1.2 质点和位移 课件 (共24张PPT)2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第一册

(共24张PPT)
第一章 运动的描述
第2节 质点和位移
上节课我们用坐标系描述汽车的位置时，实际上是吧汽车视为一个点。运动的物体是否都可视为一个点？如何不是，什么情况下才能视为一个点？
1.经历质点建模的过程了解质点的含义,知道物体抽象成质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
2.知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向。
3.知道矢量和标量的含义及二者的区别。
4.认识位移—时间（s-t）图像，能已知位移与时间的关系画出s-t图像并能分析s-t图像。
知识点一：质点
篮球有大小，在空中运动时还会旋转，因此在空中各位置上的运动状况也就各不相同，要描述清楚比较困难。
我们可以如何将其简化解决这类问题呢？
物理学中常用建构理性模型的方法，突出问题的主要因素，忽略次要因素，将问题简化，以便得到解决。
如果我们只是要研究篮球抛出在空中的运动轨迹，那么篮球是否旋转，它的形状大小这两个因素就可以忽略。这两个因素，对所研究的问题影响很小，不考虑也可以。
当不需要考虑篮球的形状大小时，篮球就可以用一个有质量点来代替。其轨迹也就是一条较为简单的曲线。
物理学中用来代替物体的有质量的点----质点
思考：火车能看成一个点吗？
火车以某速度从北京驶向广州,研究火车在两城市之间运行时间长短。
列车运行时，它的传动机构及车轮运动很复杂。当我们研究列车整体运动情况，就可以不考虑上述各部分的运动差异，用一个有质量的点的运动，代替整列车的运动。
我们是否要考虑火车本身大小和车轮的转动？
地球到太阳的距离1.5×108 km，而地球的直径只有1.3×104 km， 还不到它与太阳距离的万分之一.
若只研究地球公转的时候，可以忽略地球的大小和形状，而把它视为“点”。
显然，如果研究地球的自转，就不能看成一个点了。
1.质点的定义：忽略物体的大小和形状用来代替物体的、有质量的点。
2.看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。
（1）质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。
（2）一个物体能否看成质点，是由所研究问题决定的，跟物体自身体积、质量、和速度均无关。同一物体，研究问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。
3.对质点的几点说明:
学
科
网
（3）物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。
（4）物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。
思考1：物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同？
相同点：都是没有形状和大小的点。
不同点：质点是实际物体的抽象表示，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。
思考讨论：足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动。在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？
研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点，因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。
例如:研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。
知识点二：位移
从教学楼A到图书馆B，沿不同的路径，我们所通过的路程是不同的。虽然是不同的路径，但最终位置都是相同的。如果我们用路程来描述物体所经过的不同路径，那么我们用什么样的物理量来描述物体的位置改变呢？
1.路程和位移
（1）位移的物理意义：
位移是用来描述运动物体空间位置变化的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段，它既有大小又有方向，通常用s来表示。
（2）位移表示方法：
A
B
s
物体从A到B的位移，用一根带箭头的线段来表示，箭头的方向表示位移的方向，线段的长度s表示位移的大小。
sB=-4 m- (-1m)=-3 m
汽车A的位移为正，表示其位移方向沿x轴正方向
汽车B的位移为负，表示其位移方向沿x轴负方向
sA=4 m-1m=3 m
对于沿直线运动的物体，我们可以借助一维坐标系确定物体发生的位移。在一维坐标系中，位移的正负表示位移的方向。
例：表示汽车A和汽车B从t1时刻到t2时刻的位移。
t1时刻B
t2时刻B
t1时刻A
t2时刻A
x1
x2
x1’
x2’
sA
sB
2.位移和路程的比较
描述质点位置变化
描述质点轨迹的长度
从初位置到末位置的有向线段的长度
运动轨迹的长度
从初位置指向末位置
无方向
①都是描述质点运动的物理量
②都是过程量
③单位相同
④位移的大小不大于相应的路程
⑤只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程
3.矢量和标量
a.标量：只用大小就能描述的物理量叫做标量。
例如：质量、时间、路程等
b.矢量：既有大小又有方向的物理量叫做矢量。
例如：力、位移、速度等
4.位移—时间（s-t）图像
如图是测得的某个做匀速直线运动物体的位移随时间变化的数据。
t/s 1 2 3 4 5 6
s/m 10 20 30 40 50 60
t/s
1
2
3
4
5
6
s/m
10
20
30
50
60
40
O
根据数据建立平面直角坐标系并描点，用平滑的直线连接起来。
（1）位移—时间图像的物理意义：
描述物体的运动位移随时间的变化关系。
（2）图像的建立：
纵轴表示位移，横轴表示时间。
（3）匀速直线运动的s-t图像：
匀速直线运动的s-t图像是一条倾斜的直线，表示质点的位移随时间均匀变化。
（4）对位移—时间图像的理解：
a.坐标轴的正方向就是位移的正方向：
b.对图像的几点说明（观察右图s-t图像）：
纵截距：
横截距：
两图像的交点：
图像的斜率：
表示初始时刻离坐标原点的距离
表示物体从开始计时到开始运动间隔的时间
表示两物体在同一位置（即相遇）
图像的斜率的正负，表示物体运动的方向，即：
①斜率为正表示物体向正方形运动。
②斜率为负表示物体向负方向运动。
1.(多选)关于质点，下列说法正确的是（ ）
A.只要体积小就可以视为质点
B.物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体视为质点
C.质点是一种理想化模型，实际上并不存在
D.因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的
BC
2.（多选）大雁在迁徙时整个队伍大部分时间实际上都是匀速飞行这是为了进行长途迁徙而采取的有效措施，下列说法正确的是（　　）
A．以地面作为参考系，头雁是静止的
B．摄影师为了拍摄一张清晰大雁队伍照片，
应该以头雁做参考系
C．若研究“雁阵”从一处飞往另一处的时间，则可以将“雁阵”看做一个质点
D．研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时，可以将头雁看做质点
BC
3.一个小孩从A点出发，沿半径分别为3m和5m的半圆到达B点，如图所示，他通过的位移和路程分别为（ ）
A.16m，方向从A指向B；16m，方向从A指向B
B.16m；16m
C.8πm，方向从A指向B；8πm，方向从A指向B
D.16m，方向从A指向B；8πm
D
4.某同学通过北斗导航定位系统测得其在南北方向运动时在0~4 s内的s-t图像(位置—时间图像)如图所示。已知该同学在t=0时刻正向北运动,则关于该同学在0~4 s内的运动,下列说法正确的是( )
A.其运动轨迹为曲线
B.始终向北运动
C.位移大小为4 m
D.路程为10 m
D
质点
定义：用来代替物体的具有质量的点
质点是一种理想化模型
物体可以看作质点的条件
位移
定义：由初位置指向末位置的有向线段（s）
大小：起点到终点的距离（m）
方向：从起点指向终点
矢量和标量
位移—时间（s-t）图像
质点和位移