相對出發(fā)點(diǎn)位移為s處相遇。

上文已經(jīng)講過，出發(fā)點(diǎn)必須換成參考點(diǎn)，那么這種理解正確嗎？

答案仍然是否定的，必須加上兩物體在同一直線上運(yùn)動。

正確理解為：若兩物體在同一直線上運(yùn)動，則表示兩物體在t時(shí)刻，在相對點(diǎn)位移為s處相遇。

為什么有相當(dāng)多的同學(xué)和個(gè)別教師對位移—時(shí)間圖象的理解不到位了？我們都知道速度一時(shí)間圖象上一點(diǎn)的物理意義：表示物體在某時(shí)刻的速度。位移圖象卻不能說成表示物體某時(shí)刻的位移，這是為什么？

首先，我們必須清楚位置的定義。關(guān)于位置高中物理沒有確切的定義，大學(xué)普通物理學(xué)教程《力學(xué)》中是這樣定義的：“由參考點(diǎn)引向質(zhì)點(diǎn)所在位置的矢量”。位移是“自質(zhì)點(diǎn)初位置引向末位置的矢量”。由此我們知道位置和位移都是矢量，有大小，有方向。位移—時(shí)間圖象的點(diǎn)橫坐標(biāo)表示時(shí)刻，說縱坐標(biāo)表示位置比說縱坐標(biāo)表示位移更準(zhǔn)確。因此，我認(rèn)為位移—時(shí)間圖象應(yīng)該稱為位置—時(shí)間圖象。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱美健.《物理必修1》廣東教育出版社，2005年7月第2版

[2]全日制普通高級中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)

[3]選安慎，杜嬋英.《力學(xué)》高等教育出版社，1997年5月第1版

（東莞市第七高級中學(xué)）