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(共24張PPT)
第一章 運動的描述
第2節 質點和位移
上節課我們用坐標系描述汽車的位置時，實際上是吧汽車視為一個點。運動的物體是否都可視為一個點？如何不是，什么情況下才能視為一個點？
1.經歷質點建模的過程了解質點的含義,知道物體抽象成質點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質點。
2.知道位移是矢量，會用有向線段表示位移的大小和方向。
3.知道矢量和標量的含義及二者的區別。
4.認識位移—時間（s-t）圖像，能已知位移與時間的關系畫出s-t圖像并能分析s-t圖像。
知識點一：質點
籃球有大小，在空中運動時還會旋轉，因此在空中各位置上的運動狀況也就各不相同，要描述清楚比較困難。
我們可以如何將其簡化解決這類問題呢？
物理學中常用建構理性模型的方法，突出問題的主要因素，忽略次要因素，將問題簡化，以便得到解決。
如果我們只是要研究籃球拋出在空中的運動軌跡，那么籃球是否旋轉，它的形狀大小這兩個因素就可以忽略。這兩個因素，對所研究的問題影響很小，不考慮也可以。
當不需要考慮籃球的形狀大小時，籃球就可以用一個有質量點來代替。其軌跡也就是一條較為簡單的曲線。
物理學中用來代替物體的有質量的點----質點
思考：火車能看成一個點嗎？
火車以某速度從北京駛向廣州,研究火車在兩城市之間運行時間長短。
列車運行時，它的傳動機構及車輪運動很復雜。當我們研究列車整體運動情況，就可以不考慮上述各部分的運動差異，用一個有質量的點的運動，代替整列車的運動。
我們是否要考慮火車本身大小和車輪的轉動？
地球到太陽的距離1.5×108 km，而地球的直徑只有1.3×104 km， 還不到它與太陽距離的萬分之一.
若只研究地球公轉的時候，可以忽略地球的大小和形狀，而把它視為“點”。
顯然，如果研究地球的自轉，就不能看成一個點了。
1.質點的定義：忽略物體的大小和形狀用來代替物體的、有質量的點。
2.看成質點的條件：物體的大小和形狀對所研究問題的影響可忽略不計時。
（1）質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。
（2）一個物體能否看成質點，是由所研究問題決定的，跟物體自身體積、質量、和速度均無關。同一物體，研究問題不同，有時可以看成質點，有時不能看成質點。
3.對質點的幾點說明:
學
科
網
（3）物理各點的運動情況相同（平動）時，可以看作質點，一般研究物體的轉動時不能把物體看作質點。
（4）物體有轉動，但物體的轉動不是我們所研究的主要問題時，物體的本身大小和形狀已變成了次要因素，物體可以看作質點。
思考1：物理中的“質點”和幾何中的點有哪些異同？
相同點：都是沒有形狀和大小的點。
不同點：質點是實際物體的抽象表示，它具有一定的物理內涵，不僅具有物體的全部質量，而且是一個相對的物理概念；幾何中的點沒有質量，僅表示位置，而且應該絕對的小。
思考討論：足球運動中常說的“香蕉球”是球在空中旋轉、整體運動徑跡為類似香蕉型弧線的一種運動。在研究如何才能踢出香蕉球時，能把足球看作質點嗎？研究什么樣的問題可以把足球看作質點？
研究如何才能踢出香蕉球時，不能把足球看作質點，因為香蕉球是足球水平運動和旋轉兩種運動同時存在的情形。
例如:研究足球運動軌跡的問題可以把足球看作質點。
知識點二：位移
從教學樓A到圖書館B，沿不同的路徑，我們所通過的路程是不同的。雖然是不同的路徑，但最終位置都是相同的。如果我們用路程來描述物體所經過的不同路徑，那么我們用什么樣的物理量來描述物體的位置改變呢？
1.路程和位移
（1）位移的物理意義：
位移是用來描述運動物體空間位置變化的物理量，是由初位置指向末位置的有向線段，它既有大小又有方向，通常用s來表示。
（2）位移表示方法：
A
B
s
物體從A到B的位移，用一根帶箭頭的線段來表示，箭頭的方向表示位移的方向，線段的長度s表示位移的大小。
sB=-4 m- (-1m)=-3 m
汽車A的位移為正，表示其位移方向沿x軸正方向
汽車B的位移為負，表示其位移方向沿x軸負方向
sA=4 m-1m=3 m
對于沿直線運動的物體，我們可以借助一維坐標系確定物體發生的位移。在一維坐標系中，位移的正負表示位移的方向。
例：表示汽車A和汽車B從t1時刻到t2時刻的位移。
t1時刻B
t2時刻B
t1時刻A
t2時刻A
x1
x2
x1’
x2’
sA
sB
2.位移和路程的比較
描述質點位置變化
描述質點軌跡的長度
從初位置到末位置的有向線段的長度
運動軌跡的長度
從初位置指向末位置
無方向
①都是描述質點運動的物理量
②都是過程量
③單位相同
④位移的大小不大于相應的路程
⑤只有質點做單向直線運動時,位移的大小才等于路程
3.矢量和標量
a.標量：只用大小就能描述的物理量叫做標量。
例如：質量、時間、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—時間（s-t）圖像
如圖是測得的某個做勻速直線運動物體的位移隨時間變化的數據。
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
根據數據建立平面直角坐標系并描點，用平滑的直線連接起來。
（1）位移—時間圖像的物理意義：
描述物體的運動位移隨時間的變化關系。
（2）圖像的建立：
縱軸表示位移，橫軸表示時間。
（3）勻速直線運動的s-t圖像：
勻速直線運動的s-t圖像是一條傾斜的直線，表示質點的位移隨時間均勻變化。
（4）對位移—時間圖像的理解：
a.坐標軸的正方向就是位移的正方向：
b.對圖像的幾點說明（觀察右圖s-t圖像）：
縱截距：
橫截距：
兩圖像的交點：
圖像的斜率：
表示初始時刻離坐標原點的距離
表示物體從開始計時到開始運動間隔的時間
表示兩物體在同一位置（即相遇）
圖像的斜率的正負，表示物體運動的方向，即：
①斜率為正表示物體向正方形運動。
②斜率為負表示物體向負方向運動。
1.(多選)關于質點，下列說法正確的是（ ）
A.只要體積小就可以視為質點
B.物體的大小和形狀對于所研究的問題屬于無關或次要因素時，可把物體視為質點
C.質點是一種理想化模型，實際上并不存在
D.因為質點沒有大小，所以與幾何中的點是一樣的
BC
2.（多選）大雁在遷徙時整個隊伍大部分時間實際上都是勻速飛行這是為了進行長途遷徙而采取的有效措施，下列說法正確的是（　　）
A．以地面作為參考系，頭雁是靜止的
B．攝影師為了拍攝一張清晰大雁隊伍照片，
應該以頭雁做參考系
C．若研究“雁陣”從一處飛往另一處的時間，則可以將“雁陣”看做一個質點
D．研究頭雁扇動翅膀產生的上升氣流時，可以將頭雁看做質點
BC
3.一個小孩從A點出發，沿半徑分別為3m和5m的半圓到達B點，如圖所示，他通過的位移和路程分別為（ ）
A.16m，方向從A指向B；16m，方向從A指向B
B.16m；16m
C.8πm，方向從A指向B；8πm，方向從A指向B
D.16m，方向從A指向B；8πm
D
4.某同學通過北斗導航定位系統測得其在南北方向運動時在0~4 s內的s-t圖像(位置—時間圖像)如圖所示。已知該同學在t=0時刻正向北運動,則關于該同學在0~4 s內的運動,下列說法正確的是( )
A.其運動軌跡為曲線
B.始終向北運動
C.位移大小為4 m
D.路程為10 m
D
質點
定義：用來代替物體的具有質量的點
質點是一種理想化模型
物體可以看作質點的條件
位移
定義：由初位置指向末位置的有向線段（s）
大小：起點到終點的距離（m）
方向：從起點指向終點
矢量和標量
位移—時間（s-t）圖像
質點和位移

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