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什么是位移？位移是物体位置的变化，是一个矢量。它表示物体从起始位置到最终位置的直线距离和方向。在图中，蓝色曲线表示物体的运动路径，而红色箭头表示位移。位移只与起始位置和终止位置有关，与物体实际运动的路径无关。
位移与路程是两个不同的概念。位移是矢量，既有大小也有方向；而路程是标量，只有大小没有方向。在图中，蓝色弧线表示物体沿圆周运动的路程，红色箭头表示位移。当物体不是沿直线运动时，位移的大小通常小于路程。例如，当物体沿圆周运动时，路程等于弧长，而位移等于弦长，位移的大小始终小于或等于路程。
位移在数学上用矢量Δr表示，它等于终止位置矢量r₂减去初始位置矢量r₁。在坐标系中，位置矢量是从原点指向物体位置的矢量。绿色箭头表示初始位置矢量r₁，蓝色箭头表示终止位置矢量r₂，红色箭头表示位移矢量Δr。位移矢量可以分解为x方向和y方向的分量，即Δr = (x₂-x₁)i + (y₂-y₁)j，其中i和j是单位矢量。位移的大小|Δr|是起点到终点的直线距离。
位移在物理学中有广泛的应用。其中一个重要应用是计算平均速度。平均速度等于位移除以时间，表示为矢量v平均等于位移矢量Δr除以时间间隔Δt。在图中，蓝色曲线表示物体的运动轨迹，黄色点表示物体的当前位置，红色箭头表示位移，橙色箭头表示平均速度。需要注意的是，平均速度是一个矢量，它的方向与位移方向相同，而不是与运动轨迹相切。这就是为什么我们需要区分位移和路程的原因。
让我们总结一下位移的概念。位移是物体位置的变化，是一个矢量，具有大小和方向。位移只与起点和终点有关，与物体实际运动的路径无关。当物体不沿直线运动时，位移的大小通常小于路程。在数学上，位移表示为Δr = r₂ - r₁，其中r₁是初始位置矢量，r₂是终止位置矢量。位移在物理学中有广泛应用，特别是在计算平均速度等物理量时。理解位移的概念对于学习力学和运动学非常重要。