2012高中物理 2.2 质点和位移学案1 鲁科版必修1.doc

2用心爱心专心第2节质点和位移学案认知·探索[问题导思]一、质点是什么？什么时候可以把一个物体看成是质点？尽管任何物体都有一定的形状和大小但如果在我们所研究的问题中只有当物体的形状和大小对所研究的问题不起作用或起作用很小可以忽略不计为了研究的方便可以把物体看做一个有质量的点。这种用来代替物体的没有大小和形状但有质量的点叫做质点。可见质点是一种科学的抽象是在研究物体运动时抓住主要因素忽略次要因素是对实际物体的近似是一个理想化模型。一个物体是否可以视为质点要具体情况具体分析。例如：一列火车从北京开往上海在计算运行时间时可以忽略列车的长短可把它视为质点；但是同样这列火车要计算它通过黄河铁路大桥所需时间时必须考虑列车的长度不可把列车视为质点。一个物体能否被看成质点不能以大小而论。例如当我们研究自行车的气门芯运动轨迹时就不能把自行车看作质点但在研究地球绕太阳公转时可把整个地球看作质点。二、怎么区分位移和路程？位移是描述质点位置变化的物理量既有大小又有方向是矢量是从起点A指向终点B的有向线段。有向线段的长度表示位移的大小有向线段的方向表示位移的方向位移通常用字母“s”表示它是一个与运动路径无关仅由初、末位置决定的物理量。路程是质点运动轨迹的长度它是标量只有大小没有方向。路程的大小与质点运动的路径有关但它不能描述质点位置的变化。例如质点环绕一周又回到出发点时它的路程不为零但其位置没有改变因而其位移为零。很多同学都会问位移和路程什么时候会相等？由于一个是矢量另一个是标量故两者绝对不可能相等。但如果一个物体是向着单一方向做直线运动则在一段时间内其位移的大小与路程相等。三、什么是物体运动的s-t图象匀速直线运动的s-t图象有何特点?物体运动的规律可以用公式表示也可用图象表示.s-t图象即为位移—时间图象.从s-t图象可知不同时刻物体的位移匀速直线运动的s-t图象是一条直线但该直线并不是代表物体的运动轨迹.[例题演示]例1在研究下述运动时能把物体看作质点的是（）A.研究地球的自转效应B.研究乒乓球的旋转效应C.研究火车从南京到上海运行需要的时间D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间分析与解：地球自转和乒乓球旋转时各部分运动情况不完全相同不能当作质点。火车从南京到上海火车的长度与行驶的距离相比小得多可以看作质点。但在研究一列火车通过长江大桥所需时间时由于大桥长度与火车的长度可相当此时就不能把火车当作质点来处理。所以选项C正确。点拨：一个物体能否视为质不是绝对的。同一物体作不同运动研究时是否可抽象为质点必须依实际情况来确定。例2关于位移和路程正确的说法是（D）A.位移和路程是相同的物理量B.路程是标量即表示位移的大小C.位移是矢量位移的方向即质点运动的方向D.若物体做单一方向的直线运动位移的大小等于路程分析与解要注意路程与位移的区别。位移是由初始位置指向终止位置的有向线段是矢量位移的大小即等于这段直线段的长度；路程是标量是物体运动轨迹的总长度。只有质点一直向着单一方向运动时位移的大小才等于路程。所以选项D正确。点拨：位移是矢量路程是标量。它们是不可能相等的但在特定的条件下我们可以说位移的大小与路程相等。图1-2例3如图1-2所示某人沿半径R=50m的圆形跑道跑步从A点出发逆时针跑过3/4圆周到达B点试求由A到B的过程中此人跑步的路程和位移。分析与解此人运动的路程等于ACB所对应的弧长即路程L＝此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度即位移的方向由A→B与半径AO的夹角为45°.点拨由于位移是矢量因此在求位移时不仅要指出其大小而且还要指明其方向。图1-3例4如图1－3所示是某物体在0~10s内的s-t图象下列说法中正确的是()A.物体在第1s内的位移为4mB.物体在第5s内的位移为8mC.物体在前5s内的位移为8mD.物体在后5s内的位移为16m分析与解由图象可知物体在0~2s内位移从0均匀增加到8m即每秒钟发生的位移是4m;从2s到6s物体的位移都是8m即在2s~6s内物体是静止的;从6s~10s物体的位移从8m均匀增加到16m即每秒钟发生的位移是2m.由以上分析可知物体在第1s内的位移是4mA选项正确;物体在第5s内是静止的故位移为零B选项错;物体在前5s内的位移即为前2s内的位移等于8mC选项正确;物体在后5s内的位移即为6s~10s的位移等于8mD选项错。本题正确选项:AC点拨:正确理解s-t图象的内涵是解决此类问题的关键.