1.2質(zhì)點(diǎn)和位移課件高一上學(xué)期物理

第一章

運(yùn)動(dòng)的描述第2節(jié)

質(zhì)點(diǎn)和位移上節(jié)課我們用坐標(biāo)系描述汽車的位置時(shí)，實(shí)際上是吧汽車視為一個(gè)點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)的物體是否都可視為一個(gè)點(diǎn)？如何不是，什么情況下才能視為一個(gè)點(diǎn)？1.經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)建模的過程了解質(zhì)點(diǎn)的含義,知道物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的條件，能將特定實(shí)際情境中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。2.知道位移是矢量，會(huì)用有向線段表示位移的大小和方向。3.知道矢量和標(biāo)量的含義及二者的區(qū)別。4.認(rèn)識(shí)位移—時(shí)間（s-t）圖像，能已知位移與時(shí)間的關(guān)系畫出s-t圖像并能分析s-t圖像。知識(shí)點(diǎn)一：質(zhì)點(diǎn)籃球有大小，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)還會(huì)旋轉(zhuǎn)，因此在空中各位置上的運(yùn)動(dòng)狀況也就各不相同，要描述清楚比較困難。我們可以如何將其簡(jiǎn)化解決這類問題呢？物理學(xué)中常用建構(gòu)理性模型的方法，突出問題的主要因素，忽略次要因素，將問題簡(jiǎn)化，以便得到解決。

如果我們只是要研究籃球拋出在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡，那么籃球是否旋轉(zhuǎn)，它的形狀大小這兩個(gè)因素就可以忽略。這兩個(gè)因素，對(duì)所研究的問題影響很小，不考慮也可以。當(dāng)不需要考慮籃球的形狀大小時(shí)，籃球就可以用一個(gè)有質(zhì)量點(diǎn)來代替。其軌跡也就是一條較為簡(jiǎn)單的曲線。物理學(xué)中用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)----質(zhì)點(diǎn)思考：火車能看成一個(gè)點(diǎn)嗎？火車以某速度從北京駛向廣州,研究火車在兩城市之間運(yùn)行時(shí)間長短。

列車運(yùn)行時(shí)，它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及車輪運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜。當(dāng)我們研究列車整體運(yùn)動(dòng)情況，就可以不考慮上述各部分的運(yùn)動(dòng)差異，用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，代替整列車的運(yùn)動(dòng)。我們是否要考慮火車本身大小和車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)？

地球到太陽的距離1.5×108km，而地球的直徑只有1.3×104km，還不到它與太陽距離的萬分之一.

若只研究地球公轉(zhuǎn)的時(shí)候，可以忽略地球的大小和形狀，而把它視為“點(diǎn)”。顯然，如果研究地球的自轉(zhuǎn)，就不能看成一個(gè)點(diǎn)了。1.質(zhì)點(diǎn)的定義：忽略物體的大小和形狀用來代替物體的、有質(zhì)量的點(diǎn)。2.看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究問題的影響可忽略不計(jì)時(shí)。（1）質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型。（2）一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，是由所研究問題決定的，跟物體自身體積、質(zhì)量、和速度均無關(guān)。同一物體，研究問題不同，有時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不能看成質(zhì)點(diǎn)。3.對(duì)質(zhì)點(diǎn)的幾點(diǎn)說明:學(xué)科網(wǎng)（3）物理各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同（平動(dòng)）時(shí)，可以看作質(zhì)點(diǎn)，一般研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。（4）物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所研究的主要問題時(shí)，物體的本身大小和形狀已變成了次要因素，物體可以看作質(zhì)點(diǎn)。思考1：物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有哪些異同？相同點(diǎn)：都是沒有形狀和大小的點(diǎn)。不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象表示，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個(gè)相對(duì)的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。思考討論：足球運(yùn)動(dòng)中常說的“香蕉球”是球在空中旋轉(zhuǎn)、整體運(yùn)動(dòng)徑跡為類似香蕉型弧線的一種運(yùn)動(dòng)。在研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，能把足球看作質(zhì)點(diǎn)嗎？研究什么樣的問題可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)？研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，不能把足球看作質(zhì)點(diǎn)，因?yàn)橄憬肚蚴亲闱蛩竭\(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在的情形。例如:研究足球運(yùn)動(dòng)軌跡的問題可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)二：位移從教學(xué)樓A到圖書館B，沿不同的路徑，我們所通過的路程是不同的。雖然是不同的路徑，但最終位置都是相同的。如果我們用路程來描述物體所經(jīng)過的不同路徑，那么我們用什么樣的物理量來描述物體的位置改變呢？1.路程和位移（1）位移的物理意義：位移是用來描述運(yùn)動(dòng)物體空間位置變化的物理量，是由初位置指向末位置的有向線段，它既有大小又有方向，通常用s來表示。（2）位移表示方法：ABs物體從A到B的位移，用一根帶箭頭的線段來表示，箭頭的方向表示位移的方向，線段的長度s表示位移的大小。sB=-4m-(-1m)=-3m汽車A的位移為正，表示其位移方向沿x軸正方向汽車B的位移為負(fù)，表示其位移方向沿x軸負(fù)方向sA=4m-1m=3m對(duì)于沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，我們可以借助一維坐標(biāo)系確定物體發(fā)生的位移。在一維坐標(biāo)系中，位移的正負(fù)表示位移的方向。例：表示汽車A和汽車B從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻的位移。t1時(shí)刻Bt2時(shí)刻Bt1時(shí)刻At2時(shí)刻Ax1x2x1’x2’sAsB2.位移和路程的比較描述質(zhì)點(diǎn)位置變化描述質(zhì)點(diǎn)軌跡的長度從初位置到末位置的有向線段的長度運(yùn)動(dòng)軌跡的長度從初位置指向末位置無方向①都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量②都是過程量③單位相同④位移的大小不大于相應(yīng)的路程⑤只有質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才等于路程3.矢量和標(biāo)量a.標(biāo)量：只用大小就能描述的物理量叫做標(biāo)量。例如：質(zhì)量、時(shí)間、路程等b.矢量：既有大小又有方向的物理量叫做矢量。例如：力、位移、速度等4.位移—時(shí)間（s-t）圖像如圖是測(cè)得的某個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。t/s123456s/m102030405060t/s123456s/m102030506040O根據(jù)數(shù)據(jù)建立平面直角坐標(biāo)系并描點(diǎn)，用平滑的直線連接起來。（1）位移—時(shí)間圖像的物理意義：描述物體的運(yùn)動(dòng)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系。（2）圖像的建立：縱軸表示位移，橫軸表示時(shí)間。（3）勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像：勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像是一條傾斜的直線，表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間均勻變化。（4）對(duì)位移—時(shí)間圖像的理解：a.坐標(biāo)軸的正方向就是位移的正方向：b.對(duì)圖像的幾點(diǎn)說明（觀察右圖s-t圖像）：

縱截距：

橫截距：

兩圖像的交點(diǎn)：

圖像的斜率：表示初始時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離表示物體從開始計(jì)時(shí)到開始運(yùn)動(dòng)間隔的時(shí)間表示兩物體在同一位置（即相遇）圖像的斜率的正負(fù)，表示物體運(yùn)動(dòng)的方向，即：①斜率為正表示物體向正方形運(yùn)動(dòng)。②斜率為負(fù)表示物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。1.(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（

）A.只要體積小就可以視為質(zhì)點(diǎn)B.物體的大小和形狀對(duì)于所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時(shí)，可把物體視為質(zhì)點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際上并不存在D.因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒有大小，所以與幾何中的點(diǎn)是一樣的BC2.（多選）大雁在遷徙時(shí)整個(gè)隊(duì)伍大部分時(shí)間實(shí)際上都是勻速飛行這是為了進(jìn)行長途遷徙而采取的有效措施，下列說法正確的是（）A．以地面作為參考系，頭雁是靜止的B．?dāng)z影師為了拍攝一張清晰大雁隊(duì)伍照片，應(yīng)該以頭雁做參考系C．若研究“雁陣”從一處飛往另一處的時(shí)間，則可以將“雁陣”看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)D．研究頭雁扇動(dòng)翅膀產(chǎn)生的上升氣流時(shí)，可以將頭雁看做質(zhì)點(diǎn)BC3.一個(gè)小孩從A點(diǎn)出發(fā)，沿半徑分別為3m和5m的半圓到達(dá)B點(diǎn)，如圖所示，他通過的位移和路程分別為（）A.16m，方向從A指向B；16m，方向從A指向BB.16m；16mC.8πm，方向從A指向B；8πm，方向從A指向BD.16m，方向從A指向B；8πmD4.某同學(xué)通過北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)測(cè)得其在南北方向運(yùn)動(dòng)時(shí)在0~4s內(nèi)的s-t圖像(位置—時(shí)間圖像)如圖所示。已知該同學(xué)在t=0時(shí)刻正向北運(yùn)動(dòng),則關(guān)于該同學(xué)在0~4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(

)A.