内容正文:
第2节 质点和位移
学习目标 课标解读
1.理解质点的概念,知道质点是一种理想化的物理模型。
2.掌握物体视为质点的条件。
3.掌握位移的概念,知道位移是矢量,掌握位移和路程的
区别。
4.知道位移—时间图像的物理意义及应用。 1.通过质点、参考系概念的学习,体会物理观念的生成过程。
2.知道将物体抽象为质点的条件,能将特定情境中的物体抽象为质点。
3.通过位移和路程的比
较,体会科学思维在概念辨析中的作用。
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突破·关键能力
提升·核心素养
检测·学习效果
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物理
一、质点
1.在研究物体的运动时,如果物体的 和 对所研究问题的影响可忽略不计,我们就可以把该物体简化成一个具有 的点。
2.定义:物理学中,把用来代替物体的具有 的点称为质点。
3.质点不是真实的物体,它是一种 的物理模型。
大小
形状
质量
质量
理想化
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二、位移
1.位移的定义与表示
(1)物理学中,用位移来描述物体的 变化。
(2)定义:位移是一个既有大小又有 的物理量,通常用字母 表示。可直观地用一条从 位置指向 位置的有向线段表示,该线段的长度表示位移的 , 的方向表示位移的方向。
位置
方向
初
末
大小
箭头
s
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(3)直线运动物体的位移表示。
①对于沿直线运动的物体,我们可借助 坐标系确定物体发生的位移。如图,一辆汽车从位置x1运动到位置x2,用 位置坐标减去 位置坐标得到发生的位移,即s= 。
一维
末
初
x2-x1
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②在一维坐标系中,位移的正负表示位移的 。位移为正,表示方向沿坐标轴 方向;位移为负,表示方向沿坐标轴 方向。
方向
正
负
2.标量与矢量
(1)标量:把像质量这样只用 就能描述的物理量称为标量。
(2)矢量:把像位移这样既有大小又有 的物理量称为矢量。
大小
方向
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3.位移—时间图像(s-t图像)
建立平面直角坐标系,横坐标表示时间t,若将初始位置作为坐标原点,纵坐标表示汽车相对于其起始位置的位移s。根据数据在平面直角坐标系中描点,并用平滑曲线将数据点连接起来,所得图像称为运动的位移—时间图像(s-t图像)。图中每一点可表示某时刻所处的 ,也可从图中得到一段时间内的 。如图为某一物体运动的位移—时间图像。
位置
位移
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1.思考判断
(1)质点是一种对实际物体的科学抽象,是一种理想化的物理模型。( )
(2)很小的物体一定能视为质点。( )
(3)做直线运动的物体一定能视为质点。( )
(4)位移是矢量,有方向,而路程是标量,无方向。
( )
√
×
×
√
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(5)位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动。
( )
(6)位移取决于物体的初、末位置,路程取决于物体实际运动的路径。( )
(7)在s-t图像中可读出某时刻的位置坐标。( )
×
√
√
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2.思维探究
(1)“香蕉球”的特点是球在空中旋转,整体运动轨迹有一个弧度,其运动路线像香蕉一样,所以被人们称为香蕉球。上述运动的球什么情况下可视为质点?
什么情况下不能视为质点?
答案:研究球的运动轨迹时,不用考虑球的大小和形状,可以视为质点;研究球在空中的旋转时,要考虑球的具体旋转方向,不能视为质点。
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(2)如图所示,一辆轿车从超市出发,向东行驶了300 m到达电影院,继续行驶了150 m到达度假村,又向西行驶了950 m到达博物馆,最后回到超市。以超市所在的位置为原点,以向东的方向为正方向,求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少。
答案:轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为s=-500 m-300 m=
-800 m,负号表示其方向与规定的正方向相反,即方向向西。其路程为x=150 m+950 m=1 100 m。
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(3)如图所示为两物体运动的位移—时间图像。
图像描述了什么?图线a与纵轴交点的物理意义是什么?图线a、b交点的含义是