2024-2025學年高中物理第1章運動的描述第2節(jié)質(zhì)點和位移學案魯科版必修1

PAGE7-第2節(jié)質(zhì)點和位移[學習目標]1.[物理觀念]理解質(zhì)點的概念，知道物體可被看成質(zhì)點的條件．2.[科學思維]理解位移的概念，知道位移與路程的區(qū)分．3.[科學思維]知道什么是矢量、標量及其區(qū)分，能對已學過的物理量根據(jù)矢量、標量進行分類．4.[科學方法]了解s-t圖象，知道其物理意義．一、質(zhì)點1．定義：物理學上用來代替物體的具有質(zhì)量的點．2．物體視為質(zhì)點的條件：物體的大小、形態(tài)及物體上各部分運動的差異等因素對所探討的物理問題的影響可以忽視．3．物理意義：質(zhì)點是沒有大小和形態(tài)，而具有質(zhì)量的點，因此質(zhì)點是一個志向化模型，并不真實存在．但引入質(zhì)點的概念，可以簡化物理問題，便利探討．二、位移1．位移(1)定義：由初始位置指向末位置的有向線段．(2)物理意義：描述運動物體空間位置的改變．2．標量和矢量(1)標量：只有大小沒有方向．(2)矢量：既有大小、又有方向．3．位移—時間圖象(1)意義：描述物體運動的位移隨時間改變的規(guī)律．(2)建立：常用橫坐標表示時間，用縱坐標表示位移．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)運動的物體不能看成質(zhì)點． (×)(2)小物體在任何狀況下都可看成質(zhì)點． (×)(3)球形物體可看成質(zhì)點，其他形態(tài)的物體不能看成質(zhì)點． (×)(4)物體沿直線向某一方向運動時，發(fā)生的位移在數(shù)值上等于路程． (√)(5)位移和路程是兩個不同的概念，無論什么狀況都不能說位移就是路程． (√)(6)路程為零，位移肯定為零，位移為零，路程也肯定為零． (×)2．下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是()A．質(zhì)點就是一個體積很小的球B．只有很小的物體才能視為質(zhì)點C．質(zhì)點不是實際存在的物體，只是一種志向化模型D．大的物體不行以被視為質(zhì)點C[質(zhì)點不是實際存在的物體，更不是小球，它是實際物體的近似，是一種志向化模型．某些狀況下大的物體也可以被視為質(zhì)點．]3．小英從家門口打車到車站接上同學后馬上隨車回到家，出租車票如圖所示，則此過程中出租車的位移和行駛的路程分別是()A．0,0 B．12.3km,0C．0,12.3km D．12.3km,12.3kmC[位移是矢量，大小為初末兩點的直線距離；路程是標量，為物體經(jīng)過軌跡的長度．由題意可知，出租車返回動身地，故位移為零，由題圖可知，汽車經(jīng)過的路程為12.3km，C正確．]4．位移—時間圖象是物體運動的軌跡嗎？不是．位移—時間圖象反映的是物體運動的位移隨時間的改變規(guī)律，不是物體運動的軌跡．物體與質(zhì)點1.志向化模型在物理學中，突出問題的主要因素，忽視次要因素，通過對事物的抽象，建立志向化的“物理模型”，并將其作為探討對象，是常常采納的一種科學探討方法．2．質(zhì)點的三個特點(1)沒有大小和形態(tài)．(2)具有物體的全部質(zhì)量．(3)是一種志向化的物理模型，實際生活中并不存在．【例1】在圖中，你認為哪些對象可以視為質(zhì)點？甲．繞太陽公轉(zhuǎn)時的地球乙．自行車運動員在直線沖刺丙．因繞太陽公轉(zhuǎn)而引起四季改變時的地球思路點撥：解析：當探討地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，由于地球的大小相對于日、地之間的距離可以忽視，可看作質(zhì)點；自行車運動員直線沖刺階段，競賽關(guān)注的是其沖刺速度，可以將運動員看作質(zhì)點；當探討不同地區(qū)季節(jié)改變、晝夜改變時，地球本身的形態(tài)和大小處于主要因素，不能將地球看作質(zhì)點．答案：甲、乙可看作質(zhì)點，丙不行以看作質(zhì)點物體能否看作質(zhì)點的推斷方法(1)確定問題的性質(zhì)，即題中關(guān)注的要素是什么，分析、求解的物理量是什么．(2)假設(shè)物體的形態(tài)、大小被忽視，思索要求解的物理量、關(guān)注的要素是否受影響．若不受影響，物體就能被看成質(zhì)點；若受影響，則物體不能被看成質(zhì)點．eq\o([跟進訓練])1．在探討下述運動時，能把物體看作質(zhì)點的是()A．探討火星探測器從地球到火星的飛行軌跡B．探討火星探測器著陸火星后如何探測火星的表面C．探討在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運動員的動作要領(lǐng)D．探討一列火車通過長鐵路橋所需的時間A[分析質(zhì)點問題的思路：看物體的大小和形態(tài)能否忽視．火星探測器的大小相對于從地球到火星的距離可以忽視，探測器能視為質(zhì)點；探測器著陸火星表面時，火星探測器的大小不能忽視，故不能視為質(zhì)點；在探討花樣滑冰運動員的動作要領(lǐng)時，假如將運動員看成一個點就沒有動作了，故運動員不能視為質(zhì)點；火車的長度相對于鐵路橋的長度不能忽視，探討運動時間時火車不能視為質(zhì)點．]2．2019年1月14日，在倫敦實行的2024世界斯諾克大師賽首輪競賽中，中國選手丁俊暉以6比1戰(zhàn)勝英國選手利索斯基，晉級下一輪．下列關(guān)于臺球的說法中正確的有()A．因為臺球比較小，所以肯定可以把它看成質(zhì)點B．丁俊暉在擊球時可以把臺球看成質(zhì)點C．解說員在解說進球路途時可以把臺球看成質(zhì)點D．丁俊暉在分析進球路途時可以把臺球看成質(zhì)點C[物體能否看成質(zhì)點，要看物體的大小和形態(tài)在所探討的問題中起主要作用還是次要作用，故A錯誤；丁俊暉在擊球時，須要考慮球的旋轉(zhuǎn)狀況，因此不能把臺球看成質(zhì)點，故B錯誤；而解說員在解說進球路途時只需說明球的行進軌跡，因此可以把臺球看成質(zhì)點，故C正確；而丁俊暉在分析進球路途時須要考慮球的旋轉(zhuǎn)狀況對路途的影響，因此不行以把臺球看成質(zhì)點，故D錯誤．]位移和路程1.位移和路程的區(qū)分與聯(lián)系項目位移路程區(qū)分物理意義描述質(zhì)點的位置改變描述質(zhì)點實際運動軌跡的長度定義從初位置指向末位置的有向線段物體運動軌跡的長度標矢性是矢量，有大小和方向是標量，只有大小，沒有方向大小初、末位置之間的距離，由初、末位置確定，與路徑無關(guān)運動軌跡的長度，與路徑有關(guān)聯(lián)系(1)都是描述質(zhì)點運動的物理量(2)單位相同，在國際單位制中，都是“米”(3)都是過程量(4)位移的大小總小于或等于路程，只有在質(zhì)點做單向直線運動時，位移的大小才等于路程2.分析位移—時間圖象可獲得以下信息(1)由圖象上的坐標可知質(zhì)點在某時刻的位置，在某一位置時的時刻．(2)圖象與s軸的交點的縱坐標值，表示零時刻的位置．(3)圖象與t軸的交點的橫坐標值，表示位移為零的時刻．(4)圖象斜率表示質(zhì)點運動的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正負表示物體速度的方向．即：①斜率為正表示物體向正方向運動．②斜率為負表示物體向負方向運動．(5)兩圖象的交點表示兩物體同時處在同一位置(即相遇)．3．s-t圖象的兩點提示(1)s-t圖象描述的是質(zhì)點的位移隨時間改變的規(guī)律，而不是質(zhì)點運動的軌跡．(2)s-t圖象只能描述直線運動，而不能描述曲線運動．【例2】王芳同學晨跑時，從A動身，其運動軌跡如圖所示，其中BC為一半圓，當其到達C點時，其運動的路程和位移分別為()A．500m500m B．500m0C．500m314m D．614m500m思路點撥：①路程是軌跡的長度，為eq\x\to(AB)＋eq\o(BC,\s\up24(︵)).②位移是指從初始位置指向末位置的有向線段．D[位移是指從初始位置指向末位置的有向線段，大小為線段AC的長度，即為500m，路程為線段AB和弧BC的長度之和，為614m，所以D正確，A、B、C錯誤．]解決位移和路程問題的一般分析方法(1)選準探討對象，分析物體的運動過程．(2)找出探討過程的初始位置，則由初始位置指向末位置的有向線段就是位移．(3)畫出物體的運動軌跡示意圖，則實際路徑的總長度就是路程．【例3】如圖所示是某質(zhì)點做直線運動的s-t圖象，由圖象可知()A．質(zhì)點始終處于運動狀態(tài)B．質(zhì)點第3s內(nèi)的位移是2mC．此圖象表示了質(zhì)點運動的軌跡D．該質(zhì)點前4s內(nèi)的位移是2m思路點撥：s-t圖象不表示質(zhì)點的運動軌跡．D[位移圖象表明白位移隨時間改變的關(guān)系，不是質(zhì)點運動的軌跡，從圖象可以看出，2s末到4s末質(zhì)點處于靜止狀態(tài)；第3s內(nèi)質(zhì)點的位移為零，前4s內(nèi)質(zhì)點的位移為2m，故D正確，A、B、C錯誤．]eq\o([跟進訓練])3．某人沿著半徑為R的水平圓周跑道跑了1.75圈，下列關(guān)于他的路程和位移的說法正確的是()A．路程和位移的大小均為3.5πRB．路程和位移的大小均為eq\r(2)RC．路程為3.5πR、位移的大小為eq\r(2)RD．路程為0.5πR、位移的大小為eq\r(2)RC[如圖所示，該人沿跑道由A經(jīng)1.75圈運動到B點，此過程中位移大小s＝eq\r(2)R，路程大小l＝1.75×2πR＝3.5πR，故選項C正確．]4．(多選)如圖所示是做直線運動的甲、乙物體的位移—時間圖象，由圖象可知()A．甲運動的時間比乙早t1秒B．當t＝t2時兩物體相遇C．當t＝t2時兩物體相距最遠D．當t＝t3時兩物體相距s0ABD[由圖象可知，甲從t＝0起先運動，乙從t1時刻起先運動，A對；在s-t圖象中，兩圖象的交點表示兩物體相遇，B對、C錯；當t＝t3時，甲在原點，乙在距離原點s0米1．[物理觀念]質(zhì)點、位移、矢量、標量．2．[科學思維]位移和路程的區(qū)分．3．[科學方法]用s-t圖象描述質(zhì)點的運動．1．(多選)下列說法正確的是()A．探討“神舟十號”繞地球飛行時，飛船可看作質(zhì)點B．探討子彈穿過一張薄紙的時間時，子彈不行看作質(zhì)點C．探討火車通過路旁的一根電線桿的時間時，火車可看作質(zhì)點D．探討電子繞原子核的運動狀況時，電子可看作質(zhì)點ABD[“神舟十號”的尺寸比飛船到地球的距離小得多，可以把飛船抽象為一個點；子彈、火車的長度分別比一張紙的厚度和電線桿的直徑大得多，因此不行抽象為一個點；電子的大小比電子到原子核的距離小得多，故可把電子抽象成一個點，A、B、D正確，C錯誤．]2．“翼龍Ⅱ”無人機是中國自主研制的一款先進的無人機，如圖所示是正在飛行的無人機．一無人機在某次測試中來回飛行了850km，用時72min，這兩個數(shù)據(jù)分別指()A．位移、時間 B．路程、時間C．位移、時刻 D．路程、時刻B[850km指路程，72min指的是時間間隔，有時稱為時間，故B正確．]3．一位同學從操場中心A點動身，先向北走了6m到達C點，然后向東走了8m到達B點，可以算出A、B兩點間的距離為10m，如圖所示，則該同學的位移大小和路程分別是()A．10m,14m B．14m,10mC．10m,10m D．14m,14mA[該同學從A點動身，經(jīng)過C點到達B點，初位置和末位置的直線距離為10m，則位移的大小為10m，運動軌跡的長度s＝6m＋8m＝14m，則路程為14m．選項A正確．]4．4