1.1-1.2 质点、位移和时间 课件-2026-2027学年高一上学期物理沪科版必修第一册

该高中物理课件围绕质点、时间、位移及匀速直线运动展开，以全红婵夺金等实例导入机械运动，通过问题链引导学生从物体运动的复杂性抽象出质点模型，再结合时间轴、坐标系建立时间与位移的概念，形成连贯的运动学知识支架。 其亮点在于突出科学思维中的模型建构，如通过质点定义及例题分析物理模型的应用，结合DIS实验系统展示x-t图像的现代探究方法。采用实例辨析（如时间时刻区分、位移路程对比）和实验操作，帮助学生建立运动观念，培养科学探究能力，也为教师提供丰富教学资源，提升课堂效率。

1.1-1.2 质点 时间 位移 在物理学中，把物体空间位置随时间的变化称为机械运动。 ‹#› Modera 一、质点 全红婵夺金，陈芋汐摘银！ 我们如何准确地描述他们的运动呢？ 鸟类前庭平衡器 思考：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难出在哪里？怎样解决这一问题？ 任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般说来并不一样。 ‹#› Modera 在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把实际的物体抽象为一个有质量的点，这样的点称为质点。 一、质点 何种条件下可将物体抽象为质点？ ‹#› Modera 研究地球公转 研究地球自转 当研究对象的尺寸与其运动范围相比小很多时，可以把研究对象抽象为质点。 一、质点 同一种物体在不同的情况下，能否被看做质点的情况也不同。 ‹#› Modera 质点是我们在研究实际物体的运动时，为了突出影响物体运动的主要因素，从实际物体抽象出来的物理模型。 物体能否抽象为质点，取决于要研究的问题。用质点代表物体后，不能影响对问题的研究。 一、质点 【例1】下列四种情况中，可将物体作为质点处理的是（ ） A．火车过桥 B．火车从北京到上海 C．舞蹈演员在散步 D．舞蹈演员在跳舞 BC ‹#› Modera 【例2】下列关于质点的说法中正确的是（ ） A. 只有体积很小的物体才能看成是质点 B. 质点不一定代表一个很小的物体 C. 无论大物体还是小物体，在机械运动中一律看成质点 D. 当物体的大小远小于运动的距离时，可以把物体看成质点 BD 在物理学中，通过突出事物的主要因素，忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”，称为“物理模型”。质点的定义就是利用了模型建构的方法。 一、质点 ‹#› Modera 常见的物理模型： 对象模型：质点、纯电阻、理想气体 过程模型：直线运动、圆周运动 条件模型：光滑、无限长、忽略空气阻力、绝热 结构模拟模型：原子示意图、力作用示意图 模型构建是一种重要的思想方法 真实的现象往往纷繁庞杂，在研究问题时首先要在分析研究大量现象的基础上把实际的问题抽象为模型。通过把复杂问题简单化，再把简单问题模型化，可以更好地研究事物，抓住问题的本质，发现规律。 一、质点 ‹#› Modera 二、时间 回顾：机械运动 物体空间位置随“时间”的变化 辨析：动车什么时间出发？经过多少时间到站？ 时刻 时间间隔 日常生活中通常所说的“时间”有时指的是时刻，有时指的是时间间隔。 ‹#› Modera 时间间隔和时刻 1. 时刻：某一瞬间（时间轴上的某一点），如t1、t2 2. 时间间隔：两个时刻的间隔（时间轴上某一段），Δt = t2 − t1 用数轴来表示时刻和时间间隔，将其称为“时间轴” Δt t O t2 Δt1 t1 Δt2 时间轴 如果将计时起点设为时间轴的原点，通常用 t 来表示相对计时起点的时间间隔。 二、时间 ‹#› Modera 【例3】图中所示是一条时间轴线，0是开始计时的时刻，试说明下列哪些属于“时刻”，哪些属于“时间”？你能分别将它们标在图上吗？ ①3s末；②第3s；③前3s； ④第3s末；⑤第3s初； ⑥从第3s起的3s内。 第一秒末 第五秒末 第二秒初 第六秒初 前三秒 第五秒内 第七秒 二、时间 t/s 0 1 2 3 4 5 6 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ‹#› Modera 三、位移 参考系 为了描述物体的运动必须选定另一个物体作为参照，这个被选定的物体称为参考系（reference frame）。 直角坐标系 y/km A x/km Aʹ O 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 A点的位置发生了变化。 二维情况下，在此平面内选定一个点作为坐标原点，也是一种参考系。 ‹#› Modera 我们把物体在运动中通过的路径（或轨迹）的长度称为路程（path）。 从甲地到乙地的位置变化都相同，但是通过的路径（或轨迹）并不相同。 三、位移 在物理学中，物体位置的变化用物理量位移（displacement）来表示。用一条由起点指向终点的有向线段来表示位移。 ‹#› Modera 1. 定义：由初位置指向末位置的有向线段称为位移。 2. 符号：x 单位：米(m) 4. 大小：有向线段的长度。 方向：由初位置指向末位置。 注意：求位移时必须回答方向。 3. 意义：描述物体位置变化的物理量。 三、位移 y O B A xAB x 思考：位移这个物理量有什么方便之处？ 忽略过程，只考虑首尾，简化解题 ‹#› Modera 思考：在一维坐标系中用坐标表示物体的位置，位移应该如何表示？ 三、位移 讨论：某物体从A点运动到B点，坐标 xA为5m，xB为2m，物体的位移大小等于多少？方向如何？ Δx＝ xB− xA= 2 m − 5m= −3m 位移的方向指向x轴的负方向 x x xB xA O 1 2 3 4 5 用坐标变化来表示 若两坐标之差为正，位移方向指向x轴的正方向； 若两坐标之差为负，位移方向指向x轴的负方向。 ‹#› Modera 【例3】某同学从花园里的 A 点出发， 沿着小路先向东走了 40m 到达 B 点，再向北走了 30m 到达终点C。（1）请在图上用有向线段表示从 A 到 B、从 B 到 C 的位移，并给出该同学在整个过程中的位移。（2）从A出发绕花园一周回到A点过程中的位移。 （1）50 m、东偏北37º。（2）0 ‹#› Modera 【例4】皮球从离地面4m高处落下，又从地面弹回到离地面1m高处时被人接住。 下落过程的位移 反弹过程的位移 皮球的位移 以竖直向上为正方向 以竖直向下为正方向 （1）完成下表 （2）下落过程的位移①________（“大于”或“小于”）反弹过程的位移② -4m，1m，-3m，4m，-1m，3m； 大于 ‹#› Modera 四、标量和矢量 1. 矢量：既有大小又有方向的物理量叫作矢量。 2. 标量：只有大小没有方向的物理量叫作标量。 如：力 、位移、速度 如：质量、体积、路程。 辩一辩：以下物理量是矢量还是标量？ 时间有没有方向？ 温度有没有方向？ 电流有没有方向？ 时间、温度、电流均是标量 ‹#› Modera 3. 状态量：描述物质系统在某状态的性质 4. 过程量：描述在某一过程中状态量的变化 时刻 时间间隔 位置 位移 能量 功（能量的改变量） 四、标量和矢量 【例1】关于位移，下述说法中正确的是（ ） A. 直线运动中位移的大小必和路程相等 B. 若质点从某点出发后又回到该点，不论怎么走位移都为零 C. 质点做不改变方向的直线运动时，位移和路程完全相同 D. 两次运动的路程相同时位移也必相同 B 思考：什么条件下，位移大小与路程相等？ ‹#› Modera t/s 0 1 2 3 4 s/m 0 5 －4 －1 －7 【例2】一个质点沿x轴运动，它所经历的时间及对应的位置坐标如右表所示。 第_____________s内质点的位移最大，位移为_____________m。 第3s内的位移为_____________m，前4s内的位移为_____________m。 2，－9，+3，－7 ‹#› Modera 不同物体位置变化的快慢即运动的快慢往往不同。 物理中最熟悉、最简单的运动： 匀速直线运动 x/m t/s O 0.10 0.24 0.16 0.08 0.08 0.06 0.04 0.02 图像 数学关系 文字叙述 x = 0.5 t 如何描述 在任意相等时间内物体的位移总是相等的运动，称为匀速直线运动（匀速运动）（uniform motion） 理想的过程模型 一、匀速直线运动 ‹#› Modera 一、匀速直线运动 1.定义： 速度等于质点的位移x跟发生这一位移所用时间t之比。符号：v 比值定义法 数值上等于物体在单位时间内的位移大小，与当前的位移和时间没有必然关系。 2. 表达式： 3. 单位： 米/秒（m/s）、千米/时（km/h） 1 m/s=3.6 km/h 4. 物理意义： 描述质点位置变化快慢的物理量 由于位移是矢量，速度也是矢量。速度的方向即位移的方向。 ‹#› Modera 1. x-t图像： O x2 x1 t x t2 t1 Δx Δt 正负表示运动方向——k>0 表示正方向运动 是一条倾斜直线，斜率表示速度的大小。 2. v-t图像： 是一条平行于时间轴线的直线，图中阴影部分的面积(v1×t1)表示一段运动时间内质点的位移。 一、匀速直线运动 ‹#› Modera 【例3】物体1、2、3作直线运动的位置随时间变化的规律如图1、2、3所示。 （1）x-t图中横纵坐标表示什么意思？ （2）物体是从图像中的A点运动到B点吗？ （3）2图上的时刻t0、3图上的位置x0表示什么意思？ （4）图像反映物体做什么运动，三图反映的运动情况有什么不同？ （5）t1到t2的过程中，物体运动的位移各是多少？ （6）图3中两图像的交点有什么意义，两物体的速度相同吗？ 一、匀速直线运动 （1）位移，正负表示方向。 （2）不是，物体是从位置 xA​ 运动到位置 xB​，而不是从图上的 A 点运动到 B 点。 （3）2图上的时刻t0代表出发时刻，3图上的位置x0指物体出发时所在位置。 （4）物体均做匀速直线运动，图1是t=0时刻出发，正向匀速直线，图2是t0时刻出发，正向匀速直线，图3是从x0位置出发，反向匀速直线运动。 （5）t1到t2的过程中，物体运动的位移均为x2-x1。 （6）图3中两图像的交点代表t1时刻，两物体相遇。 ‹#› Modera 二、x-t 图像（DIS） 现代实验技术——数字化信息系统（DIS） DIS是我们对________________的简称，它是运用现代信息技术进行学习的一种手段，DIS实验系统的基本结构包括__________、 和计算机。DIS实验分别是英文 、 、 三个词的缩写。 数字化信息系统 传感器 数据采集器 Digital Information System 数据采集 处理 显示 ‹#› Modera 24 二、x-t 图像（DIS） 【例4】用DIS实验系统研究物体运动的x~t图像， （1）位移传感器直接测量的是_________________。 （2）利用位移传感器得到如图所示的图像，从图中可知，0～2.0s间位移传感器的发射部分______（选填“靠近”或“远离”）接收部分，2.0～4.0s间的一段水平线表示物体处于___________状态。 x（m） t（s） 0 0.5 1 3 2 4 通过相同距离时，红外线和超声波传播的时间差，以得到位移。 远离 静止 分体式位移传感器 发射器 超声波 红外线 脉冲 强度 脉冲 强度 O O t t t1 t1 红外线脉冲 超声波脉冲 t2 接收器 ‹#› Modera $