1.2 质点和位移ppt课件

第2节质点和位移 2 1 理想化的模型2 2 质点的概念2 3 位移的概念和表述2 4 矢量和标量 2 1理想化模型 理想化模型 能突出问题的主要因素 忽略次要因素 将问题简化 自学教材 1 定义物理学上用来代替物体的具有的点 2 物体看做质点的条件物体的 及物体上各部分运动的差异等因素对所研究的物理问题的影响可以忽略 3 物理意义质点不是真实的物体 是一个理想化模型 是无和大小而具有的点 因此质点并不真实存在 质量 大小 形状 质量 形状 2 2质点的概念 如果物体的大小和形状对研究的问题不起主要作用 其影响可以忽略不计 就可把它看成质点 把物体看做质点的条件1 物体之间的距离比物体大很多时2 物体的运动为平动时 重点诠释 1 物体看做质点的条件在研究物体的运动时 当物体的形状和大小在研究问题的过程中可以忽略不计时 该物体就可以看成质点 2 判断一个物体能否看成质点的思路 1 确定问题的性质 即题中关注的要素是什么 分析 求解的物理量是什么 2 假设物体的形状 大小被忽略 思考要求解的物理量 关注的要素是否受影响 3 若不受影响 物体就能被看成质点 若受影响 则物体不能被看成质点 解析 研究火车通过长江大桥的时间不能忽略火车自身的长度 则不能把火车看成质点 选项A错误 要接住 旋转球 必须研究乒乓球的运动状态 不能把乒乓球当成质点 选项B错误 研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时 不能把翟志刚当成质点 选项C错误 用GPS确定船舰在大海中的位置时 武汉 舰的大小 形状对所研究问题没有影响 可以把 武汉 舰当成质点 选项D正确 答案 D 自学教材 1 位移是为了描述物体的变化而引入的一个物理量 它是从位置指向位置的一条有向线段 有向线段的表示位移的大小 它的方向表示位移的 2 位移既有大小 又有 通常用符号 s表示 3 位移 时间 s t 图像 空间位置 初始 方向 末 长度 方向 物理意义 描述物体运动的位移随变化的关系 如图所示 时间 应用 a 可以确定任意时刻物体所在的 b 可以求出物体发生某一位移所对应的时间或在某一段时间内物体的位移 c 在 s t图像中 倾斜直线表示匀速直线运动 其斜率表示物体的 位置 速度大小 2 3位移的概念和表述 路程 是质点运动轨迹的长短 即物体实际运动的路径长短 位移 质点的位置变化 即物体始末位置间的距离 位移是由初始位置指向末位置的又向线段 既有大小 又有方向的物理量 常用表示 投篮时的轨迹 A B C F E D 2 4矢量和标量 标量 有大小 矢量 有大小 有方向 重点诠释 1 位移和路程的区别与联系 2 矢量和标量的理解 1 标量 只有大小而没有方向的物理量 如 长度 质量 时间 路程 温度 功 能量等 其运算遵从算术法则 2 矢量 有大小和方向的物理量 如位移 力 速度等 其运算法则不同于标量 将在后面学习 3 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 在同一直线上的矢量 可先建立坐标系 可以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 负号则相反 3 位移 时间图像 s t图像 的应用 1 利用s t图像判断物体的运动情况 图甲中 位移不随时间变化 表示物体静止 图乙中 位移随时间均匀增加 表示物体做匀速直线运动 图线的斜率表示速度 图丙中 位移随时间先均匀增加 再不变 最后均匀减小 表示物体先做匀速直线运动 接着静止 最后反向做匀速直线运动 2 s t图像表示位移随时间的变化规律 不是物体的运动轨迹 在s t图像中 图线斜率的大小等于速度的大小 图线斜率的正负表示速度的方向 斜率为正 表示物体沿正方向运动 斜率为负 表示物体沿负方向运动 2 如图所示 某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点 则它通过的位移和路程分别是 A 0 0B 2r 向东 rC r 向东 rD 2r 向东 2r解析 位移是从初位置指向末位置的有向线段 是矢量 而路程是指物体运动轨迹的长度 是标量 综上分析得知选项B正确 答案 B 匀速直线运动的位移 时间图像 做匀速直线运动的物体位移随时间的变化数据 例1 在图中 你认为哪些对象可以视为质点 思路点拨 根据研究对象的具体运动情况结合物体能被看成质点的条件分析判断 解析 1 研究地球绕太阳的公转周期时 尽管地球直径约为1 3 104km 而且本身也在自转 但由于地球和太阳之间的距离约为1 5 108km 是地球直径的104倍 因而就地球相对太阳公转来说 地球的大小和自转可以忽略不计 这时我们就可以把地球视为一个质点 2 自行车运动员的成绩决定于他的骑行速度 我们关注的是他到达终点的名次 不关注身体各部位的动作 故可以把自行车运动员看成一个质点 3 地球绕太阳公转时 地球上不同地区季节的变化 昼夜的变化是不同的 这时地球的大小和形状是不能被忽略的 所以地球在此问题中不能看成一个质点 答案 甲 乙可以看成质点丙不可以看成质点 物体能否视为质点不是绝对的 而是相对的 对于同一个物体 在研究某个问题时可以视为质点 而在研究另外的问题时却不能视为质点 因此要在具体问题中进行具体分析 只有当物体的形状 大小以及物体上各部分的差异相对所研究的问题是次要的因素时 才可以把物体视为质点 上题中 若乙中研究自行车运动员在比赛过程中高速过弯道的技巧能否把运动员看做质点 解析 研究自行车运动员过弯道的技巧时 要分析运动员动作的每一个细节 故此时不能看做质点 答案 不能看作质点 例2 如图所示为400m的标准跑道 直道AB CD长度均为100m 弯道部分BC DA是圆弧 长度也为100m 假设A点为200m赛跑的起点 经B点到终点C 求 1 200m赛跑的路程和位移 2 跑至弯道BC中点P时的路程和位移 思路点拨 解答本题应把握以下两点 1 计算位移时应先确定物体的起点与终点 再确定方向 2 计算路程应找出轨迹的长度 答案 1 200m118 6m 方向由A指向C 2 150m135 6m 方向由A指向P 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 位移的大小不一定等于路程 2 最终位移不一定是运动过程中的最大位移 各段位移也不一定与时间成比例 1 在2010年广州亚运会上 我国选手张琳在男子400m自由泳比赛中获得季军 若比赛时泳池长50m 对于张琳完成比赛的过程 下列说法正确的是 A 张琳的位移是400mB 张琳的位移是50mC 张琳的路程是0D 张琳的路程是400m 解析 由于400m自由泳比赛的起点与终点重合 所以张琳完成比赛的位移为0 路程为400m 故选项D正确 答案 D 例3 如图所示为甲 乙两物体在同一直线上运动的s t图像 以甲的出发点为原点 出发时间即为计时的起点 则下列说法中错误的是 A 甲 乙同时出发B 乙比甲先出发C 甲开始运动时 乙在甲的前面s0处D 虽然甲在途中停止了一段时间 乙没有停止 但却在t3时刻相遇 思路点拨 解此题的关键有两点 1 观察甲 乙两图像的特征 比较二者的 起点 交点 理解其意义 2 在s t图像中 倾斜的直线表示物体做匀速直线运动 平行于t轴的直线表示物体处于静止状态 解析 由图像知 甲 乙的计时起点都是零 即两物体是同时出发的 计时开始时 甲的纵坐标是零 而乙的纵坐标是s0 即甲开始运动时 乙已在甲的前方s0处了 从t1到t2这段时间内甲的位移没有变化 即甲在途中停止了一段时间 而乙没有停止 在t3时刻甲 乙两物体离出发点的位移相同 即在t3时刻两物体相遇 由以上分析可知选项A C D正确 B项错误 答案 B 2 如图所示是甲 乙两物体相对于同一参考系的s t图像 下列说法不正确的是 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