2024-2025學(xué)年高中物理第2章運(yùn)動(dòng)的描述第2節(jié)質(zhì)點(diǎn)和位移教案魯科版必修1

PAGE7-第2節(jié)質(zhì)點(diǎn)和位移[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．[物理觀念]理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可被看成質(zhì)點(diǎn)的條件．2．[科學(xué)思維]理解位移的概念，知道位移與路程的區(qū)分．3．[科學(xué)思維]知道什么是矢量、標(biāo)量及其區(qū)分，能對(duì)已學(xué)過的物理量根據(jù)矢量、標(biāo)量進(jìn)行分類．4．[科學(xué)方法]了解s-t圖象，知道其物理意義．一、質(zhì)點(diǎn)1．定義：物理學(xué)上用來代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)．2．物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小、形態(tài)及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異等因素對(duì)所探討的物理問題的影響可以忽視．3．物理意義：質(zhì)點(diǎn)是沒有大小和形態(tài)，而具有質(zhì)量的點(diǎn)，因此質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)志向化模型，并不真實(shí)存在．但引入質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)物體空間位置的改變．2．路程：路徑的長度．3．標(biāo)量和矢量(1)標(biāo)量：只有大小沒有方向．(2)矢量：既有大小、又有方向．4．位移—時(shí)間圖象(1)意義：描述物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間改變的規(guī)律．(2)建立：常用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，用縱坐標(biāo)表示位移．1．思索推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)運(yùn)動(dòng)的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)． (×)(2)小物體在任何狀況下都可看成質(zhì)點(diǎn)． (×)(3)球形物體可看成質(zhì)點(diǎn)，其他形態(tài)的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)． (×)(4)物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生的位移在數(shù)值上等于路程． (√)(5)位移和路程是兩個(gè)不同的概念，無論什么狀況都不能說位移就是路程． (√)(6)出租車收費(fèi)多少，主要參考的是路程． (√)2．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的球B．只有很小的物體才能視為質(zhì)點(diǎn)C．質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)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(diǎn)C[質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，更不是小球，它是實(shí)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(diǎn)．]3．小英從家門口打車到車站接上同學(xué)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()eq\x(\a\al(車號(hào)：BP3663,上車：10：12,下車：10：42,里程：12.3km,單價(jià)：1.5,金額：18.45元))A．0,0B．12.3km,0C．0,12.3kmD．12.3km,12.3kmC[位移是矢量，大小為初末兩點(diǎn)的直線距離；路程是標(biāo)量，為物體經(jīng)過軌跡的長度．由題意可知，出租車返回動(dòng)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(shí)間圖象是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡嗎？不是．位移—時(shí)間圖象反映的是物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間的改變規(guī)律，不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡．物體與質(zhì)點(diǎn)1．志向化模型物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽視次要因素，通過對(duì)事物的抽象，建立的“物理模型”，并將其作為探討對(duì)象，是常常采納的一種科學(xué)探討方法．2．質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)特點(diǎn)(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(shí)際生活中并不存在．3．質(zhì)點(diǎn)和物體：質(zhì)點(diǎn)不是真實(shí)的物體，它是一種志向化的物理模型．【例1】在圖中，你認(rèn)為哪些對(duì)象可以視為質(zhì)點(diǎn)？甲．繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)的地球乙．自行車運(yùn)動(dòng)員在直線沖刺丙．因繞太陽公轉(zhuǎn)而引起四季改變時(shí)的地球思路點(diǎn)撥：解析：當(dāng)探討地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的大小相對(duì)于日、地之間的距離可以忽視，可看作質(zhì)點(diǎn)；自行車運(yùn)動(dòng)員直線沖刺階段，競賽關(guān)注的是其沖刺速度，可以將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)探討不同地區(qū)季節(jié)改變、晝夜改變時(shí)，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(diǎn)．答案：甲、乙可看作質(zhì)點(diǎn)，丙不行以看作質(zhì)點(diǎn)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)；若受影響，則物體不能被看成質(zhì)點(diǎn)．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．在探討下述運(yùn)動(dòng)時(shí)，能把物體看作質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作要領(lǐng)D．探討一列火車通過長鐵路橋所需的時(shí)間A[分析質(zhì)點(diǎn)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(duì)于從地球到火星的距離可以忽視，探測器能視為質(zhì)點(diǎn)；探測器著陸火星表面時(shí)，火星探測器的大小不能忽視，故不能視為質(zhì)點(diǎn)；在探討花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作要領(lǐng)時(shí)，假如將運(yùn)動(dòng)員看成一個(gè)點(diǎn)就沒有動(dòng)作了，故運(yùn)動(dòng)員不能視為質(zhì)點(diǎn)；火車的長度相對(duì)于鐵路橋的長度不能忽視，探討運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)火車不能視為質(zhì)點(diǎn)．]2．(多選)下列說法正確的是()A．不能把運(yùn)轉(zhuǎn)中的地球視為質(zhì)點(diǎn)，而可以把原子核視為質(zhì)點(diǎn)B．計(jì)算公交車通過路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí)，可以把公交車視為質(zhì)點(diǎn)C．探討“神舟十號(hào)”繞地球運(yùn)行周期時(shí)，可以把它視為質(zhì)點(diǎn)．探討“神舟十號(hào)”與“天宮一號(hào)”交會(huì)對(duì)接過程，則不能把它視為質(zhì)點(diǎn)D．探討在平直的賽道上疾馳的F1賽車的速度時(shí)，可以把賽車視為質(zhì)點(diǎn)CD[當(dāng)探討地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的直徑比地球與太陽之間的距離要小得多，可以忽視不計(jì)，可以把地球視為質(zhì)點(diǎn)(忽視地球的自轉(zhuǎn))；當(dāng)探討地球的自轉(zhuǎn)引起的晝夜交替等現(xiàn)象時(shí)，就不能忽視地球的大小和形態(tài)，當(dāng)然就不能把地球視為質(zhì)點(diǎn)；探討電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)狀況時(shí)，因?yàn)樵雍说陌霃街幌喈?dāng)于原子半徑的萬分之一，可以把原子核視為質(zhì)點(diǎn)；但若探討有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問題時(shí)，就不能把原子核視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；計(jì)算公交車通過路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí)，公交車的長度不能忽視，故不能把公交車視為質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤；探討“神舟十號(hào)”繞地球運(yùn)行周期時(shí)，其大小遠(yuǎn)小于軌道半徑，可以忽視不計(jì)，可以把“神舟十號(hào)”視為質(zhì)點(diǎn)；在“神舟十號(hào)”與“天宮一號(hào)”交會(huì)對(duì)接過程中，它的飛行狀態(tài)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等，是不行忽視的因素，因此它不能被視為質(zhì)點(diǎn)，C正確；在平直的賽道上疾馳的賽車，盡管車輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們探討的是賽車的速度，對(duì)整個(gè)賽車的運(yùn)動(dòng)來講，車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是探討的主要問題，可以把賽車視為質(zhì)點(diǎn)，D正確．]位移和路程1．位移和路程的區(qū)分與聯(lián)系項(xiàng)目位移路程區(qū)分物理意義描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變描述質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長度定義從初位置指向末位置的有向線段物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度標(biāo)矢性是矢量，有大小和方向是標(biāo)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(yùn)動(dòng)軌跡的長度，與路徑有關(guān)聯(lián)系(1)都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程2．s-t圖象的兩點(diǎn)提示(1)s-t圖象描述的是質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間改變的規(guī)律，而不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡．(2)s-t圖象只能描述直線運(yùn)動(dòng)，而不能描述曲線運(yùn)動(dòng)．3．分析位移—時(shí)間圖象可獲得以下信息(1)由圖象上的坐標(biāo)可知質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位置，在某一位置時(shí)的時(shí)刻．(2)圖象與s軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，表示零時(shí)刻的位置．(3)圖象與t軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，表示位移為零的時(shí)刻．(4)圖象的傾斜程度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢．(5)兩圖象的交點(diǎn)表示兩物體同時(shí)處在同一位置(即相遇)．【例2】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)R思路點(diǎn)撥：①位移是矢量，為從初位置指向末位置的有向線段．②路程是標(biāo)量，為軌跡的長度．C[如圖所示，該人沿跑道由A經(jīng)1.75圈運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，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(xiàng)C正確．]解決位移和路程問題的一般分析方法(1)選準(zhǔn)探討對(duì)象，分析物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，則實(shí)際路徑的總長度就是路程．【例3】如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象，由圖象可知()A．質(zhì)點(diǎn)始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．質(zhì)點(diǎn)第3s內(nèi)的位移是2mC．此圖象表示了質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡D．該質(zhì)點(diǎn)前4s內(nèi)的位移是2m思路點(diǎn)撥：s-t圖象不表示質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡．D[位移圖象表明白位移隨時(shí)間改變的關(guān)系，不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡，從圖象可以看出，2s末到4s末質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)；第3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為零，前4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為2m，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．][跟進(jìn)訓(xùn)練]3．從高為1m處以某一初速度豎直向下拋出一個(gè)籃球，籃球與地面相碰后彈起，上升到高為2m處被接住，則籃球在運(yùn)動(dòng)過程中()A．位移為1m，方向豎直向上；路程為3mB．位移為3m，方向豎直向上；路程為3mC．位移為1m，方向豎直向下；路程為1mD．位移為3m，方向豎直向下；路程為1mA[由題意作出籃球運(yùn)動(dòng)軌跡圖，如圖所示，位移的大小即籃球初、末位置高度差為1m，因末位置在初位置上方，故位移方向豎直向上，路程指物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，即籃球運(yùn)動(dòng)路程為3m，選項(xiàng)A正確．]4．(多選)如圖所示是做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙物體的位移—時(shí)間圖象，由圖象可知()A．甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比乙早t1秒B．當(dāng)t＝t2時(shí)兩物體相遇C．當(dāng)t＝t2時(shí)兩物體相距最遠(yuǎn)D．當(dāng)t＝t3時(shí)兩物體相距s0米ABD[由圖象可知，甲從t＝0起先運(yùn)動(dòng)，乙從t1時(shí)刻起先運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；在s-t圖象中，兩圖象的交點(diǎn)表示兩物體相遇，B對(duì)、C錯(cuò)；當(dāng)t＝t3時(shí)，甲在原點(diǎn)，乙在距離原點(diǎn)s0米處，故D對(duì)．]1．[物理觀念]質(zhì)點(diǎn)、位移、矢量、標(biāo)量．2．[科學(xué)思維]位移和路程的區(qū)分．3．[科學(xué)方法]用s-t圖象描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)．1．(多選)下列說法正確的是()A．探討“神舟十號(hào)”繞地球飛行時(shí)，飛船可看作質(zhì)點(diǎn)B．探討子彈穿過一張薄紙的時(shí)間時(shí)，子彈不行看作質(zhì)點(diǎn)C．探討火車通過路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí)，火車可看作質(zhì)點(diǎn)D．探討電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)狀況時(shí)，電子可看作質(zhì)點(diǎn)ABD[“神舟十號(hào)”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(gè)點(diǎn)；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(gè)點(diǎn)；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(gè)點(diǎn)，A、B、D正確，C錯(cuò)誤．]2．“翼龍Ⅱ”無人機(jī)是中國自主研制的一款先進(jìn)的無人機(jī)，如圖所示是正在飛行的無人機(jī)．一無人機(jī)在某次測試中來回飛行了850km，用時(shí)72min，這兩個(gè)數(shù)據(jù)分別指()A．位移、時(shí)間 B．路程、時(shí)間C．位移、時(shí)刻 D．路程、時(shí)刻B[850km指路程，72min指的是時(shí)間間隔，有時(shí)稱為時(shí)間，故B正確．]3．一位同學(xué)從操場中心A點(diǎn)動(dòng)身，先向北走了6m到達(dá)C點(diǎn)，然后向東走了8m到達(dá)B點(diǎn)，可以算出A、B兩點(diǎn)間的距離為10m，如圖所示，則該同學(xué)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(xué)從A點(diǎn)動(dòng)身，經(jīng)過C點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，初位置和末位置的直線距離為10m，則位移的大小為10m，運(yùn)動(dòng)軌跡的長度s＝6m＋8m＝14m，則路程為1