2.2 质点和位移 课件 (1)

课件74张PPT。2.2 质点和位移课前概括初中以来学过的几种物理学的思想方法：控制变量法、类比法、比值定义法、等效替代法、科学推理、建立理想模型抛粉笔、刘邓大军从生活引入科学定义物理学源于生活，来自自然。
理想化的思想方法，把复杂的问题简单化 研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、飞行的时间等问题时，飞机的大小与形状对研究的问题影响很小,可忽略不计。可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机。 当我们研究飞机轮胎的转动时,能否忽略飞机轮胎的形状和大小，把它看成一个点? 不能!因为飞机轮胎在转动过程中轮胎上的不同部分转动情况不一样，所以研究飞机轮胎的转动时, 轮胎的大小与形状不可忽略，轮胎不能用一个点代替。质点：用来代替物体的有质量的点。 质点是对实际物体的一种近似，是对客观复杂事物近似的理性的反映。一.质点 什么样的物体或什么样的运动可以用质点这种模型来表示呢？问题一:地球可不可以看成质点.研究地球自转时，地球本身的大小和形状是不能忽略。此时不能把地球看成质点。研究地球公转的周期时，地球本身的大小和形状是次要因素，可以忽略。此时可以把地球看成质点。问题二:跳远运动的人可不可以看成质点.1、研究运动员跳了多远时？2、研究运动员跳远的动作过程时？可以把运动员看成一个质点。不能把运动员看成一个质点。1）计算火车从上海开往北京所需的时间时，要不要考虑火车的长度，能否把火车看作质点；
2）计算火车经过一隧道所需的时间时，要不要考虑火车的长度，能否把火车看作质点。
问题三:运动的火车可不可以看成质点。从上海到北京相距1080km，长为500m的火车以120km/h行驶。
1、从上海到北京需多少时间？
2、经过一长为1000m的隧道需多少时间？解：第一问：
s=1080km l=500m v=120km/h=100/3(m/s)两者基本相等， 故火车长度对结果的影响可忽略。后者是前者的1.5倍，此时火车的长度不可忽略第二问：
S=1000m l=500m v=120km/h=100/3(m/s) (1) 在研究的问题中大小、形状是无关因素或次要因素时物体可被处理成质点。 (2)质点是一个抽象概念，可看成质点的物体实际上往往并不很小，因此不能把它和微观粒子(如电子，原子等)混同起来。　　(3)质点是一个理想化物理模型，是实际物体的一种近似。它忽略了物体的大小和形状。不是实际存在的物体，更不是小球。它抓住了事物的主要因素，忽略了次要因素，是对客观复杂事物近似的理性的反映。　　（4）质点模型的建立是科学方法的应用的结果。解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求最优化的解决办法。记下第一点，其它当堂理解即可1．下列关于质点的说法中，正确的是（ ）
A．质点就是质量很小的物体
B．质点就是体积很小的物体
C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在
D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是
无关紧要的因素时，即可把物体看成质点 随堂练习CD2、下列情况不能看成质点的是（ ）A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间
D、计算火车通过路口所用的时间BD3．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（ ）
A．研究某学生骑车由学校回家的速度
B．对这名学生骑车姿势进行生理学分析
C．正在进行花样溜冰的运动员
D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面A若是研究火星探测器在火星表面的运行速度呢？
北京 → 重庆
（1）飞机
（2）火车
（3）先火车，再乘船三种不同的方式有什么相同和不同之处？1）路程：物体运动实际轨迹的长度。 2）位移：(displacement)用来表示物体
(质点)的位置变化的物理量
（1）初位置指向末位置的有向线段
① 初位置 → 末位置（方向）
② 线段长度 （大小）
（2）符号：s ，单位：m二.路程与位移 物体从A运动到B,不管沿着什么轨迹，它的位移都是一样的。这个位移可以用一条有方向的（箭头）线段AB表示1、位移和路程有什么区别？▲位移是表示质点位置的变动的物理量，有大小、有方向； 路程是质点运动轨迹的长度，只有大小、没有方向。▲位移是有向线段，是直线，
路程可能是曲线，也可能是直线。 2、有没有可能“位移的大小就等于路程”？▲位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关。
路程不仅与质点的初末位置有关,还与路径有关。只有当质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程本节到此结束本章主要研究物体沿直线运动的有关规律。现在我们来探讨物体沿直线运动时，如何利用位移的变化来描述其位置的变化？试卷评析3）直线运动的位置和位移　　物体在t1时刻处于“位置”x1，在t2时刻处于“位置” x2，那么x2 －x1就是物体的“位移”记为
　　　　　　s＝ x2 －x1sX１X２物体从A运动到B,初位置的坐标是XA＝3m,
XB=-2m,它的坐标变化量s＝？sＡＢ s＝ XＢ－ XＡ＝-2m－3m＝-5m练习:
1、有一质点在X轴上运动,已知各时刻质点位置如图X/m-7-6-5-4-3-2-1012345t=3st=1st=2st=4st=0st=5sL3=17mS3=－1mS3=－1mSⅢ=3m42S4=－7mSⅡ=－9m0 2 4 6 8 1 0 5 4 3 2 1 0匀速直线运动的图像研究若图象是弯曲的的呢？归纳s-t图像必记知识：1、前提：沿直线运动的物体
2、从图像中可确定某一时刻物体所在的位置及某段时间内物体通过的位移
3、与t轴水平的线段：静止
斜线段：匀速直线运动
曲线：变速直线运动
4、倾斜程度：速度快慢
5、倾斜方向：运动方向本节到此北京 → 重庆
（1）飞机
（2）火车
（3）先火车，再乘船三种不同的方式有什么相同和不同之处？时间相同，位移不同，如何比较位置变化的快慢？时间、位移都不同，如何比较位置变化的快慢？
平均速度定义：运动物体的位移与所用时间的比值，叫做这段位移(或这段时间)内的平均速度(average velocity)平均速度通常用　　来表示※物理意义：粗略表示物体在一段时间（位移）的运动快慢。 ※单位：m/s (常用：km/h cm/s) 1m/s= km/h ※量的性质：矢量。有大小、方向※方 向：与物体位移的方向相同练习:
1、有一质点在X轴上运动,已知各时刻质点位置如图X/m-7-6-5-4-3-2-1012345t=3st=1st=2st=4st=0st=5sL3=17mS3=－1mS3=－1mSⅢ=3m42S4=－7mSⅡ=－9m初中比较运动快慢时将路程除以时间得到的是什么？书本第27页第三题本节到此1、描述4s内质点所作的运动
2、全程的平均速度为多少？
3、第1s内的平均速度为多少？
2.前3s内的平均速度为多少？练习一、400m、800m跑步比赛中裁判比的是运动员的平均速度吗？再提两点1平均速度也为矢量，方向为对应的位移方向，不一定是运动方向；
2平均速度只能粗略反映某段的总体快慢，但其中的运动情况仍然未知（局限性）
如何描述物体在某一时刻或者经过某一位置时运动的快慢呢？
瞬时速度运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度 （或叫即时速度），它是平均速度的极限。
注意：
①瞬时速度也为矢量，其方向为运动方向；沿运动轨迹过该点的切线方向。
②其大小叫速率（初中所学的路程除以时间叫平均速率）
③能精确反映物体瞬间运动的快慢。
。④ υ1=3m/s 、υ2 = -4m/s说明什么？实验室常用光电门、打点计时器测算瞬时速度（5） 平均速度只能粗略反映某段的总体快慢，但其中的运动情况仍然未知（局限性）（2） 平均速度也为矢量，方向为对应的位移方向，不一定是运动方向；（3）平均速度与哪段有关，但匀速直线运动的平均速度与哪段无关（4）平均速度的大小一般不是对应过程的平均速率由学生充分探讨兼教师点拨共同完成1、描述4s内质点所作的运动
2、全程的平均速度为多少？
3、第1s内的平均速度为多少？
2.前3s内的平均速度为多少？回顾位置变化快慢的描述方法提出新问题实例：某铅球运动员在投出铅球时，可在0.2s内使铅球的速度由零增加到17m/s，而迫击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在0.005s内由零增加到250m/s，在这两种运动中，速度改变量各为多少？哪一个速度变化得快？
加速度加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。1.定义：3.定义式：4.单位：米每二次方秒或5.矢量性：加速度的方向与速度变化量△v的方向相同（课本26页例题）2.物理意义：表示速度改变快慢的物理量。探讨a与v与△v、 △t的关系速度的变化如果左图表示一架飞机正在以200m／s的速度匀速飞行；右图表示运动员经过0.2s后速度变成10m/s.问：谁的速度变化大？练习下列说法正确的是 （ ）
A.物体速度改变量大，其加速度一定大
B.物体有加速度时，速度就增大
C.物体的加速度大，速度一定大
D.物体速度的变化率大，加速度一定大D足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反方向踢出，踢球时间为0.2s。则足球在这段时间内的加速度是多少？下节课继续探讨加速度的必记知识及注意点。小结上节课内容：
1、平均速度与瞬时速度的联系区别、与平均速率的联系、区别。
2、 引入加速度的概念。足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反方向踢出，踢球时间为0.2s。则足球在这段时间内的加速度是多少？ 1 2 1 2 1 -1 -1 -2 -1 -2 -1 1加速度的必记知识及注意点。1、加速度的大小与质点运动的速度大小没有必然关系，它决定于速度变化量和相应的时间。
2、质点运动方向与加速度方向相同时必加速，相反必减速。
3加速度为正对应两种情况：正方向加速与负方向减速。加速度为负也对应两种情况：正方向减速速与负方向加速。本节到此
评讲练习第三节中与本课紧密相关的几道题。关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是 [　　 ]
　　A.速度变化越大，加速度就一定越大　　B.速度为零，加速度就一定为零
　　C.速度很小，加速度可能很大　
　D.速度很大，加速度可能是零 C、D物体的加速度为2m/s2，那么，在任1s时间内（ ）
Ａ.物体的末速度一定等于初速度的2倍
Ｂ.物体的末速度一定比初速度大2m/s
Ｃ.物体这1s的初速度一定比前1s的末速度大2m/s
Ｄ.物体这1s的末速度一定比前1s的初速度大2m/s
E、以上说法都不对E若物体以加速度2m/s2加速运动，则（ ）B讨论： a变大变小的物理意义
一质点在x轴上运动,v=1m/s,加速度a=3m/s,当a开始减小则该质点[　　 ]
A速度开始减小,直至加速度等于零为止
B位移开始增加,直到加速度等于零为止
C速度继续增大,直到加速度等于零为止
D速度增大,加速度的方向和速度的方向相反 C 0 2 4 6 8 10 5 4 3 2 1 0匀变速直线运动的图像研究匀变速直线运动的特征：加速度保持不变或速度均匀变化若图象是弯曲的的呢？归纳V-t图像必记知识：1、前提：沿直线运动的物体
2、从图像中可确定某一时刻物体的瞬时速度及某段时间内物体速度的变化量
3、与t轴水平的线段：匀速直线运动
斜线段：匀变速直线运动
曲线：变加速直线运动
4、倾斜程度：加速度大小（速度变化的快慢）
5、倾斜方向：加速度的正负
6运动方向：速度的正负如图所示，甲、乙两运动物体相对同一原点的位移 一时间图像，下面哪些结论是正确的 ( )
A．甲和乙都作匀变速直线运动
B．甲和乙运动的出发点相距s1
C．甲比乙早动身t1时间
D．乙运动的速度大于甲的速度BCD如图1所示是甲、乙两物体的v—t图象，由图可知 [　　 ]
　　A.甲做匀加速运动，乙做匀减速运动　　B.甲、乙两物体相向运动
　　C.乙比甲晚 1s出发　　D.5s末两物体相遇 C本节到此结束
下一节总结比较两种图象某一时刻物体所在的位置及某段时间内
物体通过的位移
某一时刻物体的瞬时速度及某段时间内物体速度的变化量静止匀速直线运动
变速直线运动
速度快慢
运动方向
匀速直线运动
匀变速直线运动变加速直线运动加速度大小（速度变化的快慢）加速度的正负
运动方向4）矢量(scalar)与标量(vector)
（1）矢量：具有大小与方向的物理量
如：位移、力、速度
（2）标量：只有大小，无方向
如：路程、质量、密度、时间
说明矢量必说明方向（3）矢量与标量的运算SAC+SCB=SAB6、某校学生进行夜行军训练，全长300 m的队伍向东匀速前进．在队伍最后的指挥员让身边的通讯员跑步通知排头兵带领队伍跑步前进．接到命令后，通讯员马上出发，完成任务回到指挥员身边时，队伍已前进了450 m，求通讯员的位移． 2、对“某人走了1km的路”，甲认为这1km指的是位移，乙则认为这1km指的是路程，根据你自己的理解对甲、乙的说法作一评述。

3、一条小船在广阔的湖面航行，开始向东行驶了20km，接着向西行驶8km，再又向北航行了16km，求小船在此过程中的位移和所走的路程。归纳s-t图像必记知识：1、前提：沿直线运动的物体
2、从图像中可确定某一时刻物体所在的位置及某段时间内物体通过的位移
3、与t轴水平的线段：静止
斜线段：匀速直线运动
曲线：变速直线运动
4、倾斜程度：速度快慢
5、倾斜方向：运动方向归纳V-t图像必记知识：1、前提：沿直线运动的物体
2、从图像中可确定某一时刻物体的瞬时速度及某段时间内物体速度的变化量
3、与t轴水平的线段：匀速直线运动
斜线段：匀变速直线运动
曲线：变加速直线运动
4、倾斜程度：加速度大小（速度变化的快慢）
5、倾斜方向：加速度的正负
6运动方向：速度的正负4、如图所示某质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动
到C，在此过程中，它的位移和路程分别为（ ）A -4R，2πR B 4R，-2πR
C 4R，2πR D -4R，-2πRCA