第1章 第2节 质点和位移(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（鲁科版2019）

第2节　质点和位移 1.物理模型:研究物理问题时,常常需要抓住主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模 型。如果物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略,我们就可以把物体简化为一个点, 认为物体的所有质量都集中在这个点上,把这种用来代替物体的具有质量的点称为质点。 2.物体看成质点的条件:当物体的形状与大小对研究的问题可以忽略时,可将物体看成质 点。 知识 清单破 知识点 1 质点 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 1.路程:表示物体运动轨迹的长度,没有方向,是标量。 2.位移:是描述物体位置变化的物理量。 位移可直观地用一条从初位置指向末位置的有向线段表示,线段的长度表示位移的大小,箭 头的方向表示位移的方向,位移是矢量。 3.做直线运动的物体的位置和位移 研究直线运动时,在物体运动的直线上建立一维直线坐标系。 (1)物体的初、末位置:可用位置的坐标x1、x2表示。 (2)物体的位移可用两个位置坐标的变化量表示,即s=x2-x1。 知识点 2 位移 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 1.矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移、力等。 2.标量:只用大小就能描述的物理量,如质量、温度、时间等。 3.运算方法 标量的运算法则为代数运算,即高中以前所学的加、减、乘、除、乘方和开方等运算方法; 矢量的运算法则为平行四边形定则,这要在以后学到。 知识点 3 机矢量和标量 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 随着大气污染日益严重,全球逐渐变暖,北极熊的生存环境越来越恶劣,导致北极熊的数量 锐减。如图所示,AB段为北极熊在寒冷的雪地里觅食时留下的足迹。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 1.研究北极熊从A点到B点的运动轨迹,可以把北极熊视为质点。 (　    ) 2.研究北极熊进食的过程时,可以把北极熊视为质点。 (　    ) 研究北极熊进食的过程时,北极熊的大小和形状不能忽略,不能把北极熊看成质点。 3.北极熊从A点到B点的运动轨迹长度叫位移。 (　    ) 4.A、B两点连线的长度就是位移。 (　    ) 位移是矢量,既有大小又有方向,A、B两点连线的长度仅能表示位移的大小。 √ ✕ ✕ ✕ 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 用固定的照相机垂直对准运动着的一只鸟的运动方向,然后每隔相等的时间对其拍照一次, 可以得到一连串的照片,假设把这些照片按照时间一张张叠起来,就可以得到如图所示的图 片。 观察这张叠图,你觉得要准确描述物体的位置,容易吗? 疑难 情境破 疑难1 物体何时可以视为质点 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 如果换个角度看,忽略运动者形状、摆动和姿势上的差异,只关心它的运动轨迹,可以简化 处理吗? 如果换个角度看,忽略运动者形状、摆动和姿势上的差异,只关心它的运动轨迹,描 述运动者的位置时,可以简化为描述身体上某一点的位置。 问题2 为什么要引入“质点”这一概念? 　为了便于描述运动。 提示 提示 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 问题4 人类居住的地球绕太阳公转,同时又在自转。地球到太阳的距离约1.5×108 km,而地球的直 径只有约1.3×104 km。那么,在研究地球公转周期或公转速度的时候,能否把地球看成一个质 点? 　 能。 问题3 什么样的物体可以看成质点? 　 一个物体能否看成质点是由所研究的问题决定的,要视具体情况而定,研究物体的运 动时,若可以不考虑物体的大小和形状,就可以将物体看成质点。 提示 提示 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.质点与几何点的区别 质点是用来代替物体的具有质量的点,其突出的特点是“具有质量”,但是没有大小、体积 和形状,它与几何中的“点”有本质区别,几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。 2.质点是一种“理想化模型” (1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽 象,实际并不存在。 (2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的 “物理模型”。 (3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理 学中经常采用的一种研究方法。 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 3.物体可以看成质点的几种情况 (1)物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。 (2)做平动的物体,由于物体上各点的运动情况完全相同,通常可以用一个点来代替整个物 体,但并不是任何情况下都能看作质点。例如研究火车通过桥梁的时间时,火车不能看作质 点。 (3)物体虽然有转动,但是因转动而引起的物体各部分的运动差异对所研究的问题不起主要 作用时,物体可视为质点。研究物体的转动或由转动产生的现象时,物体不能视为质点,例 如研究昼夜交替现象时,地球不能视为质点。 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 某市某大学寒假开学时间定于2月17日,许多学生选择提前一天返校。2月16日这天,来自全 国各地的学生们乘火车来到了该城市的火车站,他们有多种方式到达该大学,如图为两种出 行方案的线路图。   疑难2 路程和位移 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 以上两种出行方式,路程是否相同? 　不同。 问题2 以上两种出行方式,位移是否相同? 　相同。 问题3 假设某同学乘车前半阶段的位移为2 km,后半阶段的位移为1.5 km,则总位移一定是3.5 km 吗? 　不一定。位移是矢量,其运算不满足代数运算法则,总位移不一定是3.5 km。 提示 提示 提示 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 位移 路程 区别 物理意义 表示质点的位置变化 表示质点运动轨迹的长度 大小 从初位置指向末位置的有向线段的长度 运动轨迹的长度 方向 从初位置指向末位置 无方向 决定因素 由质点的初、末位置决定,与质点的运动路径无关 既与质点的初末位置有关,也与质点的运动路径有关 联系 (1)都是过程量,描述质点运动的空间特征 (2)一般来说,位移的大小要小于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    (1)如果某段时间内物体通过的路程为零,则这段时间内物体静止;但如果位移 为零,则在这段时间内物体不一定静止。 (2)位移可用带“+”“-”号的数字和单位表示,但位移的正、负不表示大小,仅表示方向。 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 典例　一个人晨练,按如图所示路线运动,大圆半径为R,中央的S部分是两个直径为R的半圆 【1】。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进【2】。求:   (1)他从A点第一次走到O点时的位移的大小和方向。 (2)他从A点第一次走到D点时的位移和路程。 信息提取　【1】两个半圆的总弧长为πR。 【2】运动轨迹为曲线,路程与位移大小不相等。 思路点拨　位移是矢量,大小等于初、末位置间的距离,方向由初位置指向末位置【3】;路程 是标量,大小等于运动轨迹的长度。 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)从A点第一次走到O点时的位移的大小等于线段AO的长度,即x1=R,方向为由A指 向O(由【3】得到)。 (2)从A点第一次走到D点时的位移的大小等于线段AD的长度,即x2= R,方向为由A指 向D。从A点第一次走到D点时的路程等于运动轨迹的长度,即s= ×2πR+2π× =2.5πR(由 【1】【2】得到)。 答案    (1)R　由A指向O (2) R,方向为由A指向D    2.5πR 第1章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 $$