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1、制作：沈雄斌 授课：东山二中高一物理组高中物理必修一高中物理必修一第一章运动的描述第第2 2节节 质点与位移质点与位移 导入导入 在描述在描述汽车的位置汽车的位置时，有没有考虑到时，有没有考虑到汽车的汽车的形状形状？需要考虑吗？需要考虑吗？赛跑中，要研究运动员跑得赛跑中，要研究运动员跑得快还是慢快还是慢，需要考虑，需要考虑该运动员是该运动员是胖还是瘦、高还是矮胖还是瘦、高还是矮吗？吗？自然界中的物体都有各自的形状，它们的运动往往也是复杂的。自然界中的物体都有各自的形状，它们的运动往往也是复杂的。自然界中的物体都有各自的形状，它们的运动往往也是复杂的。自然界中的物体都有各自的形状，它们的运动往往
2、也是复杂的。体操运动中，要研究体操运动中，要研究运动员的动作运动员的动作，要不，要不要考虑运动员的要考虑运动员的形体形体？因此要准确描述一些物体的运动情况有时是极为复杂，甚因此要准确描述一些物体的运动情况有时是极为复杂，甚因此要准确描述一些物体的运动情况有时是极为复杂，甚因此要准确描述一些物体的运动情况有时是极为复杂，甚至是不可能的。至是不可能的。至是不可能的。至是不可能的。有些物体本身的各部分的运动情况就不同，比如：有些物体本身的各部分的运动情况就不同，比如：有些物体本身的各部分的运动情况就不同，比如：有些物体本身的各部分的运动情况就不同，比如：做体操的运动员做体操的运动员做体操的运动员做体
3、操的运动员；有些物体在自转的同时又绕着其它物体在转，比如：有些物体在自转的同时又绕着其它物体在转，比如：有些物体在自转的同时又绕着其它物体在转，比如：有些物体在自转的同时又绕着其它物体在转，比如：地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动；物理学里是用什么样的方法来研究物体的运动呢？物理学里是用什么样的方法来研究物体的运动呢？物理学里是用什么样的方法来研究物体的运动呢？物理学里是用什么样的方法来研究物体的运动呢？突出问题的主要因素，忽略次要因素，将问题简单化，从而使问题得到解决。物理学中，物理学中，这种这种方法称为：方法称为：构建理想模型篮球的运动篮球的运动1质点质点 篮球有大小，在空中运动时还
4、会旋转，因此在空中各位置上的篮球有大小，在空中运动时还会旋转，因此在空中各位置上的运动状况也就各不运动状况也就各不相同，因此要描述清楚比较困难。相同，因此要描述清楚比较困难。如果我们只是要研究篮球抛出在空中的运动轨迹，那么篮球是否旋转，它的形状大小这两个因素就可以忽略。这两这两这两这两个因素，对所研究的问题影响个因素，对所研究的问题影响个因素，对所研究的问题影响个因素，对所研究的问题影响很小，不考虑也可以。很小，不考虑也可以。很小，不考虑也可以。很小，不考虑也可以。当不需要考虑篮球的形状当不需要考虑篮球的形状当不需要考虑篮球的形状当不需要考虑篮球的形状大小时，大小时，大小时，大小时，篮球就篮球
5、就篮球就篮球就可以可以可以可以用一用一用一用一个有个有个有个有质量点质量点质量点质量点来代替来代替来代替来代替。其轨迹也就是其轨迹也就是其轨迹也就是其轨迹也就是一条较为简单的曲线。一条较为简单的曲线。一条较为简单的曲线。一条较为简单的曲线。物理学中物理学中用来代替物体的有质量的点用来代替物体的有质量的点-称：称：质点质点一、一、质点质点质点质点1 1 1 1、定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点、定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点、定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点、定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点2 2 2 2、特点、特点、特点、特点:(1)(1)(1)(1)它没有大小和形状
6、。它没有大小和形状。它没有大小和形状。它没有大小和形状。(2)(2)(2)(2)它具有物体全部的质量。它具有物体全部的质量。它具有物体全部的质量。它具有物体全部的质量。(3)(3)(3)(3)它是一种理想化的模型。它是一种理想化的模型。它是一种理想化的模型。它是一种理想化的模型。3 3 3 3、说明：、说明：、说明：、说明：像质点这样的物体在现实中并不存在，质点不是一个真实的物体，它像质点这样的物体在现实中并不存在，质点不是一个真实的物体，它像质点这样的物体在现实中并不存在，质点不是一个真实的物体，它像质点这样的物体在现实中并不存在，质点不是一个真实的物体，它只是一种理想化的模型。只是一种理想
7、化的模型。只是一种理想化的模型。只是一种理想化的模型。1质点质点地球的运动地球的运动1质点质点 地球的运动是既有自转的同时又围绕着太阳公转。地球的运动是既有自转的同时又围绕着太阳公转。地球的运动是既有自转的同时又围绕着太阳公转。地球的运动是既有自转的同时又围绕着太阳公转。当我们研究地球当我们研究地球公转公转时，由于地球的直径时，由于地球的直径（D=1.3104Km）远远小于远远小于远远小于远远小于它与太阳之间的它与太阳之间的距离（距离（L=1.5108Km)，地球本身的大小和形，地球本身的大小和形状在公转运动中就是一个非常微不足道的因状在公转运动中就是一个非常微不足道的因素。素。因此，在研究地
8、球的公转时，地球的因此，在研究地球的公转时，地球的因此，在研究地球的公转时，地球的因此，在研究地球的公转时，地球的形状大小可以忽略，此时的形状大小可以忽略，此时的形状大小可以忽略，此时的形状大小可以忽略，此时的地球就相当于地球就相当于地球就相当于地球就相当于是一个点是一个点是一个点是一个点。可以视为可以视为可以视为可以视为质点质点质点质点。如果研究的是地球的自转，地球的大小和形状就是影响地球自转的主要因素，此时地球的形状大小不能忽略，也就不能视为质点了。思考思考思考思考 下列物体能看成质点吗？下列物体能看成质点吗？下列物体能看成质点吗？下列物体能看成质点吗？1质点质点研究研究研究研究公交车公交
9、车公交车公交车从火车站开往二中的时间从火车站开往二中的时间从火车站开往二中的时间从火车站开往二中的时间 确定茫茫大海中航行的确定茫茫大海中航行的确定茫茫大海中航行的确定茫茫大海中航行的航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰的位置的位置的位置的位置 研究研究研究研究飞机飞机飞机飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等 2016 年 10 月 19 日，景海鹏和陈冬两名航天员乘坐“神舟十一号”飞船与“天宫二号”顺利完成对接，为中国航天
10、史写下了辉煌的一页。下列几个过程中，可把“神舟十一号”飞船看成质点的是:A.飞船发射升空后，跟踪飞船运动轨迹时 B.分析飞船飞行速度时 C.与“天宫二号”对接前，调整飞船姿势时 D.控制飞船完成对接过程时AB1质点质点沿某方向推动桌面上的教科书（图 1-11），若要测量书移动的距离，能否将它视为质点？为什么？书围绕自身某点转动。若要讨论书边缘某点的运动情况，能否将书视为质点？为什么？说一说还有哪些可将一个物体视为质点（或不能视为质点）的问题情境。练习：练习：练习：练习：下列下列下列下列说法正确的是说法正确的是说法正确的是说法正确的是 ()()()()A.A.A.A.地球不能看成质点，而很小的原
11、子核可以看成质点地球不能看成质点，而很小的原子核可以看成质点地球不能看成质点，而很小的原子核可以看成质点地球不能看成质点，而很小的原子核可以看成质点 B.B.B.B.研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，可看成质点研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，可看成质点研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，可看成质点研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，可看成质点 C.C.C.C.研究奥运会乒乓球男单冠军马琳打出的乒乓球时，不能把乒乓球看成质点研究奥运会乒乓球男单冠军马琳打出的乒乓球时，不能把乒乓球看成质点研究奥运会乒乓球男单冠军马琳打出的乒乓球时，不能把乒乓球看成质点研究奥运会乒乓球男单冠军马琳打出
12、的乒乓球时，不能把乒乓球看成质点 D.D.D.D.研究奥运会三米板跳水冠军郭晶晶的跳水动作时，不能把她看成质点研究奥运会三米板跳水冠军郭晶晶的跳水动作时，不能把她看成质点研究奥运会三米板跳水冠军郭晶晶的跳水动作时，不能把她看成质点研究奥运会三米板跳水冠军郭晶晶的跳水动作时，不能把她看成质点CDCD运动是物体与参考系的位置的变化。运动是物体与参考系的位置的变化。运动是物体与参考系的位置的变化。运动是物体与参考系的位置的变化。那么，当物体位置发生变化时，要怎样进行描述。那么，当物体位置发生变化时，要怎样进行描述。那么，当物体位置发生变化时，要怎样进行描述。那么，当物体位置发生变化时，要怎样进行描述
13、。能不能用路程来描述物体位置的变化？能不能用路程来描述物体位置的变化？轨迹：运动质点通过的路线叫做质点运动的轨迹。轨迹：运动质点通过的路线叫做质点运动的轨迹。直线运动直线运动曲线运动曲线运动一、路程：就是物体运动的一、路程：就是物体运动的实际轨迹实际轨迹的长度。的长度。2 路程可以真实的记录物体每一时刻路程可以真实的记录物体每一时刻所处的位置，也可以描述物体运动经历的所处的位置，也可以描述物体运动经历的总长度。但对于运动总长度。但对于运动物体空间位置的变化物体空间位置的变化情况情况却很难描述清楚。却很难描述清楚。2 从福州到厦门，坐火车和坐船，从福州到厦门，坐火车和坐船，两种方法经历的两种方法
14、经历的路程不一样路程不一样，但起，但起点在福州，终点在厦门是一样的，点在福州，终点在厦门是一样的，即即位置的变化是一样的位置的变化是一样的，路程不能，路程不能描述这种位置变化情况。描述这种位置变化情况。从福州到厦门，和从厦门到福州，从福州到厦门，和从厦门到福州，都坐火车，都坐火车，路程是一样的路程是一样的，但一个从福，但一个从福州出发，一个从厦门出发，即州出发，一个从厦门出发，即位置的变位置的变化是不一样的化是不一样的，路程也不能描述这种位，路程也不能描述这种位置变化情况。置变化情况。要怎样才能准确描述位置的变化？描述位置变化要包含描述位置变化要包含描述位置变化要包含描述位置变化要包含与起点位
15、置变化的距离，与起点位置变化的距离，与起点位置变化的距离，与起点位置变化的距离，还要有还要有还要有还要有变化的方向。变化的方向。变化的方向。变化的方向。一名海轮领航员在早晨一名海轮领航员在早晨7：00定位时报告，该海轮已经航行至定位时报告，该海轮已经航行至前一天晚上的停靠位置前一天晚上的停靠位置正东正东100Km处。处。起点起点起点起点参考点参考点参考点参考点方向方向方向方向距离距离距离距离起点起点起点起点终点终点终点终点东东东东100Km0这个过程中轮船运动轨迹不用理会这个过程中轮船运动轨迹不用理会2二、位移（二、位移（S）：）：2 2、位移是由、位移是由初始位置初始位置指向指向末位置末位置
16、的的有向线段有向线段2位移位移 为了能描述运动物体空间位置的变化，物理学引入了为了能描述运动物体空间位置的变化，物理学引入了位移位移这个物理量这个物理量1 1、是用来描述物体位置变化的物理量。、是用来描述物体位置变化的物理量。3 3、位移的国际单位：、位移的国际单位：m m（米）。常用单位：（米）。常用单位：km mm cmkm mm cm等等4 4、有方向有大小的量在物理上称为矢量，位移是矢量。只有大小、有方向有大小的量在物理上称为矢量，位移是矢量。只有大小没有方向的量，称为标量，质量、路程是标量。没有方向的量，称为标量，质量、路程是标量。1】直线运动中小车由直线运动中小车由x1位置运动到位
17、置运动到x2位置，如图位置，如图1-13，则小车位移为：，则小车位移为：说明：说明：S的正负号表示位移的方向，如果的正负号表示位移的方向，如果S S的值是负值，则表示物体位移的值是负值，则表示物体位移方向与规定的正方向相反方向与规定的正方向相反Sx2-x1三、如何求解物体位移：三、如何求解物体位移：t1-t2时刻，时刻，汽车汽车A的的位移：位移：汽车汽车B的位移：的位移：Sx2-x14m-1m=3m Sx2-x1(-4m)-(-1m)=-3m 2 2】如果物体直线运动有多个过程，每个过程的位移分别为如果物体直线运动有多个过程，每个过程的位移分别为s1、s2、s3，则总位移，则总位移2位移位移S
18、=s1+s2+s3例：小球从距地面例：小球从距地面5m高处下落，弹回到高处下落，弹回到3m高处，小球的位移？高处，小球的位移？S15mS2-3mSs1+s2=5+(-3)=2m起点起点终点终点s s1 1s s2 2小球的路程？小球的路程？x5+3=8m 3 3】如果物体运动过程的起点与终点是在同一位置，则位移为如果物体运动过程的起点与终点是在同一位置，则位移为0 0例：二中操场跑道一圈例：二中操场跑道一圈400m,一运动员从起点出发跑完一圈，他的位移？他的路程？一运动员从起点出发跑完一圈，他的位移？他的路程？位移：位移：0m0m路程：路程：400m400m2位移位移如果有一同学，从厦门坐车到
19、福州，又从福州坐船到厦门。则这个同学的位移如果有一同学，从厦门坐车到福州，又从福州坐船到厦门。则这个同学的位移？2位移位移 从福州到厦门，坐火车和坐船，两种从福州到厦门，坐火车和坐船，两种方法经历的方法经历的路程不一样路程不一样，但起点在福州，但起点在福州，终点在厦门是一样的，即终点在厦门是一样的，即位置的变化是一位置的变化是一样的样的，所以，所以位移相等位移相等 从福州到厦门，和从厦门到福州，都从福州到厦门，和从厦门到福州，都坐火车，坐火车，路程是一样的路程是一样的，但一个从福州出，但一个从福州出发，一个从厦门出发，即发，一个从厦门出发，即位置变化的方向位置变化的方向不一样不一样.所以这两个
20、运动的所以这两个运动的位移大小相位移大小相等，方向相反等，方向相反若福州到厦门位移若福州到厦门位移s1=280km,则厦则厦门到福州位移门到福州位移s2=-280km从从厦门到厦门到福州，又从福州，又从福州到厦门全程位移福州到厦门全程位移SS1+S20例：一例：一位同学从操场出发，向北走了位同学从操场出发，向北走了40m，到达，到达C点，然后又向东走了点，然后又向东走了30m，到达，到达B点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移。点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移。A东北C40mB30m?2位移位移 4 4】如果物体的运动不是直线，如果物体的运动不是直
21、线，不管轨迹如何不管轨迹如何，它的位移均为，它的位移均为起点指向终点的线段起点指向终点的线段。位移的大小？位移的大小？S1=40mS2=30m 位移是位移是矢量矢量，不同方向上的位移之和不是数值上的直接相加，而是要遵，不同方向上的位移之和不是数值上的直接相加，而是要遵循循平行四边行原则平行四边行原则。路程是标量，总路程是所有路程的数值相加。路程是标量，总路程是所有路程的数值相加。总路程？总路程？X=40+30=70m注意注意四、位移和路程的区别与联系四、位移和路程的区别与联系四、位移和路程的区别与联系四、位移和路程的区别与联系（1 1 1 1）位移是从初位置到末位置的一段有向线段，用来表示质点
22、位置的变化；而）位移是从初位置到末位置的一段有向线段，用来表示质点位置的变化；而）位移是从初位置到末位置的一段有向线段，用来表示质点位置的变化；而）位移是从初位置到末位置的一段有向线段，用来表示质点位置的变化；而路程是质点运动轨迹的长度。路程是质点运动轨迹的长度。路程是质点运动轨迹的长度。路程是质点运动轨迹的长度。（2 2 2 2）位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。）位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。）位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。）位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。（3 3 3 3）在一般情况下，位移大小小于路程，只有当物体做单向直线运动时
23、，物体）在一般情况下，位移大小小于路程，只有当物体做单向直线运动时，物体）在一般情况下，位移大小小于路程，只有当物体做单向直线运动时，物体）在一般情况下，位移大小小于路程，只有当物体做单向直线运动时，物体的位移大小才等于路程的位移大小才等于路程的位移大小才等于路程的位移大小才等于路程（4 4 4 4）位移等于零时，路程不一定等于零，位移和路程的单位都是长度单位）位移等于零时，路程不一定等于零，位移和路程的单位都是长度单位）位移等于零时，路程不一定等于零，位移和路程的单位都是长度单位）位移等于零时，路程不一定等于零，位移和路程的单位都是长度单位m m m m2位移位移 车车位移随时间变化的数据如
24、下表。位移随时间变化的数据如下表。在直线运动中，还可以用位移时间图象（在直线运动中，还可以用位移时间图象（在直线运动中，还可以用位移时间图象（在直线运动中，还可以用位移时间图象（s-ts-ts-ts-t图象）图象）图象）图象）来直观描述物体的运动来直观描述物体的运动来直观描述物体的运动来直观描述物体的运动3位移位移位移位移-时间图象时间图象时间图象时间图象 如图如图1-16,做匀速直线运动的汽车位置与随时刻对应图做匀速直线运动的汽车位置与随时刻对应图（1）建立坐标系；）建立坐标系；横坐标表示时间，横坐标表示时间，纵坐标表示汽车的位置。纵坐标表示汽车的位置。s/mt/s（2）描点；）描点；（3）
25、连线；）连线；用平滑曲线将数据点连接起来。用平滑曲线将数据点连接起来。512346102030 所得图象就是汽车的位移所得图象就是汽车的位移-时间时间图象，也称图象，也称S-t图象。图象。特点：特点：特点：特点：1、可以直观的看出汽车不同时刻所处的、可以直观的看出汽车不同时刻所处的位置，位置，如如3.5s末，车的位置？末，车的位置？2、可以看出汽车不同时间段的位移；如：、可以看出汽车不同时间段的位移；如：6s内车的位移？内车的位移？3、S-t图象所描述的一定是直线运动图象所描述的一定是直线运动 4、匀速直线运动的图象是一条斜线、匀速直线运动的图象是一条斜线图象不是物体的轨迹，而是位移与时间的关系图线图象不是物体的轨迹，而是位移与时间的关系图线五、直线运动的位移时间图象（五、直线运动的位移时间图象（五、直线运动的位移时间图象（五、直线运动的位移时间图象（s-ts-t图象）图象）图象）图象）注意注意0t/sS/m位移位移时间图象时间图象S1甲甲甲甲乙乙乙乙看懂看懂看懂看懂s-ts-t图象图象图象图象丙丙丙丙1、做什么运动？、做什么运动？t22、出发地点与出发时间？、出发地点与出发时间？丁丁丁丁3、运动方向？、运动方向？4、图象相交点表示什么？、图象相交点表示什么？S2t15、图象的斜率又表示什么？、图象的斜率又表示什么？作业作业课本P23 4、5