质点 时间和位移(教案).doc

东南教育 用心做教育，给孩子以改变未来力量授课学案学生姓名授课教师班主任上课时间 月 日 时 时教务审批授课标题第一课时 质点 参考系和坐标系 时间和位移学习目标1. 理解什么是质点，知道质点是一种理想化的物理模型.2. 知道参考系，知道对物体运动的描述具有相对性.3. 知道坐标系及其种类4.知道时刻和时间间隔的区别及联系，能区分给定的时间表示时刻还是时间间隔.重点难点1. 能说出把物体看做质点的条件.2.理解位移的概念，知道位移与路程的区别和联系.3.知道矢量、标量的区别，知道位移是矢量跟踪上次授课情况上次授课回顾 完全掌握 基本掌握 部分掌握 没有掌握作业完成情况 全部完成 基本完成 部分完成 没有完成本次上课情况 完全掌握 基本掌握 部分掌握 没有掌握教学意见建议【自主学习】1.质点：们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的_和_，把它简化为一个_，称为质点它是一种科学的抽象，一种理想化的物理模型，客观并不存在。2.参考系：定义：为了研究物体的运动而_的物体。同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同。例如：甲.乙两辆汽车由西向东沿同一直线，以相同的速度15ms并列行驶着若两车都以路旁的树木作参考系，则两车都是以15ms速度向东行驶；若甲.乙两车互为参考系，则它们都是_的参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，以研究问题方便.对运动的描述尽可能简单为原则；研究地面上运动的物体，一般选取_为参考系。3时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用表示，时间间隔用_表示，时刻与物体的_相对应，表示某一瞬间；时间间隔与物体的相对应，表示某一过程（即两个时刻的间隔）。注意区分时刻和时间：如：第4s末.第5s初（也为第4s末）等指的是；4s内（0至第4s末）.第4s内（第3s末至4s末）.第2s至第4s内（第2s末至第4s末）等指的是。4路程和位移路程是物体运动轨迹的_，位移是用来表示物体（质点）的的物理量，位移只与物体的_有关，而与质点在运动过程中所经历的_无关，物体的位移可以这样表示：从_到_作一条有向线段，有向线段的长度表示位移的_，有向线段的方向表示位移的_。注意区分位移和路程：5矢量和标量既有_又有_的物理量叫做矢量，只有大小没有方向的物理量叫做_。矢量相加与标量相加遵守不同的法则，两个标量相加遵从_的法则，矢量相加的法则与此不同。一、质点问题设计12013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特以9秒77逆转摘金教练员在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把他看成一个“点”？在研究博尔特百米比赛所用的时间时，能否把他看成一个“点”？答案不能能2在由北京开往广州的列车上，小伟想研究火车的运行时间，能否把火车看成一个“点”？如果要研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？答案能不能要点提炼1质点：在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化成一个有质量的物质点，这样的点称为质点2质点的特点(1)质点是用来代替物体的有质量的点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素它与几何中的“点”有本质区别(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”)3物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计延伸思考很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点吗？请举例说明答案不是研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点二、参考系问题设计在奔驰的大巴中，小伟看着窗外说：“快看，树在飞快地往后跑！”小霞看了说：“不对，是我们和汽车在往前跑，树怎么会动呢！”科学老师笑咪咪地说：“你们说得都对！”你同意科学老师的说法吗？为什么？答案同意对于一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一物体运动的描述也往往不同要点提炼1参考系：在描述一个物体的运动时，用来做参考的其他物体叫参考系2参考系对观察结果的影响(1)选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同(2)运动和静止的相对性：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这个物体是静止的；如果物体相对参考系的位置改变，我们就说这个物体是运动的静止是相对(填“相对”或“绝对”)的，而运动是绝对(填“相对”或“绝对”)的3参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系三、坐标系问题设计描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？(1)描述百米运动员在运动中的位置(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置答案(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系要点提炼1要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，坐标系上包括原点、正方向和单位长度2研究质点的直线运动时，一般建立一维直线坐标系，坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个位置3坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上；坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离一、对质点的理解例1下列关于质点的说法中，正确的是()A质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义B体积很小的物体更容易看作质点C凡轻小的物体，皆可看作质点D当物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点解析建立理想化模型是物理中重要的研究方法，对于复杂问题的研究有重大意义，A错误；一个物体能否看作质点不应看其大小，关键是看其大小对于研究的问题的影响能否忽略，体积很小的物体有时可以看成质点，有时不能看成质点，B错误；一个物体能否看作质点不以轻重而论，C错误；物体能否看成质点取决于其大小和形状对所研究的问题是否属于无关或次要因素，若是就可以看成质点，D正确答案D例2分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是()A研究“嫦娥三号”“奔月”的过程B研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作C研究从斜面上滑下的木块的滑行时间D研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况解析研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看成质点对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析，不能把她看做质点从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点答案AC二、参考系与相对运动例3下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A诗句“飞流直下三千尺”，是以“飞流”作为参考系的B“钱塘江观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以潮水作为参考系的C“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是以万重山作为参考系的D升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以国旗作为参考系的解析选项A中的研究对象是“水”，故是以地面为参考系，该选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，是以观察者为参考系，该选项错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，是以万重山为参考系，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误答案C三、坐标系的建立及应用例4在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴，向西为正方向，以长安街中心为坐标原点O，建立一维直线坐标系一辆彩车最初在原点以东3km处，一段时间后行驶到原点以西2km处这辆彩车的最初位置和最终位置坐标分别是()A3km；2kmB3km；2kmC3km；2kmD3km；2km解析坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负彩车最初在原点以东且距原点3km处，所以最初位置坐标是3km，同理，最终位置坐标是2km，故B正确答案B一、时刻和时间间隔问题设计1请分析生活中的两个问题：(1)电台报时一般这样说：“现在是北京时间八点整”听评书连播节目时，最后播音员往往说：“明天同一时间请继续收听”这里两个“时间”的含义相同吗？(2)中考结束后，爸爸带小明乘火车去深圳旅游，火车2030准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天153到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于426到达安徽阜阳站这一段话中提到的时间哪些是时刻，哪些是时间间隔？答案(1)不同，第一个时间指一个时刻，第二个时间指一段时间间隔(2)2030、153、426是时刻；5小时23分、2分钟为时间间隔要点提炼(1)时刻：指某一瞬间在时间轴上，时刻用点来表示(2)时间间隔：指某两个时刻之间的间隔在时间轴上，时间间隔用线段来表示延伸思考如图1所示，结合所给时间轴，请分析以下几个表述指的是时刻还是时间间隔：第2s末，2s末，2s内，第2s内图1答案由题图可知，“第2s末”和“2s末”都与时间轴上t2s那一点相对应，所以指的是时刻；“2s内”是从计时开始到2s末的时间间隔，时间间隔为2s；“第2s内”是第1s末或者说第2s初到第2s末的时间间隔，时间间隔为1s(如图所示)二、路程和位移问题设计1出发前，爸爸让小明选择出行方式有三种方式可供选择：一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？位移是否相同？答案三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样，位移相同2分析下列两种情况下的位移和路程，并说明，位移的大小总等于路程吗？什么情况下相等？(1)百米比赛中；(2)沿着400m的跑道跑一圈答案(1)百米比赛中，从起点到终点的位移是100m，路程是100m.(2)沿着400m的跑道跑一圈，位移是0，路程是400m.一般情况下，位移的大小不等于路程只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程要点提炼1路程表示物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向，是标量2位移表示物体位置的变化，大小等于从初位置到末位置有向线段的长度方向由初位置指向末位置3同一运动过程的路程不小于位移的大小；在单向直线运动中，位移的大小等于路程三、矢量和标量问题设计一个袋子里原来有40kg大米，现在又放进去30kg大米，那么现在大米总量是70kg.如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40m到达B点，然后又向西走了30m到达C点，则他从A点到C点的位移是多大？从大小的计算方法上看，质量和位移有什么不同？答案如图所示，位移为从A点指向C点的有向线段，大小为50m质量是标量，遵从算术加法的法则，可以直接相加减；位移是矢量，不能直接相加减，位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度要点提炼1矢量和标量(1)矢量：指的是既有大小又有方向的物理量例如，位移(2)标量：只有大小没有方向的物理量例如，时间、温度2矢量的表示方法：用一条带箭头的线段来表示线段的长度表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向3大小的比较：标量大小的比较一般只看自身数值大小；而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小，绝对值大，则该矢量大4运算规律：标量的运算法则为算术法则，即初中所学的加、减、乘、除等运算方法；矢量的运算法则为以后学习到的平行四边形定则四、直线运动的位置和位移问题设计如图2所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市图2(1)以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；(2)求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？答案(1)如图所示(2)轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为x500m300m800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西其路程为s150m950m1100m.要点提炼1位置和时刻相对应，位移和时间间隔相对应2在一维直线坐标系中，坐标轴上的一个点对应一个位置，线段长对应一段位移，用两个坐标的差值表示，即xx2x1，x的数值表示位移大小，x为正表示位移方向与正方向相同，x为负表示位移方向与正方向相反一、时间间隔和时刻的理解例1下列关于时间间隔和时刻的说法正确的是()A时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间B第2s内和前2s内指的是不相等的两段时间间隔C“北京时间12点整”指的是时刻D时光不能倒流，因此时间有方向是矢量解析时刻不是一段时间，故A错；第2秒内的时间间隔是1s，前2秒的时间间隔是2s，故B对；12点整是指时刻，故C对；时间是标量，故D错答案BC二、位移和路程的理解及计算例2关于位移与路程，下列说法中正确的是()A在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的B在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的C在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程D在曲线运动中，物体的位移大小可能大于其路程解析物体从某位置出发，经一段时间又返回到该位置，此过程位移为零，但它运动了，A错物体运动的路程为零，说明它未动，反之物体若静止不动，它运动的路程一定为零，B对只有在单向直线运动中，物体的位移大小才等于路程，C错曲线运动中，物体的位移大小一定小于路程，D错答案B例3某人向东行6km，再向北行10km，又向南行2km，试计算他的路程和位移(以初始位置为原点，画出坐标图加以说明)解析坐标图如图所示路程为s6km10km2km18km位移是O指向C的有向线段，大小为xkm10km设OA与OC的夹角为，则：sin，所以53故方向为东偏北53.答案见解析三、矢量和标量的区别例4下列关于位移(矢量)和温度(标量)的说法中，正确的是()A两个运动物体的位移大小均为30m，则这两个位移一定相同B做直线运动的两物体的位移x甲3m，x乙5m，则x甲x乙C温度计读数有正也有负，其正、负号表示方向D温度计读数的正、负号表示温度的高低，不能表示方向解析当两个矢量大小相等、方向相同时，才能说这两个矢量相同；直线运动的位移的“”、“”号只表示方向；温度是标量，标量的正负表示大小(即温度的高低)答案D三组物理量的对比辨析物理量概念辨析位移与路程位移的大小等于初位置到末位置的直线距离，方向由初位置指向末位置，是矢量路程是物体运动轨迹的实际长度，是标量时刻与时间间隔时刻在时间轴上用一个点来表示；时刻对应的是位置时间间隔在时间轴上用线段来表示；时间间隔对应的是位移矢量与标量矢量：既有大小又有方向的物理量如位移、速度和力标量：只有大小没有方向的物理量如质量、温度、时间题组一质点的理解1关于质点，下列说法中正确的是()A质点是一个理想模型，实际上不存在B因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的C凡是小的物体，皆可以看成质点；凡是大的物体，皆不能看成质点D如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体看成质点答案AD2下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是()A在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时B帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时C跆拳道比赛中研究运动员的动作时D铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时答案BD题组二参考系与相对运动3关于参考系的选取，下列说法中正确的是()A研究物体的运动，必须选定参考系B描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的C研究地面上物体的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系D参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体答案ABC解析描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的，但对于不同的参考系，物体的运动情况往往不同，实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行4我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系而言的，下列说法正确的是()A我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的B我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的C我们说“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的D坐在火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，乘客是以火车或他自己为参考系的答案AD解析“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言，是以地球为参考系的，所以A正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以B错误；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的，是以地球为参考系的，所以C错误；火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考系的，所以D正确5甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动这三架电梯相对地面运动的情况可能是()A甲向上、乙向下、丙不动B甲向上、乙向上、丙不动C甲向上、乙向上、丙向下D甲向上、乙向上、丙也向上答案BCD解析电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动同理，乙相对甲在向上运动，说明乙相对地面也是向上运动，且运动得比甲更快丙电梯无论是静止还是在向下运动，或者以比甲、乙都小的速度向上运动，丙中乘客看见甲、乙两架电梯都会感到甲、乙是在向上运动题组三坐标系的建立及其应用6一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：t/s012345x/m054171(1)请在x轴上标出质点在各时刻的位置(2)质点在哪个时刻离坐标原点最远？此时刻它离坐标原点的距离为多大？答案(1)如图所示(2)t4s时离坐标原点最远距离为7m.题组三对时刻和时间间隔的理解7以下的计时数据中指时间间隔的是()A天津开往德州的列车于13点35分从天津发车B某人用15s跑完100mC我们早上8：00开始上第一节课D列车到站时间晚点5分钟答案BD题组二位移和路程、矢量和标量的理解8关于位移和路程，以下说法正确的是()A出租车按路程收费B出租车按位移的大小收费C在曲线运动中，同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小)D在直线运动中，位移就是路程答案AC解析出租车按路程收费，曲线运动中路程一定大于初、末位置间线段的长度，所以曲线运动中路程一定大于位移的大小，所以A、C正确，B错误只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，而位移是矢量，路程是标量，任何情况下位移都不能是路程，所以D错误9关于矢量和标量，下列说法中正确的是()A矢量是既有大小又有方向的物理量B标量是既有大小又有方向的物理量C位移10m比5m小D10比5的温度低答案AD解析由矢量和标量的定义可知，A对，B错；位移的正、负号只表示方向，不表示大小，其大小由数值的绝对值决定，因此10m表示的位移比5m表示的位移大，温度的正、负号表示温度的高低，10比5的温度低，C错，D对题组三位移和路程的计算10某人站在楼房顶层O点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为20m，然后落回到抛出点O下方25m的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别