20-21版 第2节　质点和位移

1、第2节质点和位移学习目标要求核心素养和关键能力1.掌握质点这一概念并根据实际问题来判断物体能否看成质点。2.能根据所要研究的实际问题，运用物理思维进行科学抽象，建立理想化质点模型。3.了解位移和路程的区别和联系；掌握矢量和标量的概念，了解矢量求和和标量求和的不同。1.科学思维体会物理模型在探索自然规律中的作用；用相对运动的思维理解物体的运动。2.关键能力物理建模能力质量一、质点1.质点：用来代替物体的具有_的点。2.把物体看成质点的条件：物体的_和_可以忽略或物体上任意一点的运动可代替_的运动。大小形状整个物体判一判(1)研究投出的篮球的运动路径时，篮球可视为质点。()(2)裁判给体操运动员打

2、分时，运动员可视为质点。()(3)研究地球绕太阳公转，地球可视为质点。()(4)研究子弹穿过水果的时间，子弹可视为质点。()二、位移1.路程：物体_的长度。2.位移(1)物理意义：描述物体(质点)_变化的物理量。(2)定义：从初位置指向末位置的一条_线段。(3)大小：初、末位置间有向线段的_。(4)方向：由_位置指向_位置。3.矢量：既有大小又有_的物理量。标量：只用_就能描述的物理量。运动轨迹位置有向长度初末方向大小判一判(1)汽车里程表记录的是汽车的位移。()(2)200 m短跑比赛中运动员的位移是200 m。()(3)位移s16 m，s29 m则s1s2；而温度t12 ，t25 ，则t1

3、高于t2。()三、位移时间图像1.物理意义：直线运动中，描述物体的_随_的变化规律。2.图像的建立：如图所示，纵轴表示_，横轴表示_。根据数据在平面直角坐标系中描点，并用_曲线将数据点连接起来，所得图像称为位移时间图像(st图像)。匀速直线运动的st图像是一条倾斜直线，表示质点的位移随时间均匀变化。位置时间位移s时间t平滑判一判(1)位移时间图像是一条曲线，表明物体在做曲线运动。()(2)两位移时间图像的交点，表示此时两物体处于同一位置。()(3)若位移时间图像是平行于横轴的一条直线，说明物体做匀速直线运动。()如图所示为撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆，讨论并回答下列问题。情境

4、导入探究对质点的理解(1)教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？(2)分析运动员的助跑速度时，能否将运动员看成质点？(3)测量运动员所跳高度(判定运动员是否打破世界纪录)时，能否将运动员看成质点？答案(1)不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；(2)能，分析运动员的助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；(3)能，理由同(2)。1.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化物理模型，实际并不存在。(2)质点不同于几何中的“点”，因为质点具有质量而几何中的点无质量；也不同于微观粒子(如电子、质子等)，因为微观粒子是实际

5、存在的。(3)一个物体能否被看成质点，由所研究问题的性质决定，主要是看物体的大小和形状对所研究的问题是否可以忽略。归纳拓展2.判断物体能否被当作质点的基本思路(1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么。(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。(3)思考所要研究的问题或进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点。例1 在下列情境中，人或物可视为质点的是()A.研究一名同学从家步行1 km到学校所用的时间B.研究一名同学做课间操时的动作C.研究自行车车轮的转动D.研究“玉兔二号”从“嫦娥四号”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉

6、兔”号一连串技术含量极高的“慢动作”解析研究一名同学从家中行走1 km到学校所用的时间时，学生的形状和大小对研究问题没有影响，可以看成质点，故A正确；研究一名学生做课间操的动作时，人不能看成质点，否则就没有人的姿势动作可言了，故B错误；研究自行车车轮的转动时，车轮的大小和形状是不能忽略的，不可看成质点，故C错误；研究两器分离过程中“玉兔”号一连串技术含量极高的“慢动作”时，要看动作，不能够看作质点，故D错误。答案A针对训练1 (多选)下列物体或人可以看成质点的是()A.研究从北京开往天津的一列高速列车的速率B.研究绕月球运动的“嫦娥二号”卫星的运行轨迹C.体操运动员在单杠比赛中D.表演精彩的芭

7、蕾舞演员解析完成单杠动作的运动员和表演芭蕾舞的演员，他们的姿态、肢体动作是需要研究的，不能把他们看成质点，C、D错误；从北京开往天津的高速列车和绕月球运动的卫星的形状、大小对于所研究的问题可忽略，可看成质点，A、B正确。答案AB中考结束后，小明准备从天津去上海参观复旦、交大等名校。他有三种方式可供选择：乘轮船、坐高铁和乘飞机。(1)三种出行方式的路程是否相同？位移是否相同？(2)位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？答案(1)路程不相同位移相同(2)不相等在单向的直线运动中位移的大小等于路程探究对位移和路程的理解情境导入1.位移和路程的区别与联系归纳拓展 物理量比较项目位移路程区别物理意义描述

8、质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢标性是矢量，有大小和方向是标量，只有大小，没有方向制约因素由质点的初、末位置决定，与质点的运动轨迹无关与运动路径有关联系(1)都是描述质点运动的空间特征；(2)都是过程量；(3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程2.位移的两种计算方法(1)几何法：根据位移的定义先画出初位置到末位置的有向线段，再根据几何知识计算。(2)坐标法：末位置坐标减初位置坐标，结果中的正负号表示位移方向。温馨提示(1)路程由物体的运动的轨迹决定。(2)位移大小由初、末位置决定。例2 一个人晨练，按如图所示，走

9、半径为R的中国古代的八卦图运动，中央的S部分是两个直径为R的半圆。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进。求：(1)他从A点第一次走到O点时的位移的大小和方向；(2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程。解析(1)从A点第一次走到O点时的位移的大小等于线段AO的长度，即s1R。位移的方向为正南。针对训练2 (多选)如图所示，一个物体从A运动到C，位移s14 m5 m9 m；从C运动到B，位移s21 m(4 m)5 m。下列说法中正确的是()A.C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数B.A到C的位移大于C到B的位移，因为正负号表示位移的方向，不表示大小C.因为位移是矢量，所以这两个矢量的大

10、小无法比较D.物体由A到B的位移为ss1s2解析位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较绝对值，不需要带正负号，选项A、C错误，选项B正确；因为s1xCxA，s2xBxC，所以物体由A到B的位移为sxBxAs1s2，选项D正确。答案BD1.st图像的物理意义：st图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于规定位置的位移。2.st图像的应用由位移时间图像可求：(1)任一时刻所对应的位置(2)任一时间内的位移(3)发生一段位移所用的时间探究对st图像的认识情境导入3.在分析处理直线运动的位移时间图像问题时，应注意以下几点(1)无论物体的位移时间图像是直

11、线还是曲线，物体均做直线运动。(2)物体开始运动的初始位置由t0时的位置坐标即纵轴的截距决定。(3)位移时间图像斜率为正值，表示物体沿着正方向运动，反之物体沿负方向运动。例3 做直线运动的物体在某段时间内的位移时间图像如图所示。试分析物体在t0到t6 s内的运动情况。答案02 s内物体的位移随时间均匀增加，做匀速直线运动；24 s内物体的位移没有变化，物体静止；46 s内物体的位移先随时间均匀减小，后反向均匀增加，所以物体向负方向做匀速直线运动。针对训练3 (多选)如图所示是某物体在010 s内的st图像，下列说法中正确的是()A.物体在第1 s内的位移为4 mB.物体在第5 s内的位移为8 mC.物体在前5 s内的位移为8 mD.物体在后5 s内的位移为16 m解析由题中图像可知，物体在02 s内位移从0均匀增加到8 m，即每秒钟发生的位移是4 m，A正确；物体在第5 s内是静止的，位移为零，B错误；物体在前5 s内的位移即为前2 s内的位移，等于8 m，C正确；物体在后5 s内的位移即为610 s的位移，等于8 m，D错误。答案AC针对训练4 (多选)如图为甲、乙两个物体在同一直线上运动的位移时间图像，由图像可知()A.乙开始运动时，两物体相距20 mB.在010 s这段时间内，两物体间的距离逐渐