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第2節(jié) 質點和位移
第一章 運動的描述
學習目標
1.了解質點的含義,知道將物體看成質點的條件。
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(qū)別。
4.認識位移-時間（s-t）圖像并能進行分析。
上節(jié)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？
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，可以不考慮。
如果我們只是要研究籃球拋出在空中的運動軌跡,可以將物體看成一個點嗎？
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
1.定義：用來代替物體的具有質量的點，稱為質點。質點不是真實的物體，它是一種理想化的物理模型。
質點
2.質點的特點
(1)有質量的點
(2)沒有大小和形狀
(3)理想化模型，實際上不存在
3.將物體看作質點的條件
(1)物體的大小、形狀對研究結果沒有影響或影響可以忽略時。
(2)運動的物體：當物體上各部分的運動情況完全相同時，物體上任何一點的運動情況都能反映該物體的運動。
(3)當所研究物體的運動涉及的空間遠大于物體的尺寸時。
被水平推動的課桌
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”。
如果研究地球的自轉，就不能看成一個點了。
(1)只有體積很小的物體才可以看成質點，體積較大的物體不能看成質點。(　　)
(2)質點和幾何中心的點是相同的。(　　)
(3)質量很大的物體在任何情況下都不能看成質點。(　　)
×
×
×
以下說法正確的是( )
A.分析體操運動員在單杠上的翻杠動作時，可將運動員視為質點
B.站在鐵路旁的人，若測定一列火車通過他所用的時間，則火車不可視為質點
C.描述乘客在火車車廂內的運動情況，則以地面為參考系最好
D.鉛球比賽中研究鉛球被擲出后在空中的飛行時間時，可將鉛球視為質點
BD
假如你要從廈門到福州，以不同的交通方式出行，物理量上有什么不同？
路徑不同，軌跡的長度不同，所用時間不同
不同的出行方式，有沒有物理量是相同的？
起始位置、終點位置相同
1.路程：物體運動軌跡的長度。
2.位移：用來描述物體的位置變化的物理量。可以用一條從初位置指向末位置的有向線段表示。線段的長度表示位移的大小，箭頭的方向表示位移的方向。
位移
3 .路程和位移的區(qū)別與聯(lián)系：
①位移是表示質點位置的變動的物理量。
路程是表示質點通過的實際軌跡長度的物理量。
②位移與質點的運動路徑無關，只與初位置、末位置有關。
路程與運動路徑有關。
③ 路程≥位移的大小
④ 只有當質點做單向直線運動時，位移的大小才等于路程。
思考2：路程和位移相等嗎？
思考3：路程和位移的大小什么時候相等？
在一維坐標系中用坐標表示物體的位置，那么，你知道位移應該如何表示嗎？
位移：用坐標變化來表示
如圖：汽車在t1時刻處于位置x1，在t2時刻處于位置x2 ,得到汽車位移
若兩坐標之差為正，則位移的方向指向x軸的正方向；
若兩坐標之差為負，則位移的方向指向x軸的負方向。
思考討論：某物體從A點運動到B點，坐標xA為5m，xB為2m，物體的位移大小等于多少？方向如何？
s＝ xB xA= 2 m 5m= 3m，位移的方向指向x軸的負方向。
x
x
xA
xB
O
1 2 3 4 5
4.矢量和標量
（1）標量：只用大小就能描述的物理量叫做標量。
例如：時間、路程、質量、溫度、電流等
（2）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
1.物體在前半段的位移大小是3 m，后半段的位移大小是4 m，則總位移大小一定是7 m嗎？
不一定。
2.用一維坐標系s＝x2－x1確定物體的位移時，位移有時為負值，位移的正負與坐標軸方向之間的關系是什么？
位移為正，表示位移的方向與規(guī)定的坐標軸正方向相同；位移為負，表示位移的方向與規(guī)定的坐標軸正方向相反。
(1)從北京到重慶與從重慶到北京的位移相同。(　　)
(2)一個物體一段時間內的位移為零，路程也一定為零。(　　)
(3)位移是描述直線運動的，路程是描述曲線運動的。(　　)
(4)路程就是位移的大小。(　　)
(5)在一維坐標系中，汽車A的位移為－3 m，汽車B的位移為2 m，則sB>sA。(　　)
×
×
×
×
×
5.位移—時間（s-t）圖像
t/s 0 1 2 3 4 5
s/m 0 5 10 15 20 25
汽車做勻速直線運動的位置隨時間變化的數(shù)據
汽車做勻速直線運動
③用平滑的曲線盡可能地把絕大部分點連接起來(如圖)
①以時刻t為橫軸，以位置坐標x為縱軸，建立平面直角坐標系；
②將小車的時刻、位置信息描點；
1.勻速直線運動的s－t 圖像是一條傾斜直線，表示質點的位移隨時間均勻變化。
位移－時間圖像
2．s－t 圖像的物理意義：s－t 圖像反映了物體的位移隨時間的變化關系，圖像上的某一點表示物體在某時刻所處的位置。
3．由s－t 圖像可求：
(1)任一時刻所對應的位置；
(2)任意一段時間內的位移；
(3)發(fā)生一段位移所用的時間。
4．x-t 圖像只能描述直線運動，不能描述曲線運動。
1.如圖所示為甲、乙兩物體的位移隨時間變化的圖像。
(1)甲、乙兩物體是不是同時出發(fā)？是不是同一位置出發(fā)？
出發(fā)點的位置坐標是多少？
不是同時出發(fā)，甲在t＝0時刻出發(fā)，乙在t＝5 s時刻出發(fā)；不是同一位置出發(fā)，甲從s＝15 m處出發(fā)，乙從坐標原點處出發(fā)。
(2)甲、乙兩個物體在0～10 s內位移各為多少？
甲的位移大小s甲＝20 m－15 m＝5 m，乙的位移大小s乙＝20 m。
(3)兩圖線的交點表示什么？
t＝10 s時刻，甲、乙的位置相同，即兩物體相遇。
(多選)如圖所示為甲、乙兩質點做直線運動的位移—時間圖像，由圖像可知
A.甲、乙兩質點在1 s末相遇
B.甲、乙兩質點出發(fā)點相同
C.甲、乙兩質點在第1 s內運動方向相反
D.在第4 s內，甲的位移比乙的位移大
AC
質點和位移
質點
位移
路程：物體運動軌跡的長度
用來代替物體的具有質量的點
質點的特點
位移：物體的位置變化．初位置指向末位置的有向線段
矢量和標量
直線運動的物體發(fā)生的位移s＝x2－x1
s-t圖像
勻速直線運動的s－t圖像是一條傾斜直線
將物體看成質點的條件
縱軸表示相對起始位置的位移s，橫軸表示時間t.

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