第1章 第2节 质点和位移-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（鲁科版）

第2节　质点和位移 核心素养 知识导图 物理观念 掌握质点、位移的概念，并根据实际问题来判断物体能否看成质点。 科学思维 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。 科学探究 通过位移和路程的实例进行分析、讨论、总结，经历对问题的思考、交流和解释的过程。 科学态度与责任 培养学生勤于思考、留心自然、勇于探索的习惯。 一、质点 1．定义：物理学中，把用来代替物体的具有质量的点称为质点。 2．物体视为质点的条件：物体的大小、形状及物体上各部分运动的差异等因素对所研究的物理问题的影响可以忽略。 3．物理意义：质点是没有大小和形状，而具有质量的点，因此质点是一个理想化模型，并不真实存在。但引入质点的概念，可以简化物理问题，方便研究。 二、位移 1．位移 (1)定义：由初位置指向末位置的有向线段，位移是既有大小又有方向的物理量，用符号s表示。 (2)物理意义：物理学中，用位移描述物体的位置变化。 2．标量和矢量 (1)标量：只有大小、没有方向。 (2)矢量：既有大小、又有方向。 3．位移—时间图像 (1)意义：描述物体运动的位移随时间变化的规律。 (2)建立：常用横坐标表示时间，用纵坐标表示位移。 (1)小物体在任何情况下都可看成质点。(×) (2)同一物体有时可看成质点，有时则不能。(√) (3)球形物体可看成质点，其他形状的物体不能看成质点。(×) (4)位移和路程是两个不同的概念，无论什么情况都不能说位移就是路程。(√) (5)物体在一条直线上运动时，路程和位移的大小相等，位移是矢量，路程是标量(×) (6)路程为零，位移一定为零，位移为零，路程也一定为零。(×) (7)在s ­t图像中，倾斜的图线是物体的运动轨迹。(×) 　质点就是对实际物体的近似，是一个理想化模型。物体能否看成质点，视具体情况而定，与物体的大小无必然关系。如研究地球的公转时可将地球看作质点，研究地球的自转时，地球不能看作质点。 　位移与路程不同，路程只有大小没有方向，而位移既有大小又有方向。如图所示从A到B经历了不同的路径，但前后位置变化是相同的，所以位移相同；有向线段AB表示位移。折线ACB和弧线ADB的长度分别表示路程。 探究点一　对质点的理解 2021年2月4日23时36分，西昌卫星发射中心西昌发射场用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星六号发射升空，卫星进入预定轨道。科学家研究“长征三号乙运载火箭”在发射升空后的空中位置、离地高度、飞行速度、运动轨道等问题时，可否将火箭看成质点？分析火箭分离过程中的姿态、方向时，能否看成质点？ 提示：　火箭发射升空后，研究其位置、离地高度、飞行速度、运动轨迹等问题时，火箭虽较大，具有一定的形状，但对研究问题的影响很小，可以忽略不计，因此，火箭可看做质点。分析火箭分离过程中的姿态、方向时，火箭的大小不能忽略，故不能看成质点。 1．质点是一种“物理模型” (1)物理模型是在物理研究中，突出问题的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理学中经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一。 (2)物理模型作为一种理想模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在。 2．质点的特点 质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。 3．实际物体视为质点的常见情况 关于质点，以下说法正确的是(　　) A．质点就是很小的物体，如液滴、花粉颗粒、尘埃等 B．体积很大的物体一定不能看作质点 C．研究“嫦娥五号”在月球表面“挖土”的一连串技术含量极高的“慢动作” D．描绘航空母舰“山东舰”在12月26日穿越台湾海峡进行正常训练的运动轨迹时，航空母舰可看作质点 D　[当物体的形状，大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，与体积大小无关，体积很大的物体也能看成质点，比如地球的公转，故A、B错误；研究“嫦娥五号”在月球表面“挖土”的一连串技术含量极高的“慢动作”时，要观察其动作，不能看做质点，故C错误；描绘航空母舰在海洋中的运动轨迹时，航空母舰的大小和形状可以忽略，可以看成质点，故D正确。] “三步”判断物体能否当作质点 (1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么。 (2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。 (3) 若看成了一个有质量的“点”思考所要研究的问题或进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点。　　 [练1]　(多选)下列说法中正确的是(　　) A．研究飞机从成都开往北京所用的时间时，飞机可视为质点 B．研究飞机螺旋桨的转动情况时，可将飞机视为质点 C．研究火车过长江大桥所用的