质点和位移 高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册.pptx

第2节质点和位移

赛跑中，要研究运动员跑得快还是慢，需要考虑该运动员是胖还是瘦、高还是矮吗？

体操运动中，要研究运动员的动作，要不要考虑运动员的形体？

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。

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。

物理学里是用什么样的方法来研究物体的运动呢？

质点

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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相同，要描述清楚比较困难。

我们有时候关注物体各部分的运动，有时关注物体的整体运动，因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。

物理学中常用建构理性模型的方法，突出问题的主要因素，忽略次要因素，将问题简化，以便得到解决。

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。

当不需要考虑篮球的形状大小时，篮球就可以用一个有质量点来代替。其轨迹也就是一条较为简单的曲线。

物理学中用来代替物体的有质量的点----质点

什么样的问题可以把物体看成一个点，什么样的问题不能把物体看成一个点呢？

地球到太阳的距离1.5×108km，而地球的直径只有1.3×104km，还不到它与太阳距离的万分之一.

若只研究地球公转的时候，可以忽略地球的大小和形状，而把它视为“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。

1.质点：用来代替物体的具有质量的点。

2.质点的特点

(1)有质量的点

(2)没有大小和形状

(3)理想化模型，实际上不存在

理想化模型：突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化模型。

学

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(1)物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。

(2)物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。

3.物体看成质点的条件

物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计。

1.研究下列问题时，可以把研究对象看作质点的是（）

A.研究火车在平直轨道上运行时车轮的转动

B.乒乓球比赛中，研究运动员发出的旋转球的运动

C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作

D.用GPS确定打击海盗的“武汉舰”在大海中的位置

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2.图片展示的是我们日常中的一些运动,通过学习关于质点的知识,下列说法中正确的是()

A.图1中研究如何才能踢出“香蕉球”时,可以把足球看作质点

B.图2中研究列车从杭州到北京的路程时,可以把列车看作质点

C.图3中研究雄鹰为什么能在空中翱翔时,可以把雄鹰看作质点

D.图4中研究运动员起跑动作时,可以把运动员看作质点

B

位移

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有了质点我们就可以方便地研究物体的运动轨迹了，那么当物体运动后，我们该如何描述物体的位置变化？

可见，采用路程不足以描述物体的位置变化。为此，物理学中，用位移来描述物体的位置变化。

1.位移的物理意义：

位移是用来描述运动物体空间位置变化的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段，它既有大小又有方向，通常用字母s来表示。

s

箭头的方向表示位移的方向，线段的长度s表示位移的大小。

对于沿直线运动的物体，我们可以借助一维坐标系确定物体发生的位移。在一维坐标系中，位移的正负表示位移的方向。

例：表示汽车A和汽车B从t1时刻到t2时刻的位移。

sB=-4m-(-1m)=-3m

汽车A的位移为正，表示其位移方向沿x轴正方向

汽车B的位移为负，表示其位移方向沿x轴负方向

sA=4m-1m=3m

3.位移和路程的区别与联系

（1）位移是从初位置到末位置的一段有向线段，用来表示质点位置的变化；而路程是质点运动轨迹的长度。

（2）位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。

（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，物体的位移大小才等于路程

（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m

4.矢量和标量

（1）标量：只用大小就能描述的物理量叫做标量。

例如：时间、路程、质量、温度等

（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

3.一个小孩从A点出发，沿半径分别为3m和5m的半圆到达B点，如图所示，他通过的位移和路程分别为（）

A.16m，方向从A指向B；16m，方向从A指向B

B.16m；16m

C.8πm，方向