第1章 第2节 质点和位移-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第2节　质点和位移 核心素养要求 核心素养呈现 1.理解质点的概念和物体能看作质点的条件。 2.理解位移的概念，知道位移和路程的区别与联系。 3.知道矢量和标量，能区分矢量和标量。 4.初步认识s-t图像，掌握s-t图像的物理意义。 　质点 1．定义：用来代替物体的具有质量的点。 2．物体可看作质点的条件 (1)物体的大小和形状可以忽略。 (2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动。 3．一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的。 4．理想模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。 如图所示为撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿。讨论并回答下列问题，体会质点模型的建立过程。 (1)教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员抽象成质点？ (2)分析运动员的助跑速度时，能否将运动员抽象成质点？ (3)测量运动员所跳高度(判定运动员是否打破世界纪录)时，能否将运动员抽象成质点？ 提示：(1)不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)。 (2)能，分析运动员的助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)。 (3)能，理由同(2)。 　位移 1．位移：由初始位置指向末位置的有向线段，用符号s表示。 2．物理意义：描述物体的位置变化。 3．直线运动位移的描述：如图所示，一个物体沿直线从A点运动到B点，若A、B两点的位置坐标分别为xA和xB，则物体的位移为s＝xB－xA。 4．标量和矢量：只有大小没有方向的物理量是标量；既有大小又有方向的物理量是矢量。 5．位移－时间图像：用来描述物体运动的位移随时间变化的规律。如图所示，常用横坐标表示时间，用纵坐标表示位移。 如图所示，位移—时间图像是物体运动的轨迹吗？ 提示：不是。位移－时间图像反映的是物体运动的位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹。 　质点模型的理解 [思考探究] (1)在研究运动员的发球技术动作时，能否把乒乓球看成一个质点？若研究乒乓球的运动快慢时，能否把乒乓球看成一个质点？ (2)在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时，能否把列车看成一个质点？如果研究列车通过一座隧道的时间，能否把列车看成一个质点？ 提示：(1)不能　能。在研究陈梦的发球技术动作时，需要研究乒乓球的击球点、旋转方向等特点，不能把乒乓球看成一个质点；研究乒乓球的运动快慢时，不用考虑乒乓球的旋转、大小等特点，可以把乒乓球看成一个质点。 (2)能　不能。在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时，不用考虑列车的长度及大小，能把列车看成一个质点；如果研究列车通过一座隧道的时间，需要考虑列车的长度，不能把列车看成一个质点。 [思维深化] 1．对质点的理解 项目 内容 解读 定义 用来代替物体的有质量的点 与几何中的“点”不同：有位置、有质量 条件 大小和形状对研究的问题可以忽略不计 例如：地球绕太阳公转时、飞机在空中航行时 注意 同一物体，在不同条件下，有时可视为质点，有时就不能视为质点 竞走运动中，看成绩时可以视人为质点，但看动作是否规范时就不可以视人为质点 说明 质点是一个理想模型，是一种科学抽象，目的是为了研究问题的方便 [特别提醒]　(1)质点是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似处理。 (2)在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，通过对事物的抽象，建立理想化“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。 2．把物体看作质点的三个条件 (1)当物体上各部分的运动情况都相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动，物体可看成质点。 (2)物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下，可将物体看成质点。 (3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体视为质点。如图所示，汽车在运行时，虽然车轮转动，但我们研究的是车辆整体的运动快慢，这时可将汽车视为质点。 　在下图中，你认为哪些对象可以视为质点？ 　　　甲．绕太阳公转时的地球　　　乙．自行车运动员在直线冲刺 丙．因绕太阳公转而引起四季变化时的地球 思路点拨： 【解析】　当研究地球绕太阳公转时，由于地球的大小相对于日、地之间的距离，完全可以忽略，可看作质点；自行车运动员直线冲刺阶段，比赛关注的是其冲刺速度，可以将运动员看作质点；当研究不同地区季节变化、昼夜变化时，地球本身的形状和大小处于主要因素，不能将地球看作质点。 【答案】　甲、乙可看作质点，丙不可以看作质点 物体能否看作质点的判断方法 (1)确定问题的性质，即题中关注的