高一物质点与位移

1、第第2章章 运动的描述运动的描述第第2节节 质点和位移质点和位移导入导入物理学怎样描述物体的运动？物理学怎样描述物体的运动？ “科学必须创造自己的语言和自己的概念，供科学必须创造自己的语言和自己的概念，供它本身使用。科学的概念最初总是日常生活中所用它本身使用。科学的概念最初总是日常生活中所用的普通概念，但它们经过发展就完全不同。它们已的普通概念，但它们经过发展就完全不同。它们已经变换过了，并失去了普通语言中所带有的模糊性经变换过了，并失去了普通语言中所带有的模糊性质，从而获得了严格的定义，这样它们就能应用于质，从而获得了严格的定义，这样它们就能应用于科学的思维。科学的思维。” 爱因斯坦爱因斯坦

2、质点和位移质点和位移 质点质点篮球路径篮球路径 神舟神舟5号（载人舱长号（载人舱长7.4m，直径，直径2.8m，用长，用长58m，重，重达达480t的长征的长征2号火箭发射）号火箭发射） 常州常州-北京北京t110次火车（里程次火车（里程1298km，旅时，旅时11h26min） 怎样描述篮球、神舟、火车等的机械运动？困难和麻怎样描述篮球、神舟、火车等的机械运动？困难和麻烦出在哪里？烦出在哪里？ 质点和位移质点和位移 质点质点“根据观察所得出的直觉的结论不常常是可靠的，根据观察所得出的直觉的结论不常常是可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。因为它们有时会引到错误的线索上去。”“让我们更加严

3、格地来检查让我们更加严格地来检查的基本论据，先从的基本论据，先从简单的日常的经验查起，简单的日常的经验查起，”。 质点和位移质点和位移 质点质点火车从常州到北京的里程、时间、速度？火车从常州到北京的里程、时间、速度？ 火车过桥里程、时间？火车过桥里程、时间？ 地球绕太阳公转一周的行程和时间（地球直径约地球绕太阳公转一周的行程和时间（地球直径约1.3104km，地球太阳相距约为，地球太阳相距约为1.5108km）？）？地球上的昼夜更替和季节变化（图片地球公转和四地球上的昼夜更替和季节变化（图片地球公转和四季变化）？季变化）？质点和位移质点和位移 质点质点卫星总是可以当作质点（科学家研究它在空中飞

4、行的卫星总是可以当作质点（科学家研究它在空中飞行的位置、离地高度、飞行姿势、飞行轨迹、飞行快慢位置、离地高度、飞行姿势、飞行轨迹、飞行快慢呢）？呢）？跳水运动中的运动员可以当作质点（什么问题时）？跳水运动中的运动员可以当作质点（什么问题时）？规则物体总是可以当作质点（讨论与交流）？规则物体总是可以当作质点（讨论与交流）？小的物体总是可以当作质点（乒乓球直径小的物体总是可以当作质点（乒乓球直径4cm，质量，质量约约2.7g）？）？物理中的物理中的“质点质点”跟几何学中的点有什么相同和不同跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？的地方？ 质点和位移质点和位移 位位移移 请第请第4组最后一排同桌的两个

5、同学沿不同路径组最后一排同桌的两个同学沿不同路径走到讲台上。走到讲台上。 物理对这里的物理对这里的轨迹长度不同轨迹长度不同和和直线距离相同直线距离相同是是否要进行区分？否要进行区分？ 要区分，并分别给与不同概念，要区分，并分别给与不同概念，路程路程表示轨迹表示轨迹长度，长度，位移位移表示位置变化，大小等于直线距离。表示位置变化，大小等于直线距离。 质点和位移质点和位移 位位移移 观察图片，请同学观察图片，请同学们说说测量北京们说说测量北京-重庆重庆的位移大小，乘火车的的位移大小，乘火车的路程和乘火车到武汉，路程和乘火车到武汉，然后乘轮船到重庆的路然后乘轮船到重庆的路程的方法。程的方法。 质点和

6、位移质点和位移 位位移移 从重庆沿原路返回从重庆沿原路返回北京，路程是多少？位北京，路程是多少？位置变化多少？但去时人置变化多少？但去时人在重庆，回时人在北京，在重庆，回时人在北京，这个结果不同，物理中这个结果不同，物理中如何表示？如何表示？质点和位移质点和位移 位位移移 位移既有大小，又位移既有大小，又有方向。位移是有方向。位移是矢量矢量，路程是路程是标量标量。 请同学们用有向线请同学们用有向线段表示出北京到石家庄、段表示出北京到石家庄、石家庄到郑州、郑州到石家庄到郑州、郑州到西安、西安到重庆的位西安、西安到重庆的位移，这些位移相等吗？移，这些位移相等吗？ 质点和位移质点和位移 位位移移 一

7、位同学从操场中心一位同学从操场中心a出发，向北走了出发，向北走了40m，到达，到达c点，然后又向东走了点，然后又向东走了30m，到达到达b点。若以操场为参考点。若以操场为参考系，系，a点为坐标原点，选择点为坐标原点，选择坐标轴的方向，建立坐标系。坐标轴的方向，建立坐标系。问：问：a、b、c的坐标？用有的坐标？用有向线段表示向线段表示a、b、c相对坐相对坐标原点的位置，用有向线段标原点的位置，用有向线段表示表示a到到c、c到到b、a到到b的的位移，如何用线段的长度求位移，如何用线段的长度求出出a到到b的位移和路程？的位移和路程？ acbx/my/m质点和位移质点和位移 位位移移（1）先在课本）先

8、在课本20页图页图2-17中用点标出初始时刻和位中用点标出初始时刻和位置、末了时刻和位置，然后用有向线段表示初位置置、末了时刻和位置，然后用有向线段表示初位置和末位置，再用有向线段表示位移。和末位置，再用有向线段表示位移。（2）写出位置坐标，用坐标列式计算位移。）写出位置坐标，用坐标列式计算位移。（1）先在课本）先在课本20页图页图2-18中用点标出中用点标出a车初始时刻车初始时刻和位置、末了时刻和位置，然后用有向线段表示初和位置、末了时刻和位置，然后用有向线段表示初位置和末位置，再用有向线段表示位移。位置和末位置，再用有向线段表示位移。（2）写出位置坐标，用坐标列式计算位移。）写出位置坐标，

9、用坐标列式计算位移。质点和位移质点和位移 s-t图像图像 如表如表,做匀速直线运动的物体位移随时间变化做匀速直线运动的物体位移随时间变化的数据。的数据。t/ss/m002345610.015.119.825.030.0（1）建立坐标系；）建立坐标系；x/mt/s（2）描点；）描点；（3）连线；）连线；（4）说明特点。）说明特点。质点和位移质点和位移 板板书书第第2节节 质点和位移质点和位移 1. 质点质点1.1质点：把实际物体简化为一个质点：把实际物体简化为一个有质量的点有质量的点。1.2理想模型方法：理想模型方法：忽略忽略物体的大小和形状（无关或次物体的大小和形状（无关或次要因素），要因素）

10、，突出突出质量（主要因素），建立有质量的点质量（主要因素），建立有质量的点（理想模型），并将质点作为研究对象，对实际物体（理想模型），并将质点作为研究对象，对实际物体运动的描述转化为对质点运动的描述。运动的描述转化为对质点运动的描述。1.3一个物体能不能视为质点一个物体能不能视为质点,需要根据需要根据具体问题具体问题判定。判定。时间和位移时间和位移 板板书书2. 位移位移2.1路程反映物体运动路程反映物体运动轨迹轨迹。 位移反映物体运动位移反映物体运动位置的变化位置的变化。2.2路程是物体运动轨迹的路程是物体运动轨迹的长度长度。 位移大小是物体运动初、末位置间的位移大小是物体运动初、末位置间的

11、距离距离。2.3路程路程只有大小只有大小。 位移位移有大小和方向有大小和方向，用有向线段表示大小和方向。，用有向线段表示大小和方向。3.矢量和标量矢量和标量3.1矢量既有大小又有方向矢量既有大小又有方向，如位置、位移等。，如位置、位移等。 标量只有大小没有方向，如路程、温度、质量等。标量只有大小没有方向，如路程、温度、质量等。3.2矢量相加与标量相加遵从矢量相加与标量相加遵从不同的法则不同的法则。时间和位移时间和位移 板板书书4.直线运动的位移直线运动的位移4.1参考系、坐标原点、一维坐标系。参考系、坐标原点、一维坐标系。4.2表示位置的有向线段的起点都是坐标原点，表表示位置的有向线段的起点都

12、是坐标原点，表示位移的有向线段的起点是出发点。示位移的有向线段的起点是出发点。4.3一般一般点点表示位置，表示位置，线段线段表示位移，表示位移，s=x2-x1。4.5 匀速直线运动的匀速直线运动的s-t图像图像时间和位移时间和位移 小小结结思考：思考： 物体在运动过程中，位移大小与路程是否有可物体在运动过程中，位移大小与路程是否有可能相等？能相等？ 绪言 1.引子 (介绍几个有趣的实验) 图0-1和图0-3所示的实验， 图0-2所示的不易做到，用照片形象地展现当超声波的频率与玻璃杯的固有频率相同时，发生共振的有趣现象。 另做几个有启发性的实验。 2.物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科(从

13、广阔的时间尺度和空间尺度两方面介绍物理学的研究范围) 图0-4介绍了物质世界的时间尺度以秒为单位的数量级。 图0-7介绍了目前人类认识的空间范围的以米为单位的数量级。科学计数法虽然在初中就已学过，但这样大范围的标志和表示，特别是只谈数量级而淡化具体数字注意从绪言开始强化数量级的意识。 图0-5和图0-6介绍了人类探索物质世界最大和最小范围的两件工具。特别是图0-6所示的我国北京正负电子对撞机，是我国改革开放后设计建设的，它的研究工作在国际同类设备中处于较先进的地位。 3.物理学是现代自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法在自然科学的各个领域都起着重要作用(介绍物理学在自然科学中的基础地

14、位，并着重说明物理学的研究方法对其他各领域的重要作用) 1. 物理学与天文科学和材料科学等广泛的领域的密切关系，而且说明我国在这两方面的研究也都处于世界领先地位。 图0-8所示的蟹状星云图, 图0-9所示的超导磁悬浮; 2.物理和化学的关系更是密切. 图0-10.只从较为直观的方面对此做一点反映。 3.生物物理是近年来极为活跃并发展迅速的交叉学科，dna双螺旋结构的发现过程本身就是物理科学与生物科学结合的最好例证.图0-12所示的是dna双螺旋结构的模型图。 4.我国科学家李四光创建的地质力学对我国的科学研究和生产有重大作用，这也是物理科学与地质学结合的产物。 物理学的研究成果和研究方法在各领域所起的重要作用.。4.物理学是现代技术的重要基础(介绍物理学是现代技术的基础) 图0-14是较概括的说明计算机的发展和使用对人类生活有着不可估量的深远影响，而它的心脏集成电路的半导体芯片的制造则离不开物理学, 图0-15的注中说:可以说，没有量子力学就没有现代技术，也就没有现代化的生活。 5.物理学对推动社会发展有重要作用 从人类社会发展的几个重要阶段;蒸汽机时代