质点和位移【 知识精讲+备课精思+拓展提升 】 高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

第二节

质点和位移第一章

运动的描述1掌握质点这一概念并根据实际问题来判断物体能否看成质点。2能根据所要研究的实际问题，运用物理思维进行科学抽象，建立理想化质点模型。3了解位移和路程的区别和联系；掌握矢量和标量的概念，

了解矢量求和和标量求和的不同。教学目标雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动；在篮球抛出后上升的同时又在不停转动，并且篮球上每个点运动情况也各不相同……要能准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。新课引入思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？研究雄鹰是如何飞行的。它的翅膀的运动方式很重要；要研究雄鹰在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨迹等问题时，它本身的大小和形状对研究有影响吗？在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。思考：“质点”是一个“没有大小，没有形状，但有质量的点”，现实生活中有这样的物体存在吗？在物理学中，为突出问题的主要因素，忽略次要因素，而建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。2.质点是一种理想化模型，实际不存在。一、质点1.质点：在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，用来替代物体的具有质量的点。研究飞机在空中的位置、离开地面的高度。研究地球公转研究地球自转观察思考：观察图片中物体的运动说说在什么情况下可以看做质点？体操运动员比赛研究火车从上海到南京通过的路程思考：把物体看成质点的条件是什么？3.把物体看成质点的条件：(1)物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计；(2)物体上各点的运动情况相同，可以用其上某一点的运动代替整个物体的运动，如平动物体。特别提醒：物体能否被视为质点，不是取决于物体的大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略。同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点，有的则不能视为质点。例1.

以下说法正确的是()A.分析体操运动员在单杠上的翻杠动作时，可将运动员视为质点B.站在铁路旁的人，若测定一列火车通过他所用的时间，则火车不可视为质点

C.描述乘客在火车车厢内的运动情况，则以地面为参考系最好D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时，可将铅球视为质点BD解析：运动员在翻杠时，身体各部分的运动情况是不同的，A选项错误；火车通过路旁的人所用时间，跟火车的大小(列车长度)有关，B选项正确；以火车为参考系，乘客在车厢内的运动情况最简单，C选项错误；铅球的飞行时间跟铅球的大小、形状无关，可视为质点，D选项正确。典例精析医院一中有了质点的概念，我们就可以方便的研究物体的运动轨迹了，那么当物体运动后，我们该如何描述物体的位置变化？一位同学从学校去医院，可以选择不同的路线，几种路线的不同之处？几种路线的相同之处？答案：运动的轨迹不同，路程长短不同；初末位置一样，即位置变化一样。yOxAB2.位移(s)：表示物体(质点)的位置变化的物理量。1.路程(L)：物体运动轨迹的长度。定义：从质点的初位置指向末位置的有向线段。大小：初末位置间有向线段的长度方向：由初位置指向末位置思考1：路程和位移有何不同呢？二、位移3.路程和位移的区别与联系：①位移是表示质点位置的变动的物理量。路程是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量。②位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关。路程与运动路径有关。③路程≥位移的大小④只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。思考2：路程和位移相等吗？思考3：路程和位移的大小什么时候相等？思考讨论在一维坐标系中用坐标表示物体的位置，那么，你知道位移应该如何表示吗？位移：用坐标变化来表示如图：汽车在t1时刻处于位置x1，在t2时刻处于位置x2

,得到汽车位移若两坐标之差为正，则位移的方向指向x轴的正方向；若两坐标之差为负，则位移的方向指向x轴的负方向。思考讨论：某物体从A点运动到B点，坐标xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？s＝xB−

xA=2m−

5m=

−3m，位移的方向指向x轴的负方向。xxxAxBO12345

4.矢量和标量物理学中，有一类物理量只有大小就能描述（如物体质量）。还有一类像位移这样的物理量不仅要有大小还要指明方向。为了区别这两种物理量，人们把像质量这样用大小就能描述的物理量叫做标量；把像位移这样既有大小又有方向的物理量叫做矢量。根据做匀速直线运动的汽车的位移随时间变化的数据，可以用位移－时间（s-t）直观地表示物体直线运动。我们看到每一时刻的位移都是不同的，在直线运动中我们可以建立直角坐标系，用纵轴表示位移s，横轴表示时间t，把这些点在平面直角坐标系中标出，并用光滑的曲线把他们连接起来，也就是位移时间图像（s-t图像），来直观地描述物体的运动，它是通过原点的一条直线。5.从s－t图像看物体的运动（1）坐标：

(3)交点：相遇纵轴截距：t=0时x=?横轴截距：x=0时t=?计时初始位置原点处对应的时间（出发时间）两个图像的交点有什么含义？(2)截距图像是一条倾斜的直线表示什么运动？图像是一条水平的直线表示什么运动？图像是一条曲线表示什么运动？匀速直线运动静止变速直线运动特别提醒①s－t图像只能用来描述直线运动。②s－t图像描述的是位移x随时间t变化的情况，不是物体运动的轨迹，因此s－t图像为曲线时，并不表示物体做曲线运动，而是变速直线运动。思考：例2.物体从A运动到B，初位置的坐标是xA

=

3m

，xB

=﹣2m，它的位移s=？ΔxxOABs=

xB－xA=﹣2m－3m=

﹣5m典例精析一、质点：用来代替物体的具有质量的点二、位移：初位置指向末位置的有向线段，是矢量①判断运动性质（静止、匀速、变速）②判断运动的方向，并能通过斜率求速度③确定物体任意时刻的位移和时间三、s-t图像的功能1．在下列物体中，可视为质点的是（）A．被运动员切削后旋转的乒乓球B．做花样滑冰动作的运动员C．马拉松比赛中的体育运动员D．转体翻滚下落的跳水运动员跟踪练习答案C2．关于位移和路程，下列说法正确的是(

)A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的B．质点沿不同的路径由A到B，路程可能不同，而位移一定相同C．质点通过一段路程，其位移可能为零D．质点运动位移的大小可能大于路程答案BC3．关于位移和路程，下列说法中正确的是(

)A．跳远比赛是按位移的大小来计成绩的B．出租车是按位移的大小来计费的C．在田径场1500m长跑比赛中，跑完全程的运动员的位移大小为1500mD．高速公路路牌上显示“上海100km”，表示该处到上海的路程大小为100km答案AD

答案B

4．如图所示，是一位晨练者每天早晨进行锻炼时的行走路