第2节质点和位移学案

1、第 2 节质点和位移学案认知?探究 问题导思 【一】质点是什么？什么时候能够把一个物体看成是质点？尽管 任何物 体都有一定的形状和大小， 但假设在我们所研究的问题中， 只有当物体的形 状和大小对所研究的问题不起作用或起作用特别小， 能够忽略不计，为了研 究的方便，能够把物体看做一个有质量的点。这 种用来代替物体的没有大小和 形状，但有质量的点，叫做质点。可见，质点是一种科学的抽象，是在研究 物体运动时，抓住要紧因素，忽略 次要因素，是对实际物体的近似，是一个理 想化模型。一个物体是否 能够视为质点，要具体情况具体分析。例如：一列火 车从北京开往上海，在计算运行时间时，能够忽略列车的长短，可把它

2、视为质 点；然而同样这列火车，要计算它通过黄河铁路大桥所需时间时， 必须考虑 列车的长度，不可把列车视为质点。 一个物体能否被看成质点不能以 大小而 论。例如当我们研究自行车的气门芯运动轨迹时， 就不能把自行车看作质点， 但在研究地球绕太阳公转时， 可把整个地球看作质点。【二】如何区分位移和路程？位移是描述质点位置变化的物理 量，既有 大小，又有方向，是矢量，是从起点 A指向终点B的有向线 段。有向线段的 长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方 向，位移通常用字母“ s 表示，它是一个与运动路径无关，仅由初、 末位置决定的物理量。路程是质点 运动轨迹的长度，它是标量，只有 大小，没有方

3、向。 路程的大小与质点运动 的路径有关，但它不能描述 质点位置的变化。例如，质点环绕一周又回到动身 点时，它的路程不为零，但其位置没有改变，因而其位移为零。特别多同学都会问，位 移和路程什么时候会相等？由于一个是矢量， 另一个是标量， 故两 者 绝对不可能相等。 但假设一个物体是向着单一方向做直线运动， 那么 在 一段时间内，其位移的大小与路程相等。【三】什么是物体运动的 s-t 图象, 匀速直线运动的 s-t 图象有 何特点 ? 物体运动的规律能够用公式表示 , 也可用图象表示 . s-t 图象 即为位移时 间图象 . 从 s-t 图象可知不同时刻物体的位移 , 匀速直 线运动的 s-t 图

4、象是 一条直线 , 但该直线并不是代表物体的运动轨 迹. 例题演示 例 1 在研究下述运动时，能把物体看作质点的是A. 研究地球的自转效应B. 研究乒乓球的旋转效应C. 研究火车从南京到上海运行需要的时间D. 研究一列火车通过长江大桥所需的时间分析与解：地球自转和乒乓球旋转时，各局部运动情况不完全相同， 不能当作 质点。 火车从南京到上海， 火车的长度与行驶的距离相比小 得多，能够看作 质点。但在研究一列火车通过长江大桥所需时间时， 由于大桥长度与火车的长 度可相当，如今就不能把火车当作质点来处 理。因此选项C正确。点拨：一个物体能否视为质不是绝对的同一物体作不同运动研究时，是否可抽象为质点，

5、必须依实际情况来确定例2关于位移和路程，正确的说法是DA. 位移和路程是相同的物理量B. 路程是标量，即表示位移的大小C. 位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向D. 假设物体做单一方向的直线运动，位移的大小等于路程分析与解要注意路程与位移的区别。 位移是由初始位置指向终止位置 的有向线 段，是矢量，位移的大小即等于这段直线段的长度；路程是标量，是物体运动轨迹的总长度。只有质点一直向着单一方向运动时，位移的大小才等于路程。因此选项D正确。点拨：位移是矢量，路程是标量。它们是不可能相等的，但在特定的条件下, 我们能够说位移的大小与路程相等例3如图1-2所示，某人沿半径F=50m的圆形跑道 跑步，

6、从A点动身逆 时针跑过3/4圆周到达B点，试求由A到B的过程中，此人 跑步的路程和位移。分析与解此人运动的路程等于 ACB所对图1-2应的弧长，即路程L= 33汇 2 兀 R =汉 2 汇 3.14 汇 50 口 = 235.5m44此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度,即s=$2R =1.414 50m =70.7m位移的方向由A-B,与半径AO的夹角为45点拨由于位移是矢量，因此在求位移时，不仅要指出其大小，而且还要指明其 方向。正确的选项是()例4如图1 3所示是某物体在010s内的s-t图象，以下说法中A. 物体在第1s内的位移为4mB. 物体在第5s内的位移为8mC. 物体在前5s内的位移为8mD.物体在后5s内的位移为16m 分析与解由图象可知，物体在02s内位移从0均匀增加到8m,即每秒 钟发生 的位移是4m;从2s到6s物体的位移根本上8m,即在2s6s内 物体是静止的； 从6s10s物体的位移从8m均匀增加到16m,即每秒钟发生的位移是2m.由以上 分析可知，物体在第1s内的位移是4m,A选项正确；物体在第5s内是静止的， 故位移为零