必修1 第2章 运动的描述 第2节 质点和位移 学案

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第二章：运动的描述
第二节：质点和位移
【学习目标】
1、 理解质点的概念，学会抽象质点的方法
2、 理解位移及其矢量性，会区别位移与路程
3、 知道矢量和标量
【课前预习】
一、“质点”概念的建立
请同学们独立思考，自主学习，回答以下问题，之后认真体会质点的概念。
1、一辆汽车以10m/s的速度向前匀速行驶时，以路面为参考系，这时我们观察汽车的运动情况。
若：①以反光镜为观察对象，则反光镜的速度为 m/s。
②以驾驶员为观察对象，则驾驶员的速度为 m/s。
③以车尾部为观察对象，则车尾的运动速度为 m/s。
由此观之，以上三种情况下汽车各部分运动速度 。此时，我们若忽略汽车的外形、大小，我们可不可以用一个有质量的点来研究汽车整体的运动情况？用此点来研究汽车整体的运动有何方便之处？
2、当篮球沿一抛物线被抛出后，我们来研究篮球运动情况时，篮球上各点的运动情况是否相同？它的运动有何特点？若不考虑篮球自身的转动，只关注篮球整体在空中的运动，我们可以把它抽象成一个有质量的点代表物体的运动吗？
在探究物理问题时，为了研究问题的需要，有时可以忽略物体的形状、大小等因素，把一个物体简化成一个具有质量的点，这个代表物体运动的点称为质点。
讨论：1、质点是否是真实的物体？
2、真正的质点存在不存在？
讨论之后，请同学们独立归纳质点的特点，体会建立物理模型的方法——抽象法。
思考：
1、 研究地球环绕太阳的公转情况时，我们可否把地球视为一个质点
2、 当我们研究地球的自传时可否把地球视为一个质点？
3、 当我们观看跳水运动员从起跳至入水全过程的精彩表演示时，在什么情况下可以把运动员视为一个质点？什么情况下不可以把运动员视为一个质点？
二、“位移”概念的建立
请同学们阅读教材有关位移的内容（快速阅读），读完后，请同学们思考以下几个问题：
1、位移是指物体 的变化，用 表示，具有方向性，也就是说位移是矢量。那么，路程是否具有方向性？
2、有甲、乙两人以同一地点各自沿直线分别向相反的方向移动了10m，则甲、乙两人运动的路程是否相等？他们运动的位置变化即位移是否相同？为什么？
3、一运动员围绕400m的跑道转了一圈，请问：此运动员整个运动过程中，他的路程为多少？位移为多少？
4、出租车收费时依据的是路程还是位移？
【反馈展示】
学生展示预习内容，教师给予补充与指正。
【要点记录】
【典型例题】
例1、跳水是一项既有竞技性又具有观赏性的体育运动，已为越来越多的人所喜爱，这种运动的过程大致是这样的：运动员从离水面一定高度的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，跃起后重心升高一定高度达到最高点，然后再在下落过程中完成各种姿势优美的翻转、伸缩动作，落水时身体竖直，手先入水，荡起一朵美丽的水花。
（1）研究运动员的跳水运动时，有时能把运动员看做质点，有时不能。对此，你是如何理解的？请结合材料进行说明。
（2）若平台离水面高10米，运动员从平台上跃起后重心升高0.45米，到达最高点，然后下落入水。在此过程中运动员经过的位移与路程分别是多少？你能归纳出位移的大小与路程的关系吗？
变式训练1：物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量表示物体的位移。如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移＝－4 m－5 m＝－9 m；从C运动到B，它的位移为＝l m－(－4 m)＝5 m。下列说法中正确的是
A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数
B．A到C的位移大于C到B的位移，因为符号表示位移的方向，不表示大小
C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D．物体由A到B的合位移
例2、在溜冰场上，运动员从起点出发，先向北滑行了20m，然后折向西又滑行了15m，若以出发点为原点，向东为x轴正向，向北为y轴正向建立坐标系，则运动员终了位置的坐标是 ，这位运动员的位移大小是 m，方向 。
变式训练2：一学生参加课外体育活动，他在一个半径为R的圆形的跑道上跑步，如图所示，他从O点出发，沿圆形轨道的逆时针方向跑了4圈到达了A点，求他通过的路程与位移。
例3、已知一汽车在平直公路上运动，它的位移——时间（s—t）图像如图（甲）所示。
（1）根据图甲在图乙所示的位置坐标轴上标出A、B、C、D、E各点代表的汽车的位置；
（2）求出汽车在前8h内的路程和位移的大小。
变式训练3：如图所示为一列车运动的位移图象。线段OA和BC表示列车做什么运动？线段AB与横轴平行，表示列车做什么运动？从t=0时刻起，列车在2min内的位移是多少？在6min内的位移是多少？经过12km用了多长时间？列车中途停留了多长时间？列车在10min内做什么运动？
【课堂测试】
1、关于质点的描述，下列说法正确的是（ ）
A、质量很小的物体可以看成质点
B、体积很小的物体可以看成质点
C、在某些情况下，地球可以看成质点
D、做平动的物体一定可以看成质点，做转动的物体一定不可以看成质点
2、在研究下列物体运动时，能被视为质点的物体是（ ）
A、在大海中航行的轮船 B、行驶中自行车的车轮
C、研究火车从南京到上海所需要的时间 D、研究一列火车过长江大桥的时间
3、某人在t=0时开始从出发点向东沿直线走，第1s内走1m，以后每一秒内比前一秒多走1m，则（ ）
A、第3s末，人距出发点6m B、第4s初，人距出发点10m
C、第3s内，人通过的距离为6m D、4s内，人通过的距离为10m
4、关于位移和路程下述说法正确的是（ ）
A、位移可以用从起点指向终点的有向线段来表示，线段长度是位移的大小，方向由起点指向终点
B、位移描述的是物体位置的变化，路程是运动路径的长短
C、位移的大小等于路程，方向由起点指向终点
D、位移描述直线运动，是矢量，路程描述曲线运动，是标量
5、如图所示，某物体沿两个半径为R的圆弧由A经B到C。下列结论正确的是（ ）
A、物体的位移等于4R，方向向东
B、物体的位移等于2πR
C、物体的路程等于4R，方向向东
D、物体的路程等于2πR
甲
s/km
0
20
40
60
80
100
乙
s/kmm
t/min
0
2
4
6
8
10
4
8
12
西
东
B
A
C
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网