質(zhì)點(diǎn)和位移【 知識(shí)精講+備課精思+拓展提升 】 高一上學(xué)期物理魯科版（2019）必修第一冊(cè)

第二節(jié)

質(zhì)點(diǎn)和位移第一章

運(yùn)動(dòng)的描述1掌握質(zhì)點(diǎn)這一概念并根據(jù)實(shí)際問題來判斷物體能否看成質(zhì)點(diǎn)。2能根據(jù)所要研究的實(shí)際問題，運(yùn)用物理思維進(jìn)行科學(xué)抽象，建立理想化質(zhì)點(diǎn)模型。3了解位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系；掌握矢量和標(biāo)量的概念，

了解矢量求和和標(biāo)量求和的不同。教學(xué)目標(biāo)雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔時(shí)，身體在向前運(yùn)動(dòng)，但它的翅膀在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還在上下運(yùn)動(dòng)；在籃球拋出后上升的同時(shí)又在不停轉(zhuǎn)動(dòng)，并且籃球上每個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況也各不相同……要能準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)，并不是一件容易的事。新課引入思考討論：很難準(zhǔn)確地描述一個(gè)物體的具體運(yùn)動(dòng)的困難和麻煩出在哪里？怎樣解決這一問題？研究雄鷹是如何飛行的。它的翅膀的運(yùn)動(dòng)方式很重要；要研究雄鷹在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運(yùn)動(dòng)軌跡等問題時(shí)，它本身的大小和形狀對(duì)研究有影響嗎？在某些情況下，不考慮物體的大小和形狀，把它簡化成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)——質(zhì)點(diǎn)，只突出“物體具有質(zhì)量”這一要素來描述物體運(yùn)動(dòng)。思考：“質(zhì)點(diǎn)”是一個(gè)“沒有大小，沒有形狀，但有質(zhì)量的點(diǎn)”，現(xiàn)實(shí)生活中有這樣的物體存在嗎？在物理學(xué)中，為突出問題的主要因素，忽略次要因素，而建立理想化的物理模型，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用。2.質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際不存在。一、質(zhì)點(diǎn)1.質(zhì)點(diǎn)：在某些情況下，確實(shí)可以忽略物體的大小和形狀，用來替代物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)。研究飛機(jī)在空中的位置、離開地面的高度。研究地球公轉(zhuǎn)研究地球自轉(zhuǎn)觀察思考：觀察圖片中物體的運(yùn)動(dòng)說說在什么情況下可以看做質(zhì)點(diǎn)？體操運(yùn)動(dòng)員比賽研究火車從上海到南京通過的路程思考：把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？3.把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件：(1)物體的大小和形狀對(duì)所研究問題的影響可以忽略不計(jì)；(2)物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，可以用其上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，如平動(dòng)物體。特別提醒：物體能否被視為質(zhì)點(diǎn)，不是取決于物體的大小，而是看物體的形狀和大小對(duì)研究問題的結(jié)果的影響是否可忽略。同一物體在不同的問題情景中有的可視為質(zhì)點(diǎn)，有的則不能視為質(zhì)點(diǎn)。例1.

以下說法正確的是()A.分析體操運(yùn)動(dòng)員在單杠上的翻杠動(dòng)作時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)B.站在鐵路旁的人，若測(cè)定一列火車通過他所用的時(shí)間，則火車不可視為質(zhì)點(diǎn)

C.描述乘客在火車車廂內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，則以地面為參考系最好D.鉛球比賽中研究鉛球被擲出后在空中的飛行時(shí)間時(shí)，可將鉛球視為質(zhì)點(diǎn)BD解析：運(yùn)動(dòng)員在翻杠時(shí)，身體各部分的運(yùn)動(dòng)情況是不同的，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；火車通過路旁的人所用時(shí)間，跟火車的大小(列車長度)有關(guān)，B選項(xiàng)正確；以火車為參考系，乘客在車廂內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況最簡單，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛球的飛行時(shí)間跟鉛球的大小、形狀無關(guān)，可視為質(zhì)點(diǎn)，D選項(xiàng)正確。典例精析醫(yī)院一中有了質(zhì)點(diǎn)的概念，我們就可以方便的研究物體的運(yùn)動(dòng)軌跡了，那么當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)后，我們?cè)撊绾蚊枋鑫矬w的位置變化？一位同學(xué)從學(xué)校去醫(yī)院，可以選擇不同的路線，幾種路線的不同之處？幾種路線的相同之處？答案：運(yùn)動(dòng)的軌跡不同，路程長短不同；初末位置一樣，即位置變化一樣。yOxAB2.位移(s)：表示物體(質(zhì)點(diǎn))的位置變化的物理量。1.路程(L)：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度。定義：從質(zhì)點(diǎn)的初位置指向末位置的有向線段。大?。撼跄┪恢瞄g有向線段的長度方向：由初位置指向末位置思考1：路程和位移有何不同呢？二、位移3.路程和位移的區(qū)別與聯(lián)系：①位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置的變動(dòng)的物理量。路程是表示質(zhì)點(diǎn)通過的實(shí)際軌跡長度的物理量。②位移與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)，只與初位置、末位置有關(guān)。路程與運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)。③路程≥位移的大?、苤挥挟?dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程。思考2：路程和位移相等嗎？思考3：路程和位移的大小什么時(shí)候相等？思考討論在一維坐標(biāo)系中用坐標(biāo)表示物體的位置，那么，你知道位移應(yīng)該如何表示嗎？位移：用坐標(biāo)變化來表示如圖：汽車在t1時(shí)刻處于位置x1，在t2時(shí)刻處于位置x2

,得到汽車位移若兩坐標(biāo)之差為正，則位移的方向指向x軸的正方向；若兩坐標(biāo)之差為負(fù)，則位移的方向指向x軸的負(fù)方向。思考討論：某物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，坐標(biāo)xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？s＝xB?

xA=2m?

5m=

?3m，位移的方向指向x軸的負(fù)方向。xxxAxBO12345

4.矢量和標(biāo)量物理學(xué)中，有一類物理量只有大小就能描述（如物體質(zhì)量）。還有一類像位移這樣的物理量不僅要有大小還要指明方向。為了區(qū)別這兩種物理量，人們把像質(zhì)量這樣用大小就能描述的物理量叫做標(biāo)量；把像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量。根據(jù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車的位移隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，可以用位移－時(shí)間（s-t）直觀地表示物體直線運(yùn)動(dòng)。我們看到每一時(shí)刻的位移都是不同的，在直線運(yùn)動(dòng)中我們可以建立直角坐標(biāo)系，用縱軸表示位移s，橫軸表示時(shí)間t，把這些點(diǎn)在平面直角坐標(biāo)系中標(biāo)出，并用光滑的曲線把他們連接起來，也就是位移時(shí)間圖像（s-t圖像），來直觀地描述物體的運(yùn)動(dòng)，它是通過原點(diǎn)的一條直線。5.從s－t圖像看物體的運(yùn)動(dòng)（1）坐標(biāo)：

(3)交點(diǎn)：相遇縱軸截距：t=0時(shí)x=?橫軸截距：x=0時(shí)t=?計(jì)時(shí)初始位置原點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的時(shí)間（出發(fā)時(shí)間）兩個(gè)圖像的交點(diǎn)有什么含義？(2)截距圖像是一條傾斜的直線表示什么運(yùn)動(dòng)？圖像是一條水平的直線表示什么運(yùn)動(dòng)？圖像是一條曲線表示什么運(yùn)動(dòng)？勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止變速直線運(yùn)動(dòng)特別提醒①s－t圖像只能用來描述直線運(yùn)動(dòng)。②s－t圖像描述的是位移x隨時(shí)間t變化的情況，不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，因此s－t圖像為曲線時(shí)，并不表示物體做曲線運(yùn)動(dòng)，而是變速直線運(yùn)動(dòng)。思考：例2.物體從A運(yùn)動(dòng)到B，初位置的坐標(biāo)是xA

=

3m

，xB

=﹣2m，它的位移s=？ΔxxOABs=

xB－xA=﹣2m－3m=

﹣5m典例精析一、質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)二、位移：初位置指向末位置的有向線段，是矢量①判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（靜止、勻速、變速）②判斷運(yùn)動(dòng)的方向，并能通過斜率求速度③確定物體任意時(shí)刻的位移和時(shí)間三、s-t圖像的功能1．在下列物體中，可視為質(zhì)點(diǎn)的是（）A．被運(yùn)動(dòng)員切削后旋轉(zhuǎn)的乒乓球B．做花樣滑冰動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)員C．馬拉松比賽中的體育運(yùn)動(dòng)員D．轉(zhuǎn)體翻滾下落的跳水運(yùn)動(dòng)員跟蹤練習(xí)答案C2．關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是(

)A．沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，位移和路程是相等的B．質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B，路程可能不同，而位移一定相同C．質(zhì)點(diǎn)通過一段路程，其位移可能為零D．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位移的大小可能大于路程答案BC3．關(guān)于位移和路程，下列說法中正確的是(

)A．跳遠(yuǎn)比賽是按位移的大小來計(jì)成績的B．出租車是按位移的大小來計(jì)費(fèi)的C．在田徑場(chǎng)1500m長跑比賽中，跑完全程的運(yùn)動(dòng)員的位移大小為1500mD．高速公路路牌上顯示“上海100km”，表示該處到上海的路程大小為100km答案AD

答案B

4．如圖所示，是一位晨練者每天早晨進(jìn)行鍛煉時(shí)的行走路