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第2節(jié) 質點和位移,填一填,練一練,一、質點(見課本第18頁) 1.定義:物理學上把用來代替物體的具有質量的點叫做質點。 2.物體視為質點的條件:在探究物理問題時,為了研究問題的需要,有時可以忽略物體的大小、形狀等因素,把物體簡化為一個有質量的點。 二、位移(見課本第20頁) 1.位移與路程的區(qū)別如下表所示。,,,,,,,,,填一填,練一練,2.一維坐標系中位移的表示:s=x2-x1,位移的正、負表示位移的方向,位移為正值時,表示位移方向沿x軸正方向;位移為負值時,表示位移方向沿x軸負方向。 三、矢量與標量(見課本第20頁) 只用大小就能描述的物理量叫標量。既有大小又有方向的物理量叫矢量。 四、位移—時間圖象(s-t圖象)(見課本第20頁) 在平面直角坐標系中,用橫軸表示時間t,用縱軸表示位移s,根據(jù)給出的(或測定的)數(shù)據(jù),標出幾組(t,s)的位置點,用光滑的曲線將幾個點連接起來,這種圖象就叫做位移—時間圖象,勻速直線運動的s-t圖象是一條傾斜的直線。,,,,,,,,,,,,,,填一填,練一練,(多選)下列關于質點的說法中,正確的是( ) A.質點就是一個體積很小的球 B.只有很小的物體才能看成質點 C.質點不是實際存在的物體,只是一種理想化模型 D.大的物體有時也可以看成質點 解析:質點不是實際存在的物體,更不是小球,是實際物體的近似,是一種理想化模型。一個物體能否看成質點,并不在于它的大小,關鍵在于在所研究的問題中,其大小能否忽略。 答案:CD,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對質點的理解 研究一列火車從北京運動到上海的路程,火車能否看做質點?研究火車經過一座橋梁所需要的時間,火車能否看做質點?研究火車發(fā)動機、傳動機構及車輪的運動,火車能否看做質點?,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.理想化模型 (1)“理想化模型”是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進行的一種科學的抽象,實際并不存在。 (2)“理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點,突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。 (3)“理想化模型”是在一定程度和范圍內對客觀存在的復雜事物的一種近似反映,是物理學中經常采用的一種研究方法。 2.對質點的認識 (1)質點是用來代替物體的有質量的點,其突出的特點是“具有質量”,但是沒有大小、體積、形狀,它與幾何中的“點”有本質區(qū)別。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,(2)質點是一種“理想化模型”。 (3)可將物體看做質點的幾種情況 ①平動物體上各部分的運動情況相同,可以選物體上任意點的運動代替整個物體的運動,故在研究平動物體的運動性質時,可以把物體看做質點。 ②轉動的物體,物體的轉動不是所要研究的主要問題,物體本身的大小和形狀成了次要因素,此時可把物體看做質點。 ③運動物體的大小和形狀跟所研究的問題有關的距離相比可忽略不計時,可將物體看做質點。 (4)一個物體能否看做質點,與物體本身的大小和形狀無關。關鍵是看物體的大小和形狀在研究物體的運動中是否為次要因素。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導學號93960005(多選)下列說法中正確的是( ) A.太陽很大,不能看做質點,而原子核很小,一定可以看做質點 B.當研究地球圍繞太陽公轉速度時,可以將地球看做質點,而不可以將太陽看做質點 C.研究奧運冠軍張怡寧打出的乒乓球的旋轉方向時,不能把乒乓球看做質點 D.研究平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時,可以將汽車看做質點,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:當研究地球的公轉速度時,由于地球直徑(約1.3×107 m)和太陽的直徑(約1.4×109 m)比日地距離(約1.5×1011 m)要小得多,可以忽略不計,故可以把地球和太陽都看做質點,選項B錯誤。當研究地球的自轉引起的晝夜交替等現(xiàn)象時,地球上不同區(qū)域的情況不同,此時地球本身的形狀和大小就占主導地位,不能忽略,因此地球就不能被看做質點。如果研究原子的結構、原子核的構成時,原子核就不能看做質點,因此選項A錯誤。研究乒乓球的旋轉方向時,不能把它看做質點,若看做質點,則觀察不到旋轉情況了,選項C正確。在平直的高速公路上飛馳的汽車,盡管車輪在轉動,但我們研究的是汽車的速度,對整個車的運動來說,車輪的轉動對研究的問題沒有影響,因此可以將汽車看做質點,故選項D正確。 答案:CD,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓練1 在研究物體的運動時,下列加點物體可看做質點的是( ) A.研究校運動會上跳高運動員的過竿動作 B.研究火車全部通過長江大橋所需的時間 C.研究“嫦娥”2號衛(wèi)星的運動軌跡 D.研究跳水運動員的入水動作 解析:研究運動員的過竿動作,主要看運動員的肢體動作、過竿技巧,不能看做質點,選項A錯誤;火車過橋時間需要考慮火車的長度,不能看做質點,選項B錯誤;研究“嫦娥”2號衛(wèi)星的運動軌跡時,衛(wèi)星的大小、形狀可以忽略,能看做質點,選項C正確;研究跳水比賽,主要看運動員的肢體動作、跳水技巧,不能看做質點,選項D錯誤。 答案:C,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系 如圖是上海航空港的航線分布情況,每一條線表示什么意思?是不是飛機的真正飛行軌跡?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導學號93960006(多選)如圖為某學校田徑運動場跑道的示意圖,其中A點是所有跑步項目的終點,也是400 m、800 m賽跑的起跑點,B點是100 m賽跑的起跑點。在一次校運動會中,甲、乙、丙三位同學分別參加了100 m、400 m和800 m賽跑,則從開始比賽到比賽結束( ) A.甲的位移最大 B.丙的位移最大 C.乙、丙的路程相等 D.丙的路程最大 解析:甲同學的初、末位置直線距離為100 m;位移大小為100 m,路程也是100 m;乙同學路程為400 m,但初、末位置重合,位移大小為零;丙同學路程為800 m,初、末位置重合,位移大小也為零,所以甲的位移最大,丙的路程最大,選項A、D正確。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2 (多選)關于位移和路程,下列說法正確的是( ) A.在某一段時間內物體運動的位移為零,則該物體一定是靜止的 B.在某一段時間內物體運動的路程為零,則該物體一定是靜止的 C.在直線運動中,物體的位移大小可能等于其路程 D.在曲線運動中,物體的位移大小一定小于路程 解析:位移為零,表明該運動過程的初、末位置相同,物體不一定靜止,A錯誤;路程為零,表明運動軌跡長度為零,物體一定靜止,B正確;單向直線運動中,物體的位移大小等于路程,C正確;曲線運動中,初、末位置直線距離小于軌跡長度,所以位移大小小于路程,D對。 答案:BCD,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,對位移—時間圖象的理解 有甲、乙、丙、丁四個運動員進行百米跑訓練。開始后甲按時起跑,乙在 0.5 s 后才開始跑,丙搶跑距離為1 m,丁跑了50 m后停止。假設四個人皆做勻速直線運動,試回答圖中的A、B、C、D四條圖線分別對應著哪個運動員?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.位移—時間圖象描述物體的位移隨時間變化的規(guī)律,位移—時間圖象并不是物體運動的軌跡。 2.若開始計時的初位置為位移的零點,則直線過原點;若開始計時的位置不作為位移的零點,則圖象不過原點。 3.由圖象可以知道質點在任意一段時間內的位移;也可以知道發(fā)生任意一段位移所用的時間。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,4.s-t圖象中平行于時間軸的直線表示物體靜止在某一位移處(如圖中①②)。 5.s-t圖象向上傾斜的直線表示物體沿正方向的勻速直線運動(如圖中③④),向下傾斜的直線表示物體沿負方向的勻速直線運動(如圖中⑤)。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導學號93960007(多選)如圖是一輛汽車做直線運動的s-t圖象,關于線段OA、AB、BC、CD所表示的運動,下列說法中正確的是( ) A.OA段運動最快 B.AB段靜止 C.CD段表示的運動方向與初始運動方向相反 D.汽車在4 h內的位移大小為30 km,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:OA段、BC段和CD段都為傾斜直線,表明汽車是在做勻速直線運動,三個過程時間相等。CD段汽車位移最大,運動最快,選項A錯誤;CD段表示汽車的位移隨時間而減小,即汽車的運動方向與初始運動方向相反,選項C正確;AB段表示汽車的位移不變,即汽車靜止,選項B正確;汽車在4 h內又回到了出發(fā)點,4 h內的位移為零,選項D錯誤。 答案:BC,變式訓練3 (多選)如圖為在同一直線上運動的A、B兩質點的s-t圖象,由圖可知( ) A.t=0時,A在B的前面 B.B在t2時刻追上A,并在此后跑在A 的前面 C.B開始運動的速度比A小,t2時刻后 才大于A的速度 D.A運動的速度始終比B大 解析:t=0時,A在原點正方向s1位置處,B在原點處,A在B的前面,A對。t2時刻兩圖線相交,表示該時刻B追上A,并在此后跑在A的前面,B對。B開始運動的速度比A小,t1時刻后A靜止,B仍然運動,C、D錯。 答案:AB,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,,,,,,1.下列關于質點的說法中正確的是( ) A.只要是體積很小的球體就可以視為質點 B.研究一汽車從淮陰到南京的運動時間時可以將其視為質點 C.因為太陽的體積太大了,所以任何情況下都不可以將其視為質點 D.質量很大的物體無論在任何情況下都不能看成質點 解析:物體能否被視為質點,不能只看其大小,而是看其大小、形狀對所研究的問題的影響是否可以忽略,故選項A、C錯。研究汽車從淮陰到南京的時間可以忽略汽車的大小、形狀,可以將汽車看成質點,選項B對。質量很大的物體,當其大小、形狀不影響所研究的問題時,可以將其看成質點,選項D錯。 答案:B,1 2 3 4 5,,,,,,2.(多選)關于矢量和標量,下列說法中正確的是( ) A.矢量是既有大小又有方向的物理量 B.標量是既有大小又有方向的物理量 C.位移-10 m比5 m小 D.-10 ℃比5 ℃的溫度低 解析:由矢量和標量的定義可知,選項A正確,選項B錯誤;-10 m 的位移比5 m的位移大,負號不表示大小,僅表示方向與正方向相反,故選項C錯誤;溫度是標量,-10 ℃ 比5 ℃的溫度低,負號表示該溫度比0 ℃低,正號表示該溫度比0 ℃高,故選項D正確。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,3.如圖所示,小球從距地面5 m高處落下,被地面反向彈回后,在距地面2 m高處被接住,則小球從高處落下到被接住這一過程中通過的路程和位移的大小分別是( ) A.7 m 7 m B.5 m 2 m C.5 m 3 m D.7 m 3 m 解析:位移為由A指向B的有向線段,其大小為3 m,方向向下;路程為AO和OB長度之和,故路程為5 m+2 m=7 m,本題選D。 答案:D,1 2 3 4 5,,,,,,4.(多選)如圖為一物體沿直線運動的s-t圖象,則下列表示物體做勻速直線運動的圖象是( ) 解析:勻速直線運動的s-t圖象是一條傾斜的直線。A項表示物體從t0時刻開始做勻速直線運動;D項表示物體向著坐標原點做勻速直線運動;C項表示物體位移不隨時間變化,即靜止;B項中圖線的斜率變化,表示物體做變速運動。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,5.(選做題)如圖所示,某人沿半徑R=50 m 的圓形跑道跑步,從A點出發(fā)逆時針跑過 圓周到達B點,試求由A到B的過程中,此人的路程和位移。 答案:路程為235.5 m 位移大小為70.7 m,方向由A→B,與半徑AO的夾角為45°,