高中物理 1.2 质点和位移（探究导学课型）课件 鲁科版必修1.ppt

第2节质点和位移 1 理解质点的概念 能判断一个物体在特定的情况下能否看成质点 2 理解位移的概念 知道位移与路程的区别与联系 3 知道什么是矢量和标量 会列举出常见的矢量和标量 4 能够读懂s t图象和根据已知的位移 时间关系画出s t图象 重点 1 质点概念与物理模型的理解 2 位移概念的理解 难点 1 能根据物理情景判断物体能否看做质点 2 通过s t图象分析物体的运动情况 一 质点1 定义 用来代替物体的具有 的点 2 质点不是真实的物体 它是一种理想化的 3 物体能否视为质点的条件 物体的形状 大小等因素对所研究的问题来说是否可以 质量 物理模型 忽略不计 二 位移1 物理意义 描述运动物体 2 定义 由 位置指向末位置的 3 既有大小又有 通常用符号 表示 4 标量 用大小就能描述 没有 的物理量 矢量 既有 又有 的物理量 空间位置的变化 初始 有向线段 方向 s 方向 大小 方向 三 位移 时间图象1 定义 用纵轴表示 横轴表示 把这些点在平面直角坐标系中标出 并用 的曲线把它们连接起来的图象 2 匀速直线运动的位移 时间图象是通过 的一条直线 位移s 时间t 光滑 原点 判一判 1 只有很小的物体才能看成质点 2 运动物体位移为零 路程一定也为零 3 物体做直线运动时 位移的大小一定等于路程 4 位移是矢量 路程是标量 提示 1 物体的大小不是判断物体可否视为质点的依据 例如地球很大 在研究地球绕太阳的公转时 却可以把地球当成质点看待 原子很小 但研究原子的结构时就不能把原子看成质点了 故 1 错 2 不一定 例如运动员绕操场跑了一圈 位移为零 但路程不等于零 故 2 错 3 如果物体做单方向的直线运动 位移的大小等于路程 如果物体往返做直线运动 物体运动位移的大小小于路程 故 3 错 4 位移既有大小 又有方向 是矢量 路程只有大小 没有方向 是标量 故 4 对 物体和质点1 探究把物体看做质点的必要性如图 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔 足球在绿茵场上飞滚 要想准确地描述物体各部分的运动十分困难 那么描述物体运动的困难在哪里 如何克服 提示 准确描述的困难在于物体具有自己的大小和形状 且物体各部分的运动情况并不一样 如果忽略物体的大小和形状 把它们看做有质量的 点 就能使问题简化 2 探究将物体看成质点的条件 1 结合表中文字分析子弹和地球能否被看做质点 飞行100米所用时间 穿过一张薄纸所用时间 自转一周所用时间 绕太阳运转一周所用时间 能 不能 不能 能 2 物体是否能被看做质点与物体的形状 大小有关吗 在什么条件下可以把物体当做质点来处理 提示 物体是否能被看做质点与物体的形状 大小无关 物体可被看做质点的条件通常有以下两种情况 物体本身的形状 大小对所研究的问题来讲可忽略不计时 能将物体看做质点 各部分运动情况都相同的物体可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动时 能将物体看做质点 误区警示 有些同学认为同一个物体在不同问题中要么都能被看做质点 要么都不能被看做质点 也有些同学认为能否将物体看做质点与物体的形状和大小有关 教师应强调一个物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的 与物体的形状 大小无关 知识点拨 1 质点与物体的比较 1 质点没有体积和形状 是为了研究问题的方便对物体的简化 客观上并不存在 2 物体是实际存在的 有体积和形状 占据空间 3 质点和物体的相同点是都具有质量 2 质点与几何点的比较 1 质点与几何点都没有体积和形状 都不占据空间 2 质点有质量 几何点没有质量 3 理想模型 1 理想模型是为了研究问题方便 对物体的一种抽象 在现实生活中并不存在 2 质点是一种 理想模型 它的引入可以使问题处理大为简化 探究归纳 质点1 定义 用来代替物体的有质量的点 2 将物体看成质点的条件 物体的大小 形状对所研究问题的影响可忽略不计 3 意义 是一种理想化模型 可将复杂的问题简单化 典例1 2012 黄冈高一检测 2011年11月1日 我国自行研制的 神舟八号 飞船 在酒泉卫星发射中心成功发射 在随后的飞行过程中 飞船与 天宫一号 进行对接 下列说法正确的是 a 在地面上监测飞船绕地球运行时可以将其看成质点b 在地面上监测飞船绕地球运行时不可以将其看成质点c 考察飞船与 天宫一号 进行对接时 可以将飞船看成质点d 考察飞船与 天宫一号 进行对接时 不可以将飞船看成质点 解析 选a d 在地面上监测飞船绕地球运行时 飞船的大小和形状可以忽略不计 可以将其看成质点 a对b错 考察飞船与 天宫一号 进行对接时 飞船的大小和形状不能忽略 不可以将飞船看成质点 c错d对 规律方法 质点物体模型用质点 忽略形状和大小 地球公转当质点 地球自转要大小 规律方法 判断物体能否看做质点的方法判断物体能否被看做质点 关键是看物体的大小和形状在所研究的问题中是否为次要因素 若能忽略不计 就能把物体看做质点 变式训练 在研究物体的运动时 下列物体可以当做质点处理的是 a 研究一端固定并绕该端转动的木杆的运动时b 在大海中航行的船 要确定它在大海中的位置时c 研究在表演走钢丝的杂技演员时d 研究地球的自转时 解析 选b 在研究木杆的转动 杂技演员的表演和地球的自转时 需要研究物体每一部分的运动情况 所以不能将上述物体作为质点来处理 故选项a c d错 而在确定船在大海中的位置时就不需要考虑船的形状及船体每一部分的运动情况 可以将其视为质点 选项b正确 位移1 有一个成语叫 殊途同归 某同学从甲地到乙地 可沿三条不同的路径 如图所示 他走的位移相同吗 路程相同吗 甲 乙 提示 初始位置都是甲地 末位置都是乙地 所以他走的位移相同 路程不相同 路径 最短 2 探究位移与路程的大小关系结合表中物体不同性质的运动 判断位移的大小与路程关系 填 或 号 提示 知识点拨 1 位移和路程的区别与联系 1 位移既有大小 又有方向 它的大小等于初 末位置间的距离 它的方向是从初位置指向末位置 而路程只有大小 没有方向 它的大小是物体实际运动轨迹的长度 2 位移的大小与路径无关 路程与路径有关 3 只有物体做单向直线运动时 其位移大小才和路程相等 除此之外 物体的位移大小总是小于路程 2 矢量和标量的正负号 1 标量的正负号有的表示物理量的大小 如气温 10 低于0 有的既不表示方向也不表示大小 如电荷的正负 2 矢量的正负号不表示物理量的大小 而是用来表示方向 正号表示矢量的方向与我们规定的正方向相同 负号表示矢量的方向与我们规定的正方向相反 探究归纳 路程和位移1 路程 1 概念 物体运动轨迹的长度 2 矢标性 标量 只有大小没有方向 2 位移 1 物理意义 表示物体的位置变化 2 表示方法 用一条从初位置指向末位置的有向线段表示 3 矢标性 矢量 既有大小也有方向 典例2 2012 承德高一检测 如图所示 物体沿两个半径为r的半圆弧由a运动到c 则它的位移和路程分别是 a 4r 2 rb 4r向东 2 r向东c 4 r向东 4rd 4r向东 2 r 思路点拨 解答本题应把握以下两点 1 位移只与运动物体初末位置有关 有方向 2 路程与路径有关 没有方向 解析 解题流程如下 1 物体的位移 2 物体的路程答案 d 规律方法 求位移和路程的方法 1 求位移时应明确初位置与末位置 位移与路径无关 路程与路径有关 2 位移有大小也有方向 而路程只有大小 没有方向 变式训练 2012 丰台高一检测 某人将一个小球从2m高处竖直向下抛出 小球与地面碰撞后又竖直向上弹起 在5m高处被另一人接住 这一过程中小球通过的路程和发生的位移大小分别是 a 7m 3mb 2m 5mc 7m 2md 7m 7m 解析 选a 如图所示 小球从a点下落 落到地面上的b点 弹起后在c点被人接住 小球通过的路程等于 位移的大小等于ac之间的距离 故a正确 位移 时间图象的建立及理解某物体从原点出发向正方向做匀速直线运动 速度为5m s 6s后静止不动 1 试根据位移与时间的关系完成下列表格 提示 2 用纵轴表示位移s 横轴表示时间t 试画出物体运动的位移 时间图象 提示 如图所示 3 根据位移 时间图象 试回答下列问题 在s t图象中 倾斜的直线表示物体做什么运动 平行于t轴的直线表示物体做什么运动 直线的斜率的物理意义是什么 提示 匀速直线运动 静止 斜率表示物体位置变化的快慢程度 即物体运动的快慢程度 知识点拨 对s t图象的进一步理解 1 在s t图象中 凡是直线均表示物体的速度不变 2 在s t图象中 直线的倾斜程度反映了物体做匀速直线运动的快慢 倾斜程度越大 如图中oa 位移随时间变化得越快 运动越快 直线的倾斜程度越小 如图中ob 位移随时间变化得越慢 运动越慢 3 在s t图象中 在同一直线上运动的两物体的图线在某时刻相交 表示两物体在该时刻相遇 如图中甲 乙两物体位移 时间图线在t1时刻相交 说明在t1时刻甲 乙两物体相遇 探究归纳 1 s t图象描述的是物体运动的位移随时间的变化规律 倾斜直线的斜率代表物体运动的快慢程度 2 s t图象不是物体的运动轨迹 典例3 设想百米赛跑中 甲 乙 丙 丁四个运动员从一开始就做匀速直线运动 甲按时起跑 乙0 5s后才起跑 丙抢跑的距离为1m 丁则从终点100m处往回跑 试说明图中a b c d四条图线分别表示的是哪个运动员的运动图象 思路点拨 解答本题时应注意每个运动员的初始条件与s t图象的对应点 解析 题图中按时起跑的是b图线 表示的是运动员甲 晚跑0 5s的图线是d 表示的是运动员乙 抢跑1m的图线是c 表示的是运动员丙 由终点100m处往回跑的图线是a 表示的是运动员丁 变式训练 如图所示为甲 乙两物体相对于同一参考系的s t图象 下面说法正确的是 a 甲 乙两物体的出发点相距s0b 甲 乙两物体都做匀速直线运动c 甲物体比乙物体早出发的时间为t1d 甲 乙两物体向同方向运动 解析 选a b c 甲物体在t 0时出发 其运动方向与规定的正方向相反 做匀速运动 出发点距原点s0 乙物体从原点出发 其运动方向沿规定的正方向 在t t1时出发 做匀速运动 故选项a b c正确 两物体运动方向相反 d错 温馨提示 位移是学习高中物理课程时接触到的第一个矢量 掌握它对于今后各矢量的学习至关重要 位移在一维坐标系中可表示为末位置的坐标减初位置的坐标 结果