《质点和位移》优教课件

第2节质点和位移请欣赏影片根据两段视频，同学们相互讨论下，如何用上节课学过的知识，作图来描述篮球的运动我们发现不管是以任何参考系，由于篮球有一定的形状和大小，运动路径十分复杂，篮球抛出后同一时刻篮球上每一个点的运动情况不同，并且位置变化也不近相同，所以很难描述篮球的运动。那如果我们只研究投篮时篮球的运动的运动轨迹，形状大小对轨迹有影响吗？每个点的运动情况对轨迹有影响吗？可以怎么研究来简化问题？篮球的形状大小对运动轨迹没有影响，并且各点的运动状态也不会影响到轨迹，只考虑篮球的整体运动情况，为了使问题简化画图简便，我们可以将篮球抽象为一个只有质量没有大小的点，用这个点的运动来代替整体的运动，使问题得到了简化对同一个物体，根据问题的不同，在研究某些问题时，可以忽略形状、大小等因素，用一个具有质量的点代替整个物体。物理学上把这种用来代替物体的具有质量的点叫做质点（masspoint），显然质点不是真实的物体，它是一种理想化的物理模型所以只有小物体可以看成质点，太大的物体不能看成质点吗？试一试：用质点探究地球绕太阳的公转和自转

地球：我身上有高山海洋绿植，各点的运动情况不相同，而且我的腰围很宽的达到了1.3×km呢，研究我的自转可不能将我看成只有质量的点太阳：哼，你腰粗有什么用，咱俩可天各一方呢，距离1.5×可是你的直径的倍呢，你那些花花草草和形状这么远根本看不见，研究你的公转可是可以忽略大小和形状的看成一个质点讨论与交流由此我们知道质点虽好用，但不能乱用，物体能被看作质点的两种情况1.像书本这类的平动，任意一点位置变化一样，运动情况相同，任一点都可以代替整个物体运动，所以形状大小可以忽略。或者是研究汽车行驶速度，虽然车轮有转动，但是我们关心的是车辆整体运动快慢，故可以忽略车轮运动把汽车看成质点2.并不是只有小物体可以看成质点，像地球绕太阳公转，虽然地球形状和大小都很大，但是由于距离太远，可以忽略不计，也可以看作是质点练练兵2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行．下列比赛中可把研究对象看成质点的是（）A.研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术B.研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作C.研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作D.研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹研究广深澳高铁的路线，可以将高铁看成是质点吗？可以，站点之间的距离远大于火车，火车的大小可以忽略看成质点研究火车过桥的运动，可以将火车看成质点吗？不可以，此时火车长度会影响过桥时间，不能看成质点有了质点我们就可以方便的研究像火车这类体型大的物体的运动轨迹了，那么当物体运动后，我们该如何描述物体的位置变化？想一想：如图C路线是乘坐火车从上海到北京，D路线是乘船从上海到北京，试着用初中的知识描述下船和火车的位置变化1084km1463km1262km由图像可知，从上海到北京，火车的路程是1463km，轮船的路程是1262km，轮船的路程最短，但是他们的目的地都一样，出发点与目的地直线距离1084km想一想：如图是小明外出旅游从灵鹫禅寺到长轮岗和龙王堂的路线图，试着用初中的知识描述下小明去这两个景点的位置变化。5.6km5.6km由图像可知，小明从灵鹫禅寺到长轮岗的路程为5.6km，从灵鹫禅寺到龙王堂的路程为5.6kn，虽然路程一样，但是最终位置变化都不相同我们从上面两个例子可以发现，路程与运动路径有关，是运动轨迹的长度，用路程来确定物体的位置变化不仅麻烦而且不够精确，像上海到北京无论采用什么方法终点和起点的位置始终都是距离E,所以我们可以用带箭头，并且从初位置指向末位置大小等于E的有向线段来表示上海到北京的位置变化，用这种方法我们会发现小明去的两个景点的位置不仅距离大小变了，方向也不一样了。在物理学中，采用位移（displacement）来描述运动物体空间位置的变化。位移是由初位置指向末位置的有向线段，它是一个既有大小又有方向的物理量，通常用符号s表示位移不会等于路程吗？试一试：借助一维坐标分别描述小车运动的位移和路程路程=—位移s=—在直线运动中路程和位移的大小是相等的对A车路程=—=3位移s=—=3对B车路程=—=3位移s=—=-3我们虽然知道直线运动位移大小等于路程大小，但是路程没有负数只能表示大小，位移可以有负数，符号代表以O为原点左方向在物理学中，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练一练根据北欧五国的路线图分别画出他们的位移学网试想想任意时刻的位移都相同吗？如何描述最直观根据上图画出汽车运动的位移随时间变化的数据，并根据数据建立平面直角坐标系

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。猜一猜图中红线的物体做的什么运动？与汽车运动的交点含义是什么？从s-t图像中可以得到的信息：（1）可以判断任意时刻物体的位置，并能根据图像与s轴的交点得出物体的初始位置（2）可以得到物体的运动状态：例如汽车是匀速，红线运动是静止的（3）交点表示某时刻两物体相遇（4）可以根据斜率求速度（下节课内容）（5）可以得到两物体的运动方向试一试如图所示为甲、乙、丙三个运动物体的s-t图像，其中做匀速直线运动的物体是（）起点在原点的是（）。向正方向运动的物体是（）。向负方向运动的物体是（）。前2s甲、乙、丙三物体的位移大小分别是（

）（

）（）

，按照运动快慢排序是（）甲、乙、丙甲、乙甲、乙丙