第2节 质点和位移（导学案）物理鲁科版2019必修第一册

本文围绕“质点和位移”展开，承接参考系等知识背景，为后续运动学学习奠基。通过思考交流、自主探究等环节，构建物理观念，培养科学思维、探究能力，结合物理史实渗透科学态度与责任。 该设计亮点在于以实例引导思考，特色教法激发学生兴趣。从学生层面提升思维能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

第2节 质点和位移 导学案 物理观念 让学生掌握质点、位移等概念，构建物体运动描述的基本物理观念。 科学思维 借质点模型构建与位移分析，引导学生用科学思维处理复杂运动问题。 科学探究 通过探究活动，鼓励学生用多种方法求位移，培养创新实践能力。 科学态度 与责任 结合物理史实，培养学生严谨态度，增强应用物理知识的责任意识。 1.理解质点概念，掌握位移的矢量性及与路程的区别。（重点） 2.判断物体能否视为质点及准确计算位移大小和方向。（难点） 【知识回顾】 1．参考系：描述物体的运动时，选定的作为参考的物体。 2．参考系的选取 (1)在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面为参考系。 3.坐标系：物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的 坐标系 ．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立 一维 坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立 二维 坐标系来描述物体的位置。 4.时间和时刻：在时间轴上，时间对应 线段 ，时刻对应 点 。 【自主预习】 1．质点的定义：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 2．一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。 3.位置和位移：路程：物体运动轨迹的长度。位移：(1)定义：从初位置到末位置的有向线段。(2)大小：初、末位置间有向线段的长度。 (3)方向：由初位置指向末位置。 4.矢量：像位移这样既有大小又有方向的物理量。 标量：像温度、路程这种只有大小，没有方向的物理量。 5.直线运动的位移：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。 (1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。 (2)物体的位移：Δx＝x2－x1。 (3)Δx的绝对值表示位移的大小，Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与x轴的正方向相同，负值表示与x轴的正方向相反。 一．质点 【思考与交流1】 1．雄鹰拍打翅膀在空中翱翔时，你是否可以准确地描述它的运动呢？ 2．足球在地上滚动时，你是否可以准确地描述它的运动？ 对以上两个实例，之所以我们不能够准确的描述出翱翔的雄鹰和滚动的足球的运动，你认为困难和麻烦出在哪里呢？ 3．如果我们研究雄鹰从我国黑龙江飞到西藏用的时间的话，雄鹰的形状大小会有影响吗？ 【思考与交流2】 1．下列两种情况下，对于“很大”的地球来说，它可以看做质点吗？ 2．下列两种情况下，对于“很长”的火车来说，它可以看做质点吗？ 3．下列情况下，对于“很小”的足球和乒乓球来说，它可以看做质点吗？ 4．下列情况下，对于“旋转”的运动员来说，它可以看做质点吗？ 要点提炼： 1．是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看做质点？ 2．当涉及问题研究物体自身转动和具体动作时，物体是否可看做质点？ 3．日常生活中是否存在质点？ 4．物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同？ 二、路程与位移 【思考与交流3】 中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海”. 许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题:我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳? 1.如图，从和田到罗布泊，我们会有不同的路径可以选择，尽管路径不同，但也有相同点，你能找出来吗？ 2.我们应该如何描述沿不同路径的位置变化呢？ 3.如果从和田到另外某个地方连接的线段长度与和田到罗布泊的线段长度相同，这两个位置的变化相同吗？ 4.我们应该再如何修改一下，就可以更加准确的描述沿不同路径的位置变化呢？ 【自主探究】 如果我们知道了某一辆汽车每一个时刻的位置或者某一段时间内的位移，有什么办法可以把汽车的每一个时刻对应的位置直观的表示出来呢？ 三、矢量和标量 【思考与交流4】 200米比赛中，各个运动员的路程一样吗？位移呢？ 铅球比赛的成绩是铅球发生的路程还是位移？ 【拓展与交流】 如图所示，王丽同学在操场散步，从操场中的A位置向东走了30m的距离到达B位置，又向南走了40m的距离到达C位置，求：王丽同学从操场A位置到C位置的位移大小和路程？ 1.2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行。下列比赛中可把研究对象看成质点的是（　　） A．研究苏炳添在百米跑比赛的起跑技术时的苏炳添 B．研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作时的马龙 C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作时的施廷懋 D．研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹时的子弹 【答案】D 【详解】A．研究苏炳添在百米跑比赛的起跑技术时，苏炳添的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略，即此时的苏炳添不能看为质点，A错误； B．研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作时，马龙的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略，即此时的马龙不能看为质点，B错误； C．研究女子3米板冠军施廷的跳水动作时，施廷懋的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略，即此时的施廷懋不能看为质点，C错误； D．研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹时，子弹的形状和体积对所研究问题的影响可以忽略，即此时的子弹可以看成质点，D正确。故选D。 2.（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点 B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点 C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略 D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同 【答案】B 【详解】A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球的形状和大小不能忽略，故不可以看成质点，故A错误； B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，要考虑乒乓球的大小和形状，则乒乓球不能看成质点，故B正确； C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小不可以忽略，故C错误； D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分有转动和平动，各部分的速度不可以视为相同，故D错误； 故选B。 3.2024年5月28日，历时约8.5小时，神舟十八号载人飞船的航天员刷新了中国航天员单次出舱活动时间纪录，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备巡检等任务。下列说法正确的是（　　） A．执行载人飞船与核心舱交会对接时，可将载人飞船看作质点 B．研究宇航员出舱太空行走的姿态，可将宇航员看作质点 C．操作机械臂旋转的工作过程，可将机械臂看作质点 D．研究载人飞船绕地球一圈的时间，可将载人飞船看作质点 【答案】D 【详解】A．执行载人飞船与核心舱交会对接时，载人飞船的形状大小不能忽略不计，不可以将载人飞船看作质点，故A错误； B．研究宇航员出舱太空行走的姿态，宇航员的形状大小不能忽略不计，不可以将宇航员看作质点，故B错误； C．操作机械臂旋转的工作过程，机械臂的形状大小不能忽略不计，不可以将机械臂看作质点，故C错误； D．研究载人飞船绕地球一圈的时间，载人飞船的形状大小能忽略不计，可将载人飞船看作质点，故D正确。 故选D。 4.小李同学在班里讲了龟兔赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。关于龟兔的运动，下列说法正确的是（　　） A．乌龟做的是直线运动，兔子做的是曲线运动 B．乌龟和兔子是同时同地出发的 C．时间内兔子运动的路程等于乌龟的路程 D．乌龟和兔子在比赛途中相遇过1次 【答案】C 【详解】A．因x-t图像只能描述直线运动，即乌龟和兔子做的都是直线运动，选项A错误； B．由图可知，乌龟和兔子是同地但不同时出发的，选项B错误； C．由图可知，时间内兔子运动的路程等于乌龟的路程，选项C正确； D．因两图像有两个交点，可知乌龟和兔子在比赛途中相遇过2次，选项D错误。故选C。 5.某一天，张明陪同父母参观故宫博物院后，驾车从天安门到新街口，行车路线如图中黑线所示。图中显示，他们沿长安街向正西方向行驶了3.0km，在西单路口转向正北方向继续行驶了4.0km后，到达目的地。在这个过程中，张明驾驶汽车经过的路程和发生位移的大小分别是（　　） A．3.0km，4.0km B．3.0km，7.0km C．7.0km，5.0km D．5.0km，7.0km 【答案】C 【详解】路程是指物体所经过的路径的长度，所以路程为 位移是从初位置到末位置的有向线段，所以位移的大小为 故选C。 6.2024广州马拉松赛将于2024年12月8日举行。在马拉松比赛涉及的下列物理量中，属于矢量的是（　　） A．质量 B．路程 C．时间 D．位移 【答案】D 【详解】A．质量只有大小，没有方向，是标量，不是矢量，故A错误； B．路程只有大小，没有方向，是标量，不是矢量，故B错误； C．时间只有大小，没有方向，是标量，不是矢量，故C错误； D．位移既有大小又有方向，是矢量，故D正确。 故选D。 7.一个质点在x轴上运动，自计时时刻开始，每个时刻的坐标位置如表所示，质点在第几秒内的位移最小，以下说法正确的是（　　） 0 1 2 3 4 1 5 A．第内 B．第内 C．第内 D．第内 【答案】C 【详解】位移为起点到终点的有向线段，则第1s内的位移为4m，第2s内的位移为-8m，第3s内的位移为2m，第4s内的位移为-6m，则第3s内的位移的大小最小为2m。 故选C。 8.（2022·辽宁·高考真题）如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了，小车在桥架上单向移动了。该次作业中小车相对地面的位移大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据位移概念可知，该次作业中小车相对地面的位移为 故选C。 知识梳理与关联 方法与能力提升 疑问与拓展 自我评估 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 质点和位移 导学案 物理观念 让学生掌握质点、位移等概念，构建物体运动描述的基本物理观念。 科学思维 借质点模型构建与位移分析，引导学生用科学思维处理复杂运动问题。 科学探究 通过探究活动，鼓励学生用多种方法求位移，培养创新实践能力。 科学态度 与责任 结合物理史实，培养学生严谨态度，增强应用物理知识的责任意识。 1.理解质点概念，掌握位移的矢量性及与路程的区别。（重点） 2.判断物体能否视为质点及准确计算位移大小和方向。（难点） 【知识回顾】 1．参考系：描述物体的 时，选定的作为 的物体。 2．参考系的选取 (1)在描述一个物体的运动时，参考系可以 选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会 。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以 为参考系。 3.坐标系：物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的 ．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立 坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立 坐标系来描述物体的位置。 4.时间和时刻：在时间轴上，时间对应 ，时刻对应 。 【自主预习】 1．质点的定义：在某些情况下，可以忽略物体的 和 ，把它简化为一个具有 的点，这样的点叫作质点。 2．一个物体能否看成质点是由 决定的。 3.位置和位移：路程：物体 的长度。位移：(1)定义：从初位置到末位置的 线段。(2)大小：初、末位置间有向线段的 。 (3)方向：由 位置指向 位置。 4.矢量：像位移这样既有大小又有 的物理量。 标量：像温度、路程这种只有大小，没有 的物理量。 5.直线运动的位移：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示。 (1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示。 (2)物体的位移：Δx＝ 。 (3)Δx的绝对值表示位移的大小，Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与x轴的正方向 ，负值表示与x轴的正方向 。 一．质点 【思考与交流1】 1．雄鹰拍打翅膀在空中翱翔时，你是否可以准确地描述它的运动呢？ 2．足球在地上滚动时，你是否可以准确地描述它的运动？ 对以上两个实例，之所以我们不能够准确的描述出翱翔的雄鹰和滚动的足球的运动，你认为困难和麻烦出在哪里呢？ 3．如果我们研究雄鹰从我国黑龙江飞到西藏用的时间的话，雄鹰的形状大小会有影响吗？ 【思考与交流2】 1．下列两种情况下，对于“很大”的地球来说，它可以看做质点吗？ 2．下列两种情况下，对于“很长”的火车来说，它可以看做质点吗？ 3．下列情况下，对于“很小”的足球和乒乓球来说，它可以看做质点吗？ 4．下列情况下，对于“旋转”的运动员来说，它可以看做质点吗？ 要点提炼： 1．是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看做质点？ 2．当涉及问题研究物体自身转动和具体动作时，物体是否可看做质点？ 3．日常生活中是否存在质点？ 4．物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同？ 二、路程与位移 【思考与交流3】 中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海”. 许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题:我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳? 1.如图，从和田到罗布泊，我们会有不同的路径可以选择，尽管路径不同，但也有相同点，你能找出来吗？ 2.我们应该如何描述沿不同路径的位置变化呢？ 3.如果从和田到另外某个地方连接的线段长度与和田到罗布泊的线段长度相同，这两个位置的变化相同吗？ 4.我们应该再如何修改一下，就可以更加准确的描述沿不同路径的位置变化呢？ 【自主探究】 如果我们知道了某一辆汽车每一个时刻的位置或者某一段时间内的位移，有什么办法可以把汽车的每一个时刻对应的位置直观的表示出来呢？ 三、矢量和标量 【思考与交流4】 200米比赛中，各个运动员的路程一样吗？位移呢？ 铅球比赛的成绩是铅球发生的路程还是位移？ 【拓展与交流】 如图所示，王丽同学在操场散步，从操场中的A位置向东走了30m的距离到达B位置，又向南走了40m的距离到达C位置，求：王丽同学从操场A位置到C位置的位移大小和路程？ 1.2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行。下列比赛中可把研究对象看成质点的是（　　） A．研究苏炳添在百米跑比赛的起跑技术时的苏炳添 B．研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作时的马龙 C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作时的施廷懋 D．研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹时的子弹 2.（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点 B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点 C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略 D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同 3.2024年5月28日，历时约8.5小时，神舟十八号载人飞船的航天员刷新了中国航天员单次出舱活动时间纪录，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备巡检等任务。下列说法正确的是（　　） A．执行载人飞船与核心舱交会对接时，可将载人飞船看作质点 B．研究宇航员出舱太空行走的姿态，可将宇航员看作质点 C．操作机械臂旋转的工作过程，可将机械臂看作质点 D．研究载人飞船绕地球一圈的时间，可将载人飞船看作质点 4.小李同学在班里讲了龟兔赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。关于龟兔的运动，下列说法正确的是（　　） A．乌龟做的是直线运动，兔子做的是曲线运动 B．乌龟和兔子是同时同地出发的 C．时间内兔子运动的路程等于乌龟的路程 D．乌龟和兔子在比赛途中相遇过1次 5.某一天，张明陪同父母参观故宫博物院后，驾车从天安门到新街口，行车路线如图中黑线所示。图中显示，他们沿长安街向正西方向行驶了3.0km，在西单路口转向正北方向继续行驶了4.0km后，到达目的地。在这个过程中，张明驾驶汽车经过的路程和发生位移的大小分别是（　　） A．3.0km，4.0km B．3.0km，7.0km C．7.0km，5.0km D．5.0km，7.0km 6.2024广州马拉松赛将于2024年12月8日举行。在马拉松比赛涉及的下列物理量中，属于矢量的是（　　） A． 质量 B．路程 C．时间 D．位移 7.一个质点在x轴上运动，自计时时刻开始，每个时刻的坐标位置如表所示，质点在第几秒内的位移最小，以下说法正确的是（　　） 0 1 2 3 4 1 5 A．第内 B．第内 C．第内 D．第内 8.（2022·辽宁·高考真题）如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了，小车在桥架上单向移动了。该次作业中小车相对地面的位移大小为（　　） A． B． C． D． 知识梳理与关联 方法与能力提升 疑问与拓展 自我评估 高中物理第二课，理想模型叫质点。物体能否当质点，最后结果是关键。大小和形状，如果会影响，打死不能选。 位移像个‘直性子’，只看起点和终点；路程却是‘弯弯绕’，沿途足迹都计较。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$