1.2 质点和位移 课件 -2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

第二节 质点和位移 第一章 运动的描述 目录 学习目标 01 情景导入 02 新课讲解 03 小试牛刀 04 课堂小结 05 学习目标 学习目标 1.经历质点建模的过程了解质点的含义,知道物体抽象成质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。 2.知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向。 3.知道矢量和标量的含义及二者的区别。 4.认识位移—时间（s-t）图像，能已知位移与时间的关系画出s-t图像并能分析s-t图像。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 4 情境导入 上一节课，我们学习了参考系、时间和空间的描述。 人在茫茫大漠中就可以看成一个质点，那么如何找到穿越沙漠的最短路径呢？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 ①乘火车 不同点 相同点 运动轨迹不一样 位置变化是相同的 ②乘飞机 ③自驾 思考：从A点到B点有多少种方式到达？ A点 B点 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 新课讲解 物体的空间位置随时间变化的过程称为机械运动，简称运动。 机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。 知识回顾——机械运动 平动 转动 在研究冰块在桌面上的滑动（平动）时，是不是可以把冰块看作成一个点来简化运动过程呢？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 知识点一：质点 物体在实际运动的时候，各部分的运动情况一般不一样 例如骑车时 上半身通常摆动幅度很小 骑车动作主要由下半身完成 比如研究小蜜蜂从一处飞到另一处的轨迹时不必管它的翅膀如何抖动、身体如何倾斜 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 也就是说，研究小蜜蜂从一处飞到另一处的轨迹时，它的翅膀振动及身体倾斜不会影响研究目标，此时便可以将它看成一个整体，即看成一个“点”来研究，这就是质点 质点不是普通意义上的“几何点”，它是一种理想化模型，它将物体抽象为有质量的点，忽略物体的大小、形状 质点是什么点？ 为什么要有质点？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 研究飞机在空中的位置、离开地面的高度 研究地球公转 研究地球自转 体操比赛 研究火车从A地到B地通过的路程 参考答案：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究火车从上海到南京通过的路程；此时飞机、地球、火车本身的大小和形状是对所研究的问题没有多大的影响属于次要因素，因此可忽略，可看成质点。 研究地球自转和研究体操运动员比赛、要研究各个点的情况，所以不能用点来代替，形状和大小不能忽略，不可以看做质点。 观察思考：观察图片，说说在什么情况下物体可以看作为质点？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 1.质点的定义：忽略物体的大小和形状用来代替物体的、有质量的点。 2.看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。 （1）质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。 （2）一个物体能否看成质点，是由所研究问题决定的，跟物体自身体积、质量、和速度均无关。同一物体，研究问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。 3.对质点的几点说明: 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 学 科 （3）物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。 （4）物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。 平动 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 路程s： 1.定义：物体实际运动轨迹的长度 2.单位:“米/m” 位移x： 1.定义：描述物体位置的变化，从初位置到末位置的有向线段。 3.大小：线段的长度表示位移的大小， 4.方向：有向线段的指向表示位移的方向。 5.单位:“米/m” A点 B点 x/m y/m O 路程s 位移x 知识点二：路程和位移 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 位移的特征： 物体运动位移的大小由初位置到末位置的距离决定，而与运动的实际轨迹长度或路程无关。 位移：表示物体位置改变的物理量，所以位移不仅有大小还有方向。 如图，物体从A运动到B，不管沿着什么轨迹，它的位移都是一样的。这个位移可以用一条有方向的（箭头）线段AB 表示。 A点 B点 x/m y/m O 路程s 位移x 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 路程只有大小没有方向，而位移不仅有大小还有方向 标量：只有大小而没有方向的物理量 如：路程，时间，质量，温度，长度等 矢量：既有大小又有方向的物理量 如： 位移、速度、力等 回忆 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 1.小明在操场上跑步练习，已知跑道周长是400 m，教练让小明先进行热身跑两圈，再进行连续两个800 m训练，那么小明总共跑的路程是多少？位移呢？ 2R πR 路程是2400 m，位移是0 m 2.如图，一个质点沿半径为 R 的圆弧由A运动到B，在此过程中，它的位移大为 ，路程为 。 B A 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 物体在 t1 时刻处于“位置”x1，在 t2 时刻处于“位置” x2，那么x2 －x1就是物体的“位移”记为: Δx＝ x2 －x1 时刻和位置对应，时间间隔和位移对应 Δx的正负号表示位移的方向 0 1 2 3 4 5 6 ∆x t1 x1 t2 x2 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 t/s 0 1 2 3 4 5 X /m 0 5 10 15 20 25 t /s X /m 2 1 3 5 4 6 7 0 5 30 15 10 25 20 1.能求出物体在第4s的位移吗？ 2.描述物体的运动，位置与时刻、位移与时间间隔都是重要的物理量，怎么简单、直观地把它们同时表示出来呢？ 3.观察描出的6个点有什么规律？你是怎样表达除这六个时刻以外的位置的？ 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 （1）位移—时间图像的物理意义： 描述物体的运动位移随时间的变化关系。 （2）图像的建立： 纵轴表示位移，横轴表示时间。 （3）匀速直线运动的s-t图像： 匀速直线运动的s-t图像是一条倾斜的直线，表示质点的位移随时间均匀变化。 （4）对位移—时间图像的理解： a.坐标轴的正方向就是位移的正方向： 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 b.对图像的几点说明（观察右图s-t图像）： 纵截距： 横截距： 两图像的交点： 图像的斜率： 表示初始时刻离坐标原点的距离 表示物体从开始计时到开始运动间隔的时间 表示两物体在同一位置（即相遇） 图像的斜率的正负，表示物体运动的方向，即： ①斜率为正表示物体向正方形运动。 ②斜率为负表示物体向负方向运动。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 描述质点位置变化 描述质点轨迹的长度 从初位置到末位置的有向线段的长度 运动轨迹的长度 从初位置指向末位置 无方向 ①都是描述质点运动的物理量 ②都是过程量 ③单位相同 ④位移的大小不大于相应的路程 ⑤只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程 位移和路程的区别 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 小试牛刀 1.如图所示为一个时钟，下列说法正确的是( ) A.一秒钟之内，时针针尖的位移最小 B.一分钟之内，时针针尖的位移最小 C.一小时之内，秒针针尖的位移最大 D.永远不可能存在一段时间，在这段时间内时针、分针、秒针针尖的位移相等 A 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 2.在以下各项冰雪运动中，可以将运动员看成质点的是( ) A.图甲：研究速滑运动员的冲线技巧时 B.图乙：研究花滑运动员的技术姿态时 C.图丙：研究滑雪运动员的空中动作时 D.图丁：研究雪车运动员的比赛时间时 D 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 答案：D 解析：A.研究速滑运动员的冲线技巧时，运动员的体积和形状不可忽略，不能看成质点，故A错误； B.研究花滑运动员的技术姿态时，运动员的体积和形状不可忽略，不能看成质点，故B错误； C.研究滑雪运动员的空中动作时，运动员的体积和形状不可忽略，不能看成质点，故C错误； D.研究雪车运动员的比赛时间时，运动员的体积和形状可以忽略，可以看成质点，故D正确。 故选D。 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 3.（多选）如图所示是甲、乙两个物体在同一直线上运动的位置—时间图像，由图可知( ) A.乙开始运动时，两物体相距20 m B.在0~10 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大 C.在10~25 s这段时间内，两物体间的距离逐渐减小 D.两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇 BCD 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 课堂小结 ① 质点 （1）物体可看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响忽略不计时，可将物体看成质点. （2）物理意义：质点是一种理想化模型，建立质点的概念是为了简化研究的问题 1 把物体简化为无大小、有质量的点 质点没有面积、没有体积，不占据空间 实际不存在 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 ① 路程和位移 （1）路程：表示物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向，可能是直线，也可能是折线或曲线.路程和运动路径有关. （2）位移：①表示物体位置的变化，大小等于物体由初位置指向末位置的有向线段的长度，方向由初位置指向末位置，与物体的运动方向并不一定相同；②位移对应的是时间间隔，是个过程量，与运动路径无关. （3）路程与位移的关系：同一运动过程中的路程大于或等于位移的大小，只有在单向直线运动中，路程才等于位移的大小. 2 标量（只有大小，没有方向，例如质量、时间、路程等） 矢量（既有大小，又有方向，例如位移、速度、力等） 位移为零，路程不一定为零 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 ① 直线运动的位移 对于做直线运动的物体，在 t1、t2 时刻的位置分别记为 x1、x2 ，位移记为 ，若两坐标之差为正，则位移的方向指向 x 轴的正方向；若两坐标之差为负，则位移的方向指向 x 轴的负方向. 位移-时间图像 用来表示物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移. 3 4 在 x-t 图像中，位置坐标只有正、负两种，所以 x-t 图像只能描述直线运动 学习目标 情境导入 新课讲解 小试牛刀 课堂小结 感谢您的耐心观看 $$