高中物理 第二节 质点和位移课件 鲁科版必修1

1、 高 中 物 理 必 修 一 复习 物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。一、机械运动一、机械运动参考系：参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准（假定不动）的物体，叫做参考系。运动是绝对的、静止是相对的运动是绝对的、静止是相对的参考系可以任意选取参考系可以任意选取 选取原则：使研究问选取原则：使研究问题简单、方便题简单、方便在没有指明参考系时，通常选地面或相对于地面静在没有指明参考系时，通常选地面或相对于地面静止的物体为参考系止的物体为参考系运动与静止是相对于同一参考系而言的，选择不同运动与静止是相对于同一参考系而言的，选择不同参考系研究同一物体的运动，得出结论可能不同参

2、考系研究同一物体的运动，得出结论可能不同 高 中 物 理 必 修 一 复习二、空间位置的描述二、空间位置的描述空间运动空间运动 三维三维直线运动直线运动 一维一维平面运动平面运动 二维二维 O 5kmxyOxyzP O5km 5kmx 高 中 物 理 必 修 一 复习三、时间的描述三、时间的描述时刻时刻 时间点时间点时间时间 时间段时间段0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10t/s第一秒末第一秒末第四秒末第四秒末第六秒末第六秒末第一秒内第一秒内第九秒末第九秒末第三秒第三秒内第八秒内第八秒内时时刻刻时时间间？第六秒初第六秒初 物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。高一物理

3、高 中 物 理 必 修 一 新课导入 通过视频展示篮球路径、 神舟5号飞船神舟神舟5号（载人舱长号（载人舱长7.4m，直径，直径2.8m，用长，用长58m，重达，重达480t的长征的长征2号火箭发射）号火箭发射） 、 常州北京T110次火车（里程（里程1298km，旅时，旅时11h26min） 怎样描述篮球、神舟五号、火车等的机械运动？困难怎样描述篮球、神舟五号、火车等的机械运动？困难和麻烦出在哪里？和麻烦出在哪里？ 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移投篮投篮讨论与交流讨论与交流一、质点一、质点2、物体被看作质点的条件、物体被看作质点的条件： 当物体的大小和形状对所研究当物体的大小

4、和形状对所研究的问题没有影响或影响不大时，可的问题没有影响或影响不大时，可以把物体看作质点以把物体看作质点 。1、质点：、质点：用来代替物体用来代替物体的的有质量的点有质量的点叫叫做质点。做质点。3、质点的特点：、质点的特点：A、它没有大小和形状。、它没有大小和形状。B、它具有物体的全部的质量。、它具有物体的全部的质量。 C、“质点质点”是一种为了研究方便而引是一种为了研究方便而引入的入的“理想模型理想模型”。实际并不存在。实际并不存在。物理方法物理方法根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题

5、得因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想到简化，这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。化模型。 这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？ 光滑的水平面、轻质弹簧。光滑的水平面、轻质弹簧。例例1以以下下情情景景中中，加加着着重重号号的的人人物物或或物物体体可可看看成成质质点点的的是是( ) A研研究究一一列列火火车车通通过过长长江江大大桥桥所所需需的的时时间间 B乒乒乓乓球球比比赛赛中中，运运动动员员发发出出的的旋旋转转球球 C研研究究航航天天员员翟

6、翟志志刚刚在在太太空空出出舱舱挥挥动动国国旗旗的的动动作作 D 用用 GPS 确确定定打打击击海海盗盗的的“武武汉汉”舰舰在在大大海海中中的的位位置置 【思路点拨思路点拨】解答本题，应把握以下两解答本题，应把握以下两点：点：(1)质点是一种理想化的模型，是对实际物质点是一种理想化的模型，是对实际物体的抽象；体的抽象；(2)判断一个物体能否看成质点，不是取决判断一个物体能否看成质点，不是取决于物体自身的大小，而是取决于物体自身于物体自身的大小，而是取决于物体自身大小对所研究问题的影响是否可以忽略大小对所研究问题的影响是否可以忽略【精讲精析精讲精析】把物体看做质点的条件是：把物体看做质点的条件是：

7、物体的大小和形状对所研究的问题没有影响物体的大小和形状对所研究的问题没有影响,或者对所研究问题的影响可以忽略时，物体或者对所研究问题的影响可以忽略时，物体就可以看做质点研究火车通过长江大桥的就可以看做质点研究火车通过长江大桥的时间不能忽略火车自身的长度，则不能把火时间不能忽略火车自身的长度，则不能把火车看成质点车看成质点,选项选项A错误；要接住错误；要接住“旋转球旋转球”,必须研究乒乓球的运动状态，不能把乒乓球必须研究乒乓球的运动状态，不能把乒乓球当成质点，选项当成质点，选项B错误；研究航天员翟志刚错误；研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时在太空出舱挥动国旗的动作时,不能把翟志刚不能把翟

8、志刚当成质点，选项当成质点，选项C错误；用错误；用GPS确定船舰在大确定船舰在大海中的位置时，海中的位置时，“武汉武汉”舰的大小，形状对舰的大小，形状对所研究问题没有影响，可以把所研究问题没有影响，可以把“武汉武汉”舰当舰当成质点，选项成质点，选项D正确正确【答案答案】D变式训练变式训练1以下运动物体可以视为质点的是以下运动物体可以视为质点的是()A裁判员给体操比赛中的运动员打分裁判员给体操比赛中的运动员打分B计算火车从济南开往青岛的行车时间计算火车从济南开往青岛的行车时间C计算火车通过隧道的时间计算火车通过隧道的时间D绕转轴旋转的自行车车轮，研究其转动情绕转轴旋转的自行车车轮，研究其转动情况

9、况结论：结论：实际物体在下列三种情况下都可简化为质点：实际物体在下列三种情况下都可简化为质点： 如果物体的各部分的运动情况都相同，此物体可当作质点。如果物体的各部分的运动情况都相同，此物体可当作质点。 物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当作质点。物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当作质点。 物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用。物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用。在中学物理中，所研究的物体，除非涉及到在中学物理中，所研究的物体，除非涉及到，一般都可，一般都可把它们当作质点。把它们当作质点。1一、路程是物体一、路程是物体运动运动轨迹轨迹的长度。的长度。2对位移和路程

10、的理解对位移和路程的理解2 三条轨迹：三条轨迹： 异：物体（质点）的轨迹异：物体（质点）的轨迹及其长度及其长度 同：物体（质点）位置的同：物体（质点）位置的变化。（起始、终了位置变化。（起始、终了位置及二者的直线距离）。及二者的直线距离）。思考：从厦门到福州，思考：从厦门到福州，有几种走法？有几种走法？二二. .位移位移1 1、意义：、意义：位移是描述质点位置变化的物理量位移是描述质点位置变化的物理量2 2、2 2、定义：位移、定义：位移是从初始位置指向末位置的有是从初始位置指向末位置的有向线段向线段。大小：大小：有向线段的长度有向线段的长度；方向：方向：有向线段方向有向线段方向注：位移注：位

11、移是一个与运动路径无关，仅由初末位是一个与运动路径无关，仅由初末位置决定的物理量置决定的物理量. .2【审题指导审题指导】审题时应注意以下两点审题时应注意以下两点(1)路程是指物体运动轨迹的长度，在本题中路程是指物体运动轨迹的长度，在本题中即为从即为从A经过经过C到到B的圆弧的长度的圆弧的长度(2)位移由初位置指向末位置的有向线段，位位移由初位置指向末位置的有向线段，位移的大小就是初末两位置移的大小就是初末两位置AB之间的距离之间的距离例例2如如图图所所示示，某某人人沿沿半半径径 R50 m 的的圆圆形形跑跑道道跑跑步步，从从 A 点点出出发发逆逆时时针针跑跑过过34圆圆周周到到达达 B 点点

12、,试试求求由由A到到B的的过过程程中中,此此人人的的路路程程和和位位移移 【答案答案】路程为路程为235.5 m位移大小为位移大小为70.7 m,方向由方向由AB与半径与半径AO的夹角为的夹角为45变式训练：变式训练：如图223，物体沿两个半径为R的半圆弧由A到C，则它的位移和路程分别是() 图223 A4R,2R B4R向东，2R向东 C4R向东，4R D4R向东，2R 【解析】解答本题的具体流程如下： (1)物体的路程 (2)物体的位移 【答案】D3.3.位移在坐标系中的表示方法位移在坐标系中的表示方法物体的位置可以用坐标来表示，而位移是描述物体位物体的位置可以用坐标来表示，而位移是描述物

13、体位置变化的物理量，所以位移可以用坐标的变化量来表置变化的物理量，所以位移可以用坐标的变化量来表示示. .（1 1）当物体做直线运动时，我们可以借助一维坐标系，）当物体做直线运动时，我们可以借助一维坐标系，利用坐标的变化来描述其位移利用坐标的变化来描述其位移. .若物体的初始位置坐标若物体的初始位置坐标为为x x1 1，一段时间后末位置坐标为，一段时间后末位置坐标为x x2 2，物体位移即为末物体位移即为末位置坐标减去初位置坐标，位置坐标减去初位置坐标，则该段时间的位移为则该段时间的位移为s=xs=x2 2- -x x1 1，s s的数值大小表示位移的大小，的数值大小表示位移的大小，方向：用正

14、负表示，若方向：用正负表示，若 ，s0为正值，表示位移方向与为正值，表示位移方向与x轴正方向相同：若轴正方向相同：若 ，则，则s0为负值，表示位移与为负值，表示位移与x轴正方向相反轴正方向相反。 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移位移 既有大小又有方向O1 -3x2 -2 -1CA B位移的正负表示方向位移的正负表示方向m112XXSABAB m413XXSACAC （2 2）当物体在平面内做曲线运动时，如图所示，若物体）当物体在平面内做曲线运动时，如图所示，若物体的初始位置为（的初始位置为（x x1 1，y y1 1），末位置为（），末位置为（x x2 2，y y2 2），则物体

15、），则物体位移的大小等于两点间的距离，即位移的大小等于两点间的距离，即s= s= 位移的方向可用位移方向与位移的方向可用位移方向与x x轴正方向的夹角来表示，其轴正方向的夹角来表示，其正切值为：正切值为：tan=tan=222121(x -x ) +(y -y ) ,2121y -y.x -x思考与讨论思考与讨论一位同学从操场上一位同学从操场上A点点出发，向北走了出发，向北走了40m，到达，到达C点，然后又向东走了点，然后又向东走了30m，到达，到达B点。用有向线段表点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和整个过程中行走的位移明他第一次、第二次的位移和整个过程中行走的位移（又称合位移）。（又

16、称合位移）。A东北C40mB30m?2 4、路程和位移的区别和联系三、矢量和标量三、矢量和标量1、矢量：、矢量：既有大小又有方向既有大小又有方向的物理量。的物理量。如：位移、力、速度如：位移、力、速度2、标量：、标量：只有大小没有方向只有大小没有方向的物理量。的物理量。如：温度、质量、时间、密度如：温度、质量、时间、密度2 【问题导思】 1st图象是物体的运动轨迹吗？ 2在st图象中怎样表示物体运动方向？ 3在同一st图象中两图线的交点有什么意义？ 在直线运动中，可以用位移时间图象来直观描述物体的运动位移位移时间图象时间图象 下图下图 是一辆汽车在平直公路上的运动情况是一辆汽车在平直公路上的运

17、动情况的图表的图表，在误差允许的范围内，每相等的时间在误差允许的范围内，每相等的时间内位移有什么特点？内位移有什么特点？汽车做什么运动汽车做什么运动？回答：回答： 在误差允许的范围内，每在误差允许的范围内，每2.5s2.5s内的位移为内的位移为50m50m，每，每5s5s内的位移为内的位移为100m100m，每，每10s10s内的位移为内的位移为200m200m任意相等的时间内位移都相等。任意相等的时间内位移都相等。 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移匀速直线运动匀速直线运动 在任意相等的时间内位移都相在任意相等的时间内位移都相等的运

18、动，叫匀速直线运动。等的运动，叫匀速直线运动。 请同学以上面图表所给出的数据，以横轴请同学以上面图表所给出的数据，以横轴为（为（t t）轴，纵轴为位移（）轴，纵轴为位移（s s）轴，用描点法作）轴，用描点法作图，看是一个什么样的图像，图，看是一个什么样的图像，s s与与t t存在一个什存在一个什么函数关系？么函数关系？ 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移四、位移（四、位移（s s） 时间（时间（t t）图像）图像0t / Ss / m501001502002503003504002.54.97.610.0 12.4 15.1 17.5 19.9（1）建立坐标系；）建立坐标系；（2）

19、描点；）描点；（3）连线；）连线；分析分析:、可以看出几个点几乎都在过圆点的一条直线上。可以看出几个点几乎都在过圆点的一条直线上。、同学们与我们在初中学过的一次函数同学们与我们在初中学过的一次函数ykx对照，对照，s与与t有什么函数关系？有什么函数关系？、s与与t成正比。成正比。 这就是匀速直线运动的位移(s)时间(t)图像。物理量之间的关系可以用公式来表示，也可以用图像来表示，利用图像可以比较方便地处理实验（或观测）结果，找出事物的变化规律。以后我们还会遇到更多的用图像来处理物理量之间的变化规律，所以，现在我们就要重视图像的学习。 高 中 物 理 必 修 一 第二节 质点和位移1.位移时间图

20、象反映的位移时间图象反映的是物体的位移随时间的变是物体的位移随时间的变化规律化规律从从st图象中可确定任一图象中可确定任一时刻的位置，和某一段时时刻的位置，和某一段时间内物体的位移或发生某一位移所对应的时间内物体的位移或发生某一位移所对应的时间如图，图象中在间如图，图象中在t1时刻物体处在时刻物体处在s1位置位置，t1t2时间内物体的位移为时间内物体的位移为s2s1.2.2.对位移对位移时间（时间（s-ts-t）图象的识别）图象的识别（1 1）纵截距：表示初始时刻的位置）纵截距：表示初始时刻的位置. .（2 2）横截距：表示位移为零的时刻）横截距：表示位移为零的时刻. .(3)(3)两图象的交

21、点：表示两物体在同一位置两图象的交点：表示两物体在同一位置( (即相遇即相遇).).(4)(4)图象斜率的正负，表示物体运动的方向图象斜率的正负，表示物体运动的方向. .即即斜率为正表示物体向正方向运动斜率为正表示物体向正方向运动. .斜率为负表示物体向负方向运动斜率为负表示物体向负方向运动. .（5 5）图象为平行于时间轴的直线：表明物体处于静止状态）图象为平行于时间轴的直线：表明物体处于静止状态. .4如图所示，甲、乙两图线相交的交点，如图所示，甲、乙两图线相交的交点，表示甲、乙两物体在这一时刻相遇表示甲、乙两物体在这一时刻相遇 5匀速直线运动的匀速直线运动的st图线为一倾斜的直图线为一倾

22、斜的直线线【例【例3 3】(2011(2011东城区高一检测东城区高一检测) )如图是甲、乙两个物体在如图是甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移同一直线上运动时的位移时间图象，由图象可知时间图象，由图象可知（ ）A.A.乙开始运动时，两物体相距乙开始运动时，两物体相距20 m20 mB.B.在在0 010 s10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大这段时间内，两物体间的距离逐渐增大C.C.在在101025 s25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐减小这段时间内，两物体间的距离逐渐减小D.D.两物体在两物体在10 s10 s时相距最远，在时相距最远，在25 s25 s时相遇时相遇【标准解答】

23、【标准解答】选选B B、C C、D.D.由图象可知，乙在由图象可知，乙在10 s10 s时开始运时开始运动，此时两物体间的距离已超过动，此时两物体间的距离已超过20 m.20 m.在在0 010 s10 s这段时间这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐增大，说明两物体间的距离内，两物体纵坐标的差值逐渐增大，说明两物体间的距离逐渐增大逐渐增大. .在在101025 s25 s这段时间内，两物体纵坐标的差值越这段时间内，两物体纵坐标的差值越来越小，说明两物体间的距离逐渐减小来越小，说明两物体间的距离逐渐减小. .因此两物体在因此两物体在10 s10 s时相距最远，在时相距最远，在25 s25 s时，两

24、图线相交，两物体纵坐标相等，时，两图线相交，两物体纵坐标相等，说明它们到达同一位置，即相遇说明它们到达同一位置，即相遇. .故故B B、C C、D D正确正确. .变式训练：变式训练：如图所示为甲、乙两物体在如图所示为甲、乙两物体在同一直线上运动的同一直线上运动的st图象，图象，以甲的出发点为原点，出发时以甲的出发点为原点，出发时间即为计时的起点间即为计时的起点,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是()A甲、乙同时出发甲、乙同时出发B乙比甲先出发乙比甲先出发C甲开始运动时，乙在甲的前面甲开始运动时，乙在甲的前面s0处处D虽然甲在途中停止了一段时间虽然甲在途中停止了一段时间,乙没有停止乙没有

25、停止,但却在但却在t3时刻相遇时刻相遇 图象问题的处理方法及分析步骤 1分析清楚纵、横坐标轴代表的物理量 2研究图象所表达的物理量之间的关系，从图象中获取相关信息 3联系实际还原真实的物理情景，对问题做出正确判断 （1 1）由于曲线运动的位移方向在变化，）由于曲线运动的位移方向在变化，不能简单用正负表示，所以位移不能简单用正负表示，所以位移时间（时间（s-ts-t）图象只能描）图象只能描述直线运动，不能描述曲线运动述直线运动，不能描述曲线运动. .（2 2）位移）位移时间（时间（s-ts-t）图象表示位移）图象表示位移s s随时间随时间t t的变化情的变化情况，而不是物体的运动轨迹况，而不是物

26、体的运动轨迹. .（3 3）位移）位移时间（时间（s-ts-t）图象上各点的坐标值表示该时刻）图象上各点的坐标值表示该时刻物体所处的位置，而某段时间的位移对应坐标的变化物体所处的位置，而某段时间的位移对应坐标的变化. . 1下列关于质点的说法中，正确的是() A质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入质点概念没有意义 B只有体积很小的物体才能看做质点 C凡轻小的物体，皆可看做质点 D如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看做质点 【解析】质点是一个理想化模型，之所以要引入质点是为了研究问题的方便一个物体能否看做质点，关键是物体的形状和大小对所研究的问题是否为次

27、要因素，是否可以忽略，即大的物体不一定不可看做质点，小的物体也不一定能看做质点，故只有D正确 【答案】D解析：选解析：选ACD.由图象知，甲、乙的计时起由图象知，甲、乙的计时起点都是零，即两物体是同时出发的计时开点都是零，即两物体是同时出发的计时开始时，甲的纵坐标是零，而乙的纵坐标是始时，甲的纵坐标是零，而乙的纵坐标是s0,即甲开始运动时，乙已在甲的前方即甲开始运动时，乙已在甲的前方s0处处了从了从t1到到t2这段时间内甲的位移没有变化这段时间内甲的位移没有变化，即甲在途中停止了一段时间，而乙没有停，即甲在途中停止了一段时间，而乙没有停止，在止，在t3时刻甲、乙两物体离出发点的位移时刻甲、乙两

28、物体离出发点的位移相同相同,即在即在t3时刻两物体相遇由以上分析可时刻两物体相遇由以上分析可知选项知选项A、C、D正确，正确，B项错误项错误2 2.(2011.(2011太原高一检测太原高一检测) )下列关于质点的说法中，正确的下列关于质点的说法中，正确的是是( )( )A.A.用北斗导航系统确定正在玉树参加抗震救灾部队队员位用北斗导航系统确定正在玉树参加抗震救灾部队队员位置时，该队员可看做质点置时，该队员可看做质点B.B.研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，可以把子弹看做研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，可以把子弹看做质点质点C.C.研究哈雷彗星绕太阳的公转周期时，哈雷彗星不可以看研究哈雷彗星

29、绕太阳的公转周期时，哈雷彗星不可以看做质点做质点D.D.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作，此时运动员可花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作，此时运动员可看做质点看做质点【解析】【解析】选选A.A.用北斗导航系统确定正在玉树参加抗震救灾用北斗导航系统确定正在玉树参加抗震救灾部队队员位置时，可以忽略队员身体形状对问题的影响，部队队员位置时，可以忽略队员身体形状对问题的影响，即可看做质点，即可看做质点，A A正确正确. . 研究子弹穿过一张薄纸所需的时间研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，子弹的长度直接影响它穿过薄纸的时间，子弹不能看时，子弹的长度直接影响它穿过薄纸的时间，子弹不能看做质点，做质点，B

30、 B错错. .研究哈雷彗星绕太阳的公转周期时，哈雷彗研究哈雷彗星绕太阳的公转周期时，哈雷彗星的大小相对于轨迹的长度可以忽略，故可以看做质点，星的大小相对于轨迹的长度可以忽略，故可以看做质点，C C错错. .花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作，此时不能看花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作，此时不能看成质点，成质点，D D错错. .3 3.(2011.(2011湛江高一检测湛江高一检测) )关于位移和路程，下列说法正确关于位移和路程，下列说法正确的是的是( )( )A.A.物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B.B.物体沿直线向某一方向运动，通过

31、的路程等于位移的大物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小小C.C.物体通过一段路程，其位移不可能为零物体通过一段路程，其位移不可能为零D.D.物体通过的路程不等，位移不可能相同物体通过的路程不等，位移不可能相同【解析】【解析】选选B.B.位移是由初始位置指向末位置的有向线段，位移是由初始位置指向末位置的有向线段，是矢量；路程是物体经过的路线的长度，是标量，物体沿是矢量；路程是物体经过的路线的长度，是标量，物体沿直线向某一方向运动，路程等于位移的大小，但路程不是直线向某一方向运动，路程等于位移的大小，但路程不是位移，位移，A A错误，错误，B B正确正确. .物体通过一段路程，位移可

32、能为零，物体通过一段路程，位移可能为零，物体通过的路程不等，位移可能相同，故物体通过的路程不等，位移可能相同，故C C、D D错误错误. . 4关于矢量和标量，下列说法中正确的是() A矢量是既有大小又有方向的物理量 B标量是既有大小又有方向的物理量 C位移10 m比5 m小 D10 比5 的温度低 【解析】由矢量和标量的定义可知，A正确，B错误；关于位移的正负号不表示大小，仅表示方向，其大小由数值和单位决定，所以10 m的位移比5 m的位移大，故C错误；温度是标量，负号表示该温度比0 低，正号表示该温度比0 高，所以10 比5 的温度低，故D正确 【答案】AD5 5. .龟兔赛跑的故事流传至今，龟兔赛跑的故事流传至今，按照龟兔赛跑的故事情节，兔按照龟兔赛跑的故事情节，兔子和乌龟的位移图象如图所示，子和乌龟的位