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第2節(jié) 質(zhì)點(diǎn)和位移,填一填,練一練,一、質(zhì)點(diǎn)(見(jiàn)課本第18頁(yè)) 1.定義:物理學(xué)上把用來(lái)代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。 2.物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件:在探究物理問(wèn)題時(shí),為了研究問(wèn)題的需要,有時(shí)可以忽略物體的大小、形狀等因素,把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。 二、位移(見(jiàn)課本第20頁(yè)) 1.位移與路程的區(qū)別如下表所示。,,,,,,,,,填一填,練一練,2.一維坐標(biāo)系中位移的表示:s=x2-x1,位移的正、負(fù)表示位移的方向,位移為正值時(shí),表示位移方向沿x軸正方向;位移為負(fù)值時(shí),表示位移方向沿x軸負(fù)方向。 三、矢量與標(biāo)量(見(jiàn)課本第20頁(yè)) 只用大小就能描述的物理量叫標(biāo)量。既有大小又有方向的物理量叫矢量。 四、位移—時(shí)間圖象(s-t圖象)(見(jiàn)課本第20頁(yè)) 在平面直角坐標(biāo)系中,用橫軸表示時(shí)間t,用縱軸表示位移s,根據(jù)給出的(或測(cè)定的)數(shù)據(jù),標(biāo)出幾組(t,s)的位置點(diǎn),用光滑的曲線將幾個(gè)點(diǎn)連接起來(lái),這種圖象就叫做位移—時(shí)間圖象,勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象是一條傾斜的直線。,,,,,,,,,,,,,,填一填,練一練,(多選)下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中,正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的球 B.只有很小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn) C.質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體,只是一種理想化模型 D.大的物體有時(shí)也可以看成質(zhì)點(diǎn) 解析:質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體,更不是小球,是實(shí)際物體的近似,是一種理想化模型。一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn),并不在于它的大小,關(guān)鍵在于在所研究的問(wèn)題中,其大小能否忽略。 答案:CD,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解 研究一列火車從北京運(yùn)動(dòng)到上海的路程,火車能否看做質(zhì)點(diǎn)?研究火車經(jīng)過(guò)一座橋梁所需要的時(shí)間,火車能否看做質(zhì)點(diǎn)?研究火車發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及車輪的運(yùn)動(dòng),火車能否看做質(zhì)點(diǎn)?,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.理想化模型 (1)“理想化模型”是為了使研究的問(wèn)題得以簡(jiǎn)化或研究問(wèn)題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象,實(shí)際并不存在。 (2)“理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點(diǎn),突出問(wèn)題的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。 (3)“理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對(duì)客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映,是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法。 2.對(duì)質(zhì)點(diǎn)的認(rèn)識(shí) (1)質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn),其突出的特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”,但是沒(méi)有大小、體積、形狀,它與幾何中的“點(diǎn)”有本質(zhì)區(qū)別。,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,(2)質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”。 (3)可將物體看做質(zhì)點(diǎn)的幾種情況 ①平動(dòng)物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同,可以選物體上任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),故在研究平動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)時(shí),可以把物體看做質(zhì)點(diǎn)。 ②轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是所要研究的主要問(wèn)題,物體本身的大小和形狀成了次要因素,此時(shí)可把物體看做質(zhì)點(diǎn)。 ③運(yùn)動(dòng)物體的大小和形狀跟所研究的問(wèn)題有關(guān)的距離相比可忽略不計(jì)時(shí),可將物體看做質(zhì)點(diǎn)。 (4)一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn),與物體本身的大小和形狀無(wú)關(guān)。關(guān)鍵是看物體的大小和形狀在研究物體的運(yùn)動(dòng)中是否為次要因素。,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例題1】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960005(多選)下列說(shuō)法中正確的是( ) A.太陽(yáng)很大,不能看做質(zhì)點(diǎn),而原子核很小,一定可以看做質(zhì)點(diǎn) B.當(dāng)研究地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度時(shí),可以將地球看做質(zhì)點(diǎn),而不可以將太陽(yáng)看做質(zhì)點(diǎn) C.研究奧運(yùn)冠軍張怡寧打出的乒乓球的旋轉(zhuǎn)方向時(shí),不能把乒乓球看做質(zhì)點(diǎn) D.研究平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時(shí),可以將汽車看做質(zhì)點(diǎn),問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)速度時(shí),由于地球直徑(約1.3×107 m)和太陽(yáng)的直徑(約1.4×109 m)比日地距離(約1.5×1011 m)要小得多,可以忽略不計(jì),故可以把地球和太陽(yáng)都看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤。當(dāng)研究地球的自轉(zhuǎn)引起的晝夜交替等現(xiàn)象時(shí),地球上不同區(qū)域的情況不同,此時(shí)地球本身的形狀和大小就占主導(dǎo)地位,不能忽略,因此地球就不能被看做質(zhì)點(diǎn)。如果研究原子的結(jié)構(gòu)、原子核的構(gòu)成時(shí),原子核就不能看做質(zhì)點(diǎn),因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤。研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)方向時(shí),不能把它看做質(zhì)點(diǎn),若看做質(zhì)點(diǎn),則觀察不到旋轉(zhuǎn)情況了,選項(xiàng)C正確。在平直的高速公路上飛馳的汽車,盡管車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),但我們研究的是汽車的速度,對(duì)整個(gè)車的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)研究的問(wèn)題沒(méi)有影響,因此可以將汽車看做質(zhì)點(diǎn),故選項(xiàng)D正確。 答案:CD,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓(xùn)練1 在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),下列加點(diǎn)物體可看做質(zhì)點(diǎn)的是( ) A.研究校運(yùn)動(dòng)會(huì)上跳高運(yùn)動(dòng)員的過(guò)竿動(dòng)作 B.研究火車全部通過(guò)長(zhǎng)江大橋所需的時(shí)間 C.研究“嫦娥”2號(hào)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡 D.研究跳水運(yùn)動(dòng)員的入水動(dòng)作 解析:研究運(yùn)動(dòng)員的過(guò)竿動(dòng)作,主要看運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作、過(guò)竿技巧,不能看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;火車過(guò)橋時(shí)間需要考慮火車的長(zhǎng)度,不能看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;研究“嫦娥”2號(hào)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),衛(wèi)星的大小、形狀可以忽略,能看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)C正確;研究跳水比賽,主要看運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作、跳水技巧,不能看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:C,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系 如圖是上海航空港的航線分布情況,每一條線表示什么意思?是不是飛機(jī)的真正飛行軌跡?,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960006(多選)如圖為某學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道的示意圖,其中A點(diǎn)是所有跑步項(xiàng)目的終點(diǎn),也是400 m、800 m賽跑的起跑點(diǎn),B點(diǎn)是100 m賽跑的起跑點(diǎn)。在一次校運(yùn)動(dòng)會(huì)中,甲、乙、丙三位同學(xué)分別參加了100 m、400 m和800 m賽跑,則從開(kāi)始比賽到比賽結(jié)束( ) A.甲的位移最大 B.丙的位移最大 C.乙、丙的路程相等 D.丙的路程最大 解析:甲同學(xué)的初、末位置直線距離為100 m;位移大小為100 m,路程也是100 m;乙同學(xué)路程為400 m,但初、末位置重合,位移大小為零;丙同學(xué)路程為800 m,初、末位置重合,位移大小也為零,所以甲的位移最大,丙的路程最大,選項(xiàng)A、D正確。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,變式訓(xùn)練2 (多選)關(guān)于位移和路程,下列說(shuō)法正確的是( ) A.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為零,則該物體一定是靜止的 B.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的路程為零,則該物體一定是靜止的 C.在直線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移大小可能等于其路程 D.在曲線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移大小一定小于路程 解析:位移為零,表明該運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初、末位置相同,物體不一定靜止,A錯(cuò)誤;路程為零,表明運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為零,物體一定靜止,B正確;單向直線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移大小等于路程,C正確;曲線運(yùn)動(dòng)中,初、末位置直線距離小于軌跡長(zhǎng)度,所以位移大小小于路程,D對(duì)。 答案:BCD,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,對(duì)位移—時(shí)間圖象的理解 有甲、乙、丙、丁四個(gè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行百米跑訓(xùn)練。開(kāi)始后甲按時(shí)起跑,乙在 0.5 s 后才開(kāi)始跑,丙搶跑距離為1 m,丁跑了50 m后停止。假設(shè)四個(gè)人皆做勻速直線運(yùn)動(dòng),試回答圖中的A、B、C、D四條圖線分別對(duì)應(yīng)著哪個(gè)運(yùn)動(dòng)員?,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1.位移—時(shí)間圖象描述物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,位移—時(shí)間圖象并不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。 2.若開(kāi)始計(jì)時(shí)的初位置為位移的零點(diǎn),則直線過(guò)原點(diǎn);若開(kāi)始計(jì)時(shí)的位置不作為位移的零點(diǎn),則圖象不過(guò)原點(diǎn)。 3.由圖象可以知道質(zhì)點(diǎn)在任意一段時(shí)間內(nèi)的位移;也可以知道發(fā)生任意一段位移所用的時(shí)間。,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,4.s-t圖象中平行于時(shí)間軸的直線表示物體靜止在某一位移處(如圖中①②)。 5.s-t圖象向上傾斜的直線表示物體沿正方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)(如圖中③④),向下傾斜的直線表示物體沿負(fù)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)(如圖中⑤)。,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960007(多選)如圖是一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象,關(guān)于線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.OA段運(yùn)動(dòng)最快 B.AB段靜止 C.CD段表示的運(yùn)動(dòng)方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相反 D.汽車在4 h內(nèi)的位移大小為30 km,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,解析:OA段、BC段和CD段都為傾斜直線,表明汽車是在做勻速直線運(yùn)動(dòng),三個(gè)過(guò)程時(shí)間相等。CD段汽車位移最大,運(yùn)動(dòng)最快,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;CD段表示汽車的位移隨時(shí)間而減小,即汽車的運(yùn)動(dòng)方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相反,選項(xiàng)C正確;AB段表示汽車的位移不變,即汽車靜止,選項(xiàng)B正確;汽車在4 h內(nèi)又回到了出發(fā)點(diǎn),4 h內(nèi)的位移為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:BC,變式訓(xùn)練3 (多選)如圖為在同一直線上運(yùn)動(dòng)的A、B兩質(zhì)點(diǎn)的s-t圖象,由圖可知( ) A.t=0時(shí),A在B的前面 B.B在t2時(shí)刻追上A,并在此后跑在A 的前面 C.B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度比A小,t2時(shí)刻后 才大于A的速度 D.A運(yùn)動(dòng)的速度始終比B大 解析:t=0時(shí),A在原點(diǎn)正方向s1位置處,B在原點(diǎn)處,A在B的前面,A對(duì)。t2時(shí)刻兩圖線相交,表示該時(shí)刻B追上A,并在此后跑在A的前面,B對(duì)。B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度比A小,t1時(shí)刻后A靜止,B仍然運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)。 答案:AB,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問(wèn)題導(dǎo)引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,,,,,,1.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中正確的是( ) A.只要是體積很小的球體就可以視為質(zhì)點(diǎn) B.研究一汽車從淮陰到南京的運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)可以將其視為質(zhì)點(diǎn) C.因?yàn)樘?yáng)的體積太大了,所以任何情況下都不可以將其視為質(zhì)點(diǎn) D.質(zhì)量很大的物體無(wú)論在任何情況下都不能看成質(zhì)點(diǎn) 解析:物體能否被視為質(zhì)點(diǎn),不能只看其大小,而是看其大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)。研究汽車從淮陰到南京的時(shí)間可以忽略汽車的大小、形狀,可以將汽車看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B對(duì)。質(zhì)量很大的物體,當(dāng)其大小、形狀不影響所研究的問(wèn)題時(shí),可以將其看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)。 答案:B,1 2 3 4 5,,,,,,2.(多選)關(guān)于矢量和標(biāo)量,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.矢量是既有大小又有方向的物理量 B.標(biāo)量是既有大小又有方向的物理量 C.位移-10 m比5 m小 D.-10 ℃比5 ℃的溫度低 解析:由矢量和標(biāo)量的定義可知,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;-10 m 的位移比5 m的位移大,負(fù)號(hào)不表示大小,僅表示方向與正方向相反,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;溫度是標(biāo)量,-10 ℃ 比5 ℃的溫度低,負(fù)號(hào)表示該溫度比0 ℃低,正號(hào)表示該溫度比0 ℃高,故選項(xiàng)D正確。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,3.如圖所示,小球從距地面5 m高處落下,被地面反向彈回后,在距地面2 m高處被接住,則小球從高處落下到被接住這一過(guò)程中通過(guò)的路程和位移的大小分別是( ) A.7 m 7 m B.5 m 2 m C.5 m 3 m D.7 m 3 m 解析:位移為由A指向B的有向線段,其大小為3 m,方向向下;路程為AO和OB長(zhǎng)度之和,故路程為5 m+2 m=7 m,本題選D。 答案:D,1 2 3 4 5,,,,,,4.(多選)如圖為一物體沿直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象,則下列表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象是( ) 解析:勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖象是一條傾斜的直線。A項(xiàng)表示物體從t0時(shí)刻開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng);D項(xiàng)表示物體向著坐標(biāo)原點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng);C項(xiàng)表示物體位移不隨時(shí)間變化,即靜止;B項(xiàng)中圖線的斜率變化,表示物體做變速運(yùn)動(dòng)。 答案:AD,1 2 3 4 5,,,,,,5.(選做題)如圖所示,某人沿半徑R=50 m 的圓形跑道跑步,從A點(diǎn)出發(fā)逆時(shí)針跑過(guò) 圓周到達(dá)B點(diǎn),試求由A到B的過(guò)程中,此人的路程和位移。 答案:路程為235.5 m 位移大小為70.7 m,方向由A→B,與半徑AO的夾角為45°,