高中物理 第2章 运动的描述 第2节 质点和位移课件 鲁科版必修1.ppt

第2节质点和位移 教师备课参考 物理观念1 认识建立质点模型的意义和方法 2 理解位移的概念 掌握位移和路程的区别与联系 3 认识矢量和标量 知道二者在计算时方法上的不同 4 认识位移 时间图象 会根据位移与时间的关系 画出s t图象 科学思维与科学探究1 体会物理模型在探索自然规律中的作用 初步掌握科学抽象理想化模型的方法 让学生将生活实际与物理概念相联系 通过具体事例引出质点这个理想化的模型 2 通过位移的学习 知道从不同角度研究问题的方法 让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发 体会位移和路程的区别与联系 3 初步掌握用s t图象描述物体运动的方法 能通过分析图象了解物体的运动情况 科学态度与责任1 通过质点和位移的学习 体会物理规律与生活的联系 2 渗透抓住主要因素 忽略次要因素的哲学思想 教学重难点 教学重点1 理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法 2 理解位移的概念 知道位移和路程的区别与联系 3 对位移 时间图象的理解和应用 教学难点1 将实际物体抽象为质点的条件 2 位移和路程的区别与联系 3 会用s t图象描述物体的运动情况 感悟解题规律 探寻基本知识 测评学习效果 探寻基本知识 树立物理观念 知识点一 质点 情境导学 如图所示的花样滑冰运动员正在溜冰场上高速滑行 他们时而如雄鹰展翅 时而在空中翻腾 优美的动作换来观众们的阵阵喝彩 问题 1 甲观众说滑冰运动员可以看成质点 乙说他们不能看成质点 你认为甲 乙观众谁说得对 2 根据什么判定物体能否被看成质点 答案 1 甲 乙说得都不对 在花样滑冰情景中 若研究两运动员在某段时间内的位移则可看成质点 若研究花样动作则不能看成质点 2 能否被看成质点要看具体情景中研究具体问题时物体的形状和大小能否被忽略 若能忽略就能被看成质点 不能忽略 则不能被看成质点 知识梳理 1 定义 用来代替物体的具有的点 2 物体当成质点的情况 所研究的问题涉及的尺度远远大于物体本身尺度 这时可以忽略物体的 等因素 把物体简化成一个具有质量的点即质点 思考判断 1 运动的物体不能视为质点 2 质量小 体积小的物体一定能被视为质点 3 球形的物体可视为质点 其他形状的物体不能视为质点 质量 大小 形状 知识点二 位移 情境导学 某人沿直线运动 如图所示从a点出发到达c点再返回到b点 已知ac 80cm bc 30cm 问题 1 人走完全程的路程为多少m 2 人的位移大小为多少m 3 位移的方向向哪 答案 1 1 1m 2 0 5m 3 从a指向b 知识梳理 1 定义从位置指向位置的有向线段 2 大小初 末位置间有向线段的 3 方向由位置指向位置 4 标量和矢量 1 标量 只有大小没有的物理量 2 矢量 既有又有的物理量 初始 末 初 长度 末 方向 大小 方向 5 位移 时间图象 s t图象 在平面直角坐标系中 用横轴表示 用纵轴表示 匀速直线运动的s t图象是一条倾斜的 思考判断 1 质量 长度 位移都是标量 2 体育比赛中的跳远 评判成绩的依据是位移 3 如果两人所走的路程相同 他们的位移不一定相同 时间t 位移s 直线 要点一 感悟解题规律 培养科学思维 对质点的理解 1 质点的理解 1 质点具有质量 没有大小 体积 形状 它与几何中的 点 有本质区别 2 质点是一种 理想化模型 3 物体看成质点的条件 物体的大小和形状对研究问题的影响忽略不计时 可把物体看成质点 2 物理模型的理解 1 物理模型是在物理研究中 突出问题的主要方面 忽略次要因素而建立的 质点就是典型的物理模型之一 2 物理模型作为一种理想模型 是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象 实际中并不存在 典例1 2017 浙江省宁波市效实中学高一检测 关于质点 下列说法中正确的是 a 很小的物体总可以看成质点 较大的物体有时也能看成质点b 分析香蕉球 旋转的足球 的轨迹弯曲的成因时 可以把足球看成质点c 研究运动员跨栏时的动作时 运动员可以看成质点d 质点是为了突出问题的主要方面 忽略次要因素而建立的理想化模型 d 思路探究 1 如何理解质点的概念 答案 质点是一种理想化模型 在研究具体问题时 不考虑其大小和形状 而看成一个有质量的点 2 物体看做质点的条件是什么 答案 物体的大小 形状对研究问题的影响可忽略不计 解析 小的物体有时也不能看成质点 如研究转动的原子等 故a错误 分析足球的旋转时 足球的大小不能忽略 不能看成质点 故b错误 研究跨栏动作时 运动员的大小不能忽略 不能看成质点 故c错误 质点是为了突出问题的主要方面 忽略次要因素而建立的理想化模型 故d正确 物理模型实体模型 质点 1 一个物体能否看成质点 与物体本身的大小和形状无关 关键是看物体的大小和形状在所研究的问题中有无影响 2 质点是一个理想化的物理模型质点是实际物体的一种近似反映 是为了研究问题的方便而进行的科学抽象 它突出了物体的主要特征 是重要的科学研究方法 教师备用 例1 1 关于质点 下列说法中正确的是 a 研究微小的灰尘时 灰尘一定可以看成质点b 计算火车通过南京长江大桥的时间 火车可以看成质点c 研究地球绕太阳公转时 地球可以看成质点d 研究体操运动员在空中的动作时 运动员可以看成质点 c 解析 如果是研究灰尘的转动等问题时 不能将灰尘看成质点 故选项a错误 研究火车通过桥的时间问题时 火车的长度是不能忽略的 故不能看成质点 选项b错误 研究地球的公转时 地球的大小相对于转动半径是可以忽略的 故可以看成质点 选项c正确 研究体操运动员的动作时 运动员的大小和形状不能忽略 故选项d错误 针对训练1 1 2017 宁夏银川市高一检测 下列关于质点的叙述中正确的是 a 质点是真实存在的b 原子很小 所以原子就是质点c 质点是一种忽略次要因素的理想化模型d 地球的质量和体积都很大 所以不能看成质点 c 解析 质点是忽略了物体的形状和大小 把物体看成一个具有质量的点 这是为了研究问题方便而建立的理想化模型 实际不存在 所以a错误 原子很小 但在研究原子内部的结构等的时候是不能看成质点的 故b错误 质点是用来代替物体的有质量的点 当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时 可以把物体当作质点 所以c正确 地球的质量和体积都很大 但研究地球绕太阳公转时 可以把地球看成质点 故d错误 要点二 对位移和路程的理解 1 矢量和标量的理解 1 矢量的表示 矢量的图示 用带箭头的线段表示 线段的长短表示矢量的大小 箭头的指向表示矢量的方向 同一直线上的矢量 可先建立直线坐标系 在数值前面加上正负号表示矢量的方向 正号表示与坐标系规定的正方向相同 负号则表示与规定的正方向相反 2 大小的比较标量大小的比较只看其自身数值大小 而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小 绝对值大的矢量就大 如两位移s1 2m s2 3m 则两位移的大小关系为s1 s2 2 位移和路程的比较 典例2 如图所示 物体沿两个半径为r的圆弧由a到c 则它的位移和路程分别为 c 思路探究 由a c的位移和路程计算方法一样吗 为什么 答案 不一样 位移有方向 大小为直线长度 路程是标量 大小为实际径迹的长度 误区警示位移大小不一定等于路程 1 确定位移时应先确定起点位置和终点位置 再利用几何关系确定其大小 位移大小不一定等于路程 2 最终位移的大小不一定是运动过程中的最大值 各段位移的大小之和不一定等于全过程位移的大小 教师备用 例2 1 一个小孩从a点出发 沿半径分别为3m和5m的半圆到达b点 如图所示 他通过的位移和路程分别为 a 16m 方向从a指向b 16m 方向从a指向bb 16m 16mc 8 m 方向从a指向b 8 m 方向从a指向bd 16m 方向从a指向b 8 m 解析 位移是矢量 应有方向 即由a指向b的有向线段 位移大小应是两个直径长度 即16m 路程是运动轨迹的长度 是标量 应是两个半圆的长度 即8 m 但无方向 选项d正确 d 针对训练2 1 2017 河北省定州市高一检测 如图所示 某同学沿平直路面由a点出发前进了100m到达斜坡底端的b点 又沿倾角为60 的斜面前进了100m到达c点时 求此同学经过的位移和路程 解析 如图所示 过c点作ab的垂线 交ab的延长线于d点 答案 173 2m 方向由a指向c200m 要点三 位移 时间图象 s t图象 1 位移 时间图象的理解和应用 2 说明 1 位移 时间图象不是物体的运动轨迹 2 位移 时间图象只能描述直线运动 不能描述曲线运动 典例3 2017 陕西宝鸡高一期末 甲 乙两物体同时开始运动 它们的s t图象如图所示 下面说法正确的是 a 甲 乙两物体从同一地点出发b 乙物体做曲线运动c 当甲 乙两物体速度相同时 二者之间的距离最大d 在甲 乙运动过程中先是乙追上了甲后又被甲反超 c 思路探究 1 怎样根据位移 时间图象判定物体的运动方向 答案 位移 时间图象反映了运动物体的位移随时间变化的规律 可以根据图线相对时间轴的倾斜方向判定物体的运动方向 向上倾斜沿规定的正方向运动 向下倾斜则沿负方向运动 2 图线上每一个点的物理意义是什么 怎样根据图线求位移 答案 图线上每一个坐标点表示某时刻物体处在某位置 从图线上读出初 末两个时刻对应的位置坐标 末位置坐标减去初位置坐标就是这段时间内的位移 解析 t 0时刻乙物体从正方向上距原点s0处开始运动 甲物体从原点出发开始运动 所以甲 乙两物体不是从同一地点出发 故a错误 由图看出 乙图线的斜率都大于零 说明乙始终沿正方向运动 乙物体做直线运动 故b错误 由图线的斜率表示速度大小看出 在第一次相遇前 乙在甲的前面 甲的速度大于乙的速度 两者距离减小 第一次相遇后 乙的速度先小于甲的速度 甲在乙的前面 两者距离增大 后乙的速度大于甲的速度 两者距离减小 直到第二次相遇 所以当甲 乙两物体速度相同时 二者之间的距离最大 故c正确 两物体的位移图线有两个交点 表示它们两次到达同一位置 相遇两次 即在甲 乙运动过程中先是甲追上乙 并超过乙 乙又追上甲 并反超甲 故d错误 教师备用 例3 1 2017 福建厦门市第一中学期末 甲 乙两个物体同时 同地出发做直线运动 它们的位移 时间图象如图所示 在20s内甲 乙两个物体通过的路程l甲和l乙的大小关系是l甲l乙 平均速度v甲和v乙的大小关系为v甲v乙 解析 从图线看出 甲先向正方向做减速直线运动 后向负方向做加速直线运动 乙一直向正方向做匀速直线运动 在20s内 甲 乙两个物体通过的位移都是 s s2 s1 10m 0 10m 位移相同 所以甲的路程大于乙的路程 即l甲 l乙 根据平均速度公式v 可知两物体的平均速度相同 即v甲 v乙 答案 针对训练3 1 2017 福建师大附中高一期末 多选 甲和乙两个物体同时同地做同向直线运动 它们的位移s随时间t变化的关系图象如图所示 则在0 t1时间内 a 甲的速度始终比乙的速度大b 甲的平均速度等于乙的平均速度c 甲始终在乙的前面 直到t1时刻相遇d 0 t0时间内 甲在乙的前面 t0 t1时间内 乙在甲的前面 解析 在s t图象中 斜率代表速度大小 故在0 t0时间内 甲的速度大于乙的速度 在t0 t1时间内 甲的速度小于乙的速度 故a错误 平均速度为位移与时间的比值 在0 t1时间内 甲 乙位移相同 时间相同 故平均速度相同 故b正确 由图象可知 甲的位移始终大于乙的位移 故甲在乙的前面 故c正确 d错误 bc 测评学习效果 演练当堂技法 1 2017 青海省平安县高一测试 关于质点 下列说法正确的是 a 质量很小的物体都可以看成质点b 体积很小的物体都可以看成质点c 质量和体积都很小的物体才能看成质点d 质量和体积都很大的物体有时也可以看成质点 d 解析 能否看成质点 不是根据物体的体积 质量大小来判断的 而是根据所研究的问题来判断的 如地球体积和质量都很大 但研究地球的公转时 可以将地球看成质点 原子核体积和质量都很小 但是研究内部结构时 不能看成质点 故d正确 2 关于位移和路程 下列说法正确的是 a 几个物体通过的路程不等 但它们的位移可能相同b 几个物体有相同的位移时 它们的路程也一定相同c 物体沿某一直线向某一方向运动 通过的路程就是位移d 物体通过的路程不等于零 其位移也一定不等于零 a 解析 几个物体通过的路程不等 但位移可能相等 故选项a正确 几个物体有相同的位移时 它们的路程不一定相同 故选项b错误 当单向直线运动时 则位移大小等于路程 而不能说通过的路程就是位移 故选项c错误 物体通过的路程不为零 初 末位置可能重合 位移可能为零 故选项d错误 3 2017 南宁高一段考 下列关于位移和路程的说法中正确的是 a 位移的大小和路程总是相等的 只不过位移是矢量 而路程是标量b 位移是描述直线运动的 路程可以描述曲线运动c 只要物体发生了一段位移 则它一定通过了一段路程d 运动会上参加400m比赛的同一组的8位同学 他们通过的路程和位移都是相同的 c 解析 当物体做单向直线运动时 位移的大小等于路程 故选项a错误 路程和位移都可以描述直线运动和曲线运动 故选项b错误 只要物体发生了一段位移 知道物体一定运动 则路程一定不为零 故选项c正确 运动会上参加400m比赛的同一组的8位同学 因为起始点不同 则位移不同 但是路程相同 故选项d错误 4 2017 湖