1.2 質(zhì)點(diǎn)和位移 —【新教材】魯科版（2019）高中物理必修第一冊(cè)學(xué)案

1、第2節(jié)質(zhì)點(diǎn)和位移 學(xué)案學(xué)習(xí)素養(yǎng)·明目標(biāo)1.理解質(zhì)點(diǎn)的概念和物體能視為質(zhì)點(diǎn)的條件2理解位移的概念，知道位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系3知道矢量和標(biāo)量，能區(qū)分矢量和標(biāo)量4初步認(rèn)識(shí)st圖像，掌握st圖像的物理意義.核心素養(yǎng)形成知識(shí)梳理：一、質(zhì)點(diǎn)1定義：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)2物體可視為質(zhì)點(diǎn)的條件(1)物體的大小和形狀可以忽略(2)物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)3一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是由研究的具體問(wèn)題決定的4理想模型：在物理學(xué)中，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法質(zhì)點(diǎn)就是這種物理模型之一二、位移1位移：由初位置指向末位置的有向線段，

2、用符號(hào)s表示2物理意義：描述運(yùn)動(dòng)物體空間位置的變化3直線運(yùn)動(dòng)位移的描述：如圖所示，一個(gè)物體沿直線從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，若A、B兩點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為xA和xB，則物體的位移為sxBxA4標(biāo)量和矢量：只有大小沒有方向的物理量是標(biāo)量；既有大小又有方向的物理量是矢量5位移時(shí)間圖像：用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，常用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，用縱坐標(biāo)表示位移【問(wèn)題探究】探究點(diǎn)1 把物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件12019年1月20日中國(guó)乒乓球選手陳夢(mèng)在2019國(guó)際乒聯(lián)世界巡回賽匈牙利公開賽中戰(zhàn)勝隊(duì)友朱雨玲贏得女單冠軍在研究陳夢(mèng)的發(fā)球技術(shù)動(dòng)作時(shí)，能否把乒乓球看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？若研究乒乓球的運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)，能否把乒乓球看成

3、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？2在研究“復(fù)興號(hào)”列車由北京開往廣州所用時(shí)間時(shí)，能否把列車看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？如果研究列車通過(guò)一座隧道的時(shí)間，能否把列車看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？要點(diǎn)提示1.不能能在研究陳夢(mèng)的發(fā)球技術(shù)動(dòng)作時(shí)，需要研究乒乓球的擊球點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)方向等特點(diǎn)，不能把乒乓球看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)；研究乒乓球的運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)，不用考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)、大小等特點(diǎn)，可以把乒乓球看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)2 能不能在研究“復(fù)興號(hào)”列車由北京開往廣州所用時(shí)間時(shí)，不用考慮列車的長(zhǎng)度及大小，能把列車看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)；如果研究列車通過(guò)一座隧道的時(shí)間，需要考慮列車的長(zhǎng)度，不能把列車看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的判斷方法(1)確定問(wèn)題的性質(zhì)，即題中關(guān)注的要素是什么，分析、求解的物理量

4、是什么(2)假設(shè)物體的形狀、大小被忽略，思考要求解的物理量、關(guān)注的要素是否受影響若不受影響，物體就能被看成質(zhì)點(diǎn)；若受影響，則物體不能被看成質(zhì)點(diǎn)探究點(diǎn)2 位移和路程1如圖所示，某旅行者從北京到上海，他有三種出行方案：(1)乘高鐵直達(dá)；(2)乘飛機(jī)直達(dá)；(3)先乘汽車到天津，再換乘輪船到上海三種方案的路程是否相同？位移是否相同？2小明同學(xué)乘坐出租車從家門口去了學(xué)校，由于忘帶物品又乘出租車返回家門口，準(zhǔn)備支付出租車費(fèi)時(shí)，他和司機(jī)師傅開玩笑說(shuō)：“我乘坐出租車的位移為零，因此不需要支付車費(fèi)”關(guān)于小明的說(shuō)法你怎么評(píng)價(jià)？要點(diǎn)提示1.三種方案的路程不同，但位移相同，即都是從北京到上海，初位置、末位置一樣3 小

5、明說(shuō)乘坐出租車的位移為零是正確的，但其路程不為零，他應(yīng)該按乘坐出租車的來(lái)回路程支付車費(fèi)【核心深化】1對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解項(xiàng)目?jī)?nèi)容解讀定義用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)與幾何中的“點(diǎn)”不同：有位置、有質(zhì)量條件大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題可以忽略不計(jì)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)、飛機(jī)在空中航行時(shí)注意同一物體，在不同條件下，有時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)就不能視為質(zhì)點(diǎn)競(jìng)走運(yùn)動(dòng)中，看成績(jī)時(shí)可以視人為質(zhì)點(diǎn)，但看動(dòng)作是否規(guī)范時(shí)就不可以視人為質(zhì)點(diǎn)說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想模型，是一種科學(xué)抽象，目的是使問(wèn)題簡(jiǎn)化，便于研究(1)質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)的抽象，是一種理想化的物理模型，是在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，抓住主要因素，忽略次要因素，對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行的近似處理(2)在物理學(xué)中

6、，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，通過(guò)對(duì)事物的抽象，建立理想化“物理模型”，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法2把物體視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)條件(1)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況都相同時(shí)，物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都能反映物體的運(yùn)動(dòng)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)(2)物體的大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題無(wú)影響或可以忽略不計(jì)的情況下，可將物體看成質(zhì)點(diǎn)(3)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)于平動(dòng)而言可以忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可把物體視為質(zhì)點(diǎn)如圖所示，汽車在運(yùn)行時(shí)，雖然車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們研究的是車輛整體的運(yùn)動(dòng)快慢，這時(shí)可將汽車視為質(zhì)點(diǎn)3位移和路程物理量位移路程定義物體由起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度意義表示位置的變化表示物體運(yùn)動(dòng)的

7、實(shí)際路徑性質(zhì)矢量標(biāo)量圖示物體沿不同路徑從A運(yùn)動(dòng)到B位移相同，路程不同關(guān)系只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移的大小才等于路程，通常是路程大于位移的大小4.位移和位置位移可用坐標(biāo)軸上的一段有向線段來(lái)表示圖中物體從A位置到B位置的位移s可用有向線段AB表示，且sx2x1.物體的位置與位移是不同的，位置與坐標(biāo)軸上的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，位移與坐標(biāo)軸上的有向線段相對(duì)應(yīng)，要嚴(yán)格加以區(qū)分5.位移時(shí)間(st)圖像（1）坐標(biāo)軸的物理意義：通常以橫坐標(biāo)表示時(shí)間，以縱坐標(biāo)表示位移（2）坐標(biāo)軸的正方向就是位移的正方向：如圖中甲在0t3時(shí)間內(nèi)位移為正，t3以后位移為負(fù)而乙在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移始終為正，位移的正、負(fù)表示方向，位移為正時(shí)與正方

8、向相同，位移為負(fù)時(shí)與正方向相反（3）圖像反映運(yùn)動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，而不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，圖中甲、乙均做直線運(yùn)動(dòng)（4）對(duì)圖像的四點(diǎn)說(shuō)明(1)縱截距：表示初始時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離(2)橫截距：表示物體位移為零的時(shí)刻(3)兩圖像的交點(diǎn)：表示兩物體同時(shí)處在同一位置(即相遇)(4)圖像斜率的正、負(fù)：表示物體運(yùn)動(dòng)的方向斜率為正表示物體向正方向運(yùn)動(dòng)斜率為負(fù)表示物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)【達(dá)標(biāo)練習(xí)】1(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)就是很小的物體，如小球、分子、原子等B描繪航空母艦在海洋中的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，航空母艦可看成質(zhì)點(diǎn)C一山路轉(zhuǎn)彎處較狹窄，司機(jī)下車實(shí)地察看，判斷汽車是否能安全通過(guò)，此時(shí)在司機(jī)看來(lái)

9、汽車是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)D體積很大的物體有時(shí)也能看成質(zhì)點(diǎn)解析：選BD.當(dāng)物體的形狀、大小對(duì)所研究的問(wèn)題沒有影響時(shí)，我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)，與體積大小無(wú)關(guān)，很小的物體它的體積不一定能夠忽略，不一定能看成質(zhì)點(diǎn)，如原子的質(zhì)量很小，在研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的時(shí)候是不能看成質(zhì)點(diǎn)的，故A錯(cuò)誤；描繪航空母艦在海洋中的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，航空母艦可看成質(zhì)點(diǎn)，故B正確；判斷汽車是否能安全通過(guò)時(shí)，汽車的大小不能忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；體積很大的物體有時(shí)也能看成質(zhì)點(diǎn)，比如研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)，故D正確2觀察下列的四幅圖，對(duì)圖中各運(yùn)動(dòng)物體的描述正確的是()A圖中研究投出的籃球的運(yùn)動(dòng)路徑時(shí)不能將籃球看成質(zhì)點(diǎn)B圖中觀眾欣賞體

10、操表演時(shí)不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)C圖中研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)不能將地球看成質(zhì)點(diǎn)D圖中研究子彈射穿蘋果的時(shí)間時(shí)可將子彈看成質(zhì)點(diǎn)解析：選B.在研究籃球的運(yùn)動(dòng)路徑和繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地球時(shí)，籃球和地球的大小、形狀是次要因素，可以將它們看成質(zhì)點(diǎn)；觀眾在欣賞體操表演和研究子彈射穿蘋果的時(shí)間時(shí)，運(yùn)動(dòng)員和子彈的大小、形狀不能被忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，綜上所述應(yīng)選擇B.3如圖所示，物體沿兩個(gè)半徑為R的半圓弧由A到C，則它的位移和路程分別是()A4R 2RB4R，向東2R，向東C4R，向東4R D4R，向東2R解析：選D.物體的路程為運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度l2R，位移為由A指向C的有向線段，方向向東，大小s4R，選項(xiàng)D正確4 如圖所示

11、，某人沿著傾角為45°的樓梯從一樓A位置走到了二樓B位置，如果樓梯間的寬度為L(zhǎng)，則人的位移和路程大小分別為()A2L，L B2L，(12)LC.L，2L DL，(12)L解析：選D.由A到B的水平位移為L(zhǎng)，豎直位移為2L，因此總的位移為L(zhǎng)；人的路程為運(yùn)動(dòng)軌跡的總長(zhǎng)度，所以路程為：L2L2L，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤5關(guān)于位移和路程，下列說(shuō)法正確的是()A位移和路程大小總是相等的；區(qū)別是位移有方向，路程無(wú)方向B位移是用來(lái)描述直線運(yùn)動(dòng)的，路程是用來(lái)描述曲線運(yùn)動(dòng)的C位移是矢量，它取決于物體的始末位置；路程是標(biāo)量，它取決于物體實(shí)際通過(guò)的路線D位移和路程是一回事解析：選C.重點(diǎn)是區(qū)分位移與路程的定義位移與路程都可以描述物體的運(yùn)動(dòng)，但位移是物體從初位置到末位置的有向線段，有方向，是矢量路程是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，無(wú)方向，是標(biāo)量6 關(guān)于矢量和標(biāo)量，下列說(shuō)法中正確的是()A矢量既有方向又有大小，它的運(yùn)算規(guī)律是算術(shù)加法B標(biāo)量只有方向沒有大