质点、参照物、位移教案

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1、质点、参照物、位移知识点质点、参照系、时间、时刻、位移、路程教学目标理解质点的概念，知道实际选取参考系时的原则及坐标系的概念；知道时间和时刻的含义以及它们的区别；知道位移的概念和路程的区别、矢量与标量的区别。教学重点质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立；时间、时刻；位移、路程的概念；矢量与标量的概念教学难点路程和位移的区别；位移的矢量性，其大小、方向的表示方法。教学过程一、复习预习无二、知识讲解考点 1 质点：把具有一定大小、形状的物体在一定条件下，看做具有质量的一个点就是质点。质点是理想化的物理模型，是忽略次要因素，突出主要因素的一种科学抽象，实际上并不存在。任何物体在一定条件下均可看

2、做质点。物体视为为质点的条件：（1）物体的大小在所研究的问题里可以忽略时，如物体的大小与研究的问题中的距离相比很小时，可以把物体看成质点；（2）物体上各点的运动情况相同时，如平动的物体一般可以看做质点；（3）物体自身的转动或物体上某部分的运动与研究问题无关时，如研究小球从斜面上滚下的运动时可看成质点。【特别提醒】质点与几何点有本质上的区别，物体能否看做质点与其大小、轻重、形状、速度没有关系。考点2 参考系：在描述物体的运动情况时，用来做为参考的假定不动的物体称为参考系。运动学问题，参考系可以任意选取（不要求只选惯性参考系），在利用牛顿运动定律解决动力学问题时， 参考系只能选取惯性参考系，通常选

3、择地球或相对地球静止的物体为参考系。参考系的特性：（1） 标准性：选做参考系的物体都假定不动，被研究物体的运动情况都以参考系为标准；（2）任意性：运动学问题，参考系的选取原则上是任意的，视处理问题方便简单而定；（3）统一性：比较不同物体的运动应选择同一参考系；（4）差异性：对于同一物体选择不同的参考系结果一般不同；应用中要注意三点：（1）高中物理的运动学问题，在没有特别说明时，主要是选取地面或静止的物体做参考系，但为了处理问题的简单，有时也以运动的物体为参考系；（2）无论物体原来运动情况如何，一旦选为参考系，就假定它是“静止”的；（3）在同一个问题当中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同

4、阶段的运动时，应选取同一个参考系。【特别提醒】运动是绝对的，因为一切物体都在永恒的运动之中；运动又是相对的，这是相对参考系而言的。 同一物体相对不同的参考系可能是静止的，也可能是运动的，还有可能表现出不同的运动。考点 3 坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系。考点 4 时刻和时间间隔：时刻指某一瞬时，在时间轴上为一个点，时间指一段时间间隔，在

5、时间轴上为两点间的线段。如图111所示，第一秒初、第一秒末（第二秒初）、第二秒末（也为2秒末） 、第三秒末（第2 个 2 秒的中间时刻） 、四秒末为时刻，分别对应时间轴上的0、1、2、3、4五个点，第一秒、第二秒、第三秒为时间，分别对应时间轴上0 1、1 2、2 3 三个时间间隔，第一个二秒、第二个二秒、第三个二秒也为时间间隔，分别对应时间轴上0 2、2 4、4 6 三个时间间隔。图 1 1 1 【特别提醒】如图 1-1-2 所示，时间轴上的A 点为计时的起点， 为 0 时刻，或称为 1 秒初、2 秒初；C 点为 2 秒末； AC 段表示前2 秒时间，是开始计时到第2 秒末的时间间隔；第3 秒

6、对应着 CD 段，表示第2 秒末到第3 秒末这 1 秒的时间间隔，它与前3 秒是不同的 .判断是时刻还是时间的方法：时间后面带有 “初”或是“末” 或者表述的是钟表上的读数，如上午 8：00、21 点过 5 分，表示的就是时刻；时间是有单位的，如第1 秒、 8 小时或是两个时刻之间的间隔，如8：00 8：45。时刻与质点的位置相对应，即某一时刻物体在某一位置上，时间与质点运动的位移或路程相对应，即在某段时间内，质点通过了一段路程或发生了一段位移. 图 1-1-2 考点5 路程和位移：路程是指质点所通过的实际轨迹的长度，是标量；位移是表示质点位置变化的物理量，是由起点指向终点的有向线段，是矢量。

7、如图1 1 3 所示，质点由A 经路线 1、路线 2、路线 3 运动到B 的路程是不同的，分别是三条轨迹的实际长度，而位移是相同的，均为由起点 A 指向终点B 的有向线段。同一个运动过程路程大于或等于位移的大小。如图1 1 4 所示，质点分别由A 经过B 到 C 再回到 B，路程比位移的大小要大；质点分别由A 运动到 B，和由 B 运动到 A，路程相等但位移不相等；质点由A 经过 B 到 C 再回到 A，路程不为零但位移为零。【特别提醒】没路程是标量，位移是具有方向的矢量，二者不能相等，只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小。二个矢量只有大小和方向都相同才能相等，如图1 1 5 中，质

8、点由 A 运动到 M 和由 A 运动到 N，或者由圆心B 沿半径运动到A 和 C，位移不相等，但位移的大小相等。图 1 13 图 1 1 4 图 1 1 5 图 1 1 6 位置和位移：如果物体做直线运动，.位置用坐标轴上的一个点来表示，.位移用坐标轴上的一段有向线段表示， 如图 1-2-6 所示， 物体先后经过A、B 两点， A、B.的位置可用两个坐标1x和2x来表示，物体由A 运动到 B 的位移的大小由A 到 B 的坐标的变化量12xxx表示，方向由A指向B。运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，一段时间则对应的是这段时间内物体的位移. 考点 6 矢量和标量：象位移这样既有大小又有方向

9、的物理量叫做矢量，象路程这样只有大小，没有方向的物理量叫做标量。温度、时间、质量、密度等是标量，力、速度是矢量。标量的运算法则不符合矢量的运算。 矢量的运算法则叫做平行四边形定则，又叫三角形定则。 当两个矢量共线时，首先要设定正方向，方向相同就加方向相反就减；当两个矢量不共线时，合矢量和分矢量必将构成一个三角形，它们分别是三角形的三条边。【特别提醒】当物体做直线运动时，矢量的方向用正负号表示，方向相同取正， 方向相反取负；也就说矢量的正负号只表示方向，不表示大小，在矢量运算时正负号要参与计算。三、例题精析【例题 1】做下列运动的物体，能当做质点处理的是() A自转中的地球B旋转中的风力发电机叶

10、片C匀速直线运动的火车D在冰面上旋转的花样滑冰运动员【答案】 C 【解析】 A、B 都属于转动问题，物体上各部分的运动情况不同，不能把物体当质点；D 要研究是花样滑冰运动员的旋转动作，也不能当质点， ； 中的火车可视为平动， 故能当做质点。【例题 2】研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（）A研究汽车超过一列火车的时间B研究人在汽车上的位置C研究汽车在上坡时有无翻倒的危险D计算汽车从北京开往大连的时间【答案】 D 【解析】A 中研究的问题要考虑汽车的长度，汽车不能当做质点；B 中研究人在汽车上的位置时， 须考虑汽车上座位的分布，不能把汽车当做质点；C 要分析汽车的重心与车轮之间距离，也不能把

11、汽车当做质点；D 中汽车的大小可忽略不计，可当做质点。【例题 3】下列诗句描绘的情景中，含有以流水为参考系的是（）A人在桥上走，桥流水不流B飞流直下三千尺，疑是银河落九天C白日依山尽，黄河入海流D孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流【答案】 A 【解析】A 中参考系为桥为参考系则水动，现在水不流，因此参考系为流水；B 中参考系为地面； C 参考系为山；D 中参考系为地面。【例题 4】甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动，甲说：“它在做匀速运动。 ”乙说：“它是静止的。”丙说：“它在做加速运动。 ”这三个人的说法A在任何情况下都不对B三人中总有一人或两人是讲错的C如果选择同一参考系，那么三人的

12、说法就都对了D如果各自选择自己的参考系，那么三人的说法就可能都对了【答案】 D 【解析】 描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑研究问题的方便， 使之对运动的描述尽可能的简单在不说明参考系的情况下，通常取地面为参考系的同一物体的运动，选择不同的参考系，我们观察到的结果往往不同三个人判断同一个运动，得出的结论不同，是因为这三个人都是以自己为参考系. 【例题 5】某渔夫划小船在河水中逆流而上，在石桥处， 不慎渔竿落水直到半小时后才发觉，再回头追赶，最后在桥下游km5.2处找到渔竿。设渔夫在顺水和逆水划行时划力保持不变，试求水流速度是多少？【答案】hkm2.5v水【解析】 解法

13、一：以岸为参考系，设水流速为水v，船速为船v发觉渔竿落水相距为x，时间为1t111ttvtvvvx船水水船再回头追赶时间为t2 222t tvv船水水船vtvx得htt5 .021hkmttv5 .221水得hkm2.5v水解法二：以水为参考系，设船速为船v发觉渔竿落水时间1t与再回头追赶时间2t相等htt5 .021以岸为参考系，122.52.5/vttkmvkm h水水得【例题 6】下列关于位移和路程的说法，正确的是（）A位移和路程总是大小相等，但位移是矢量，路程是标量B位移描述直线运动，路程描述曲线运动C位移只取决于始末位置，而路程还与实际运动的路线有关D物体的路程总大于或等于位移的大小

14、【答案】 CD 【解析】 位移是矢量，路程是标量，路程的大小大于等于位移的大小故A 错误位移和路程都可以描述直线运动和曲线运动故B 错误位移由初位置指向末位置，路程为运动轨迹的长度故C 正确路程的大小大于等于位移的大小，当做单向直线运动时，位移的大小等于路程故D正确四、课堂运用【基础】1从距地面3m高处自由落下一小球，球接触地板后竖直向上弹起，升至距地板2m高处被接住，则小球在上述过程中的位移和路程分别是（）A.位移 5m，方向竖直向下；路程5mB.位移 1m，方向竖直向下；路程5mC.位移 1m，方向竖直向上；路程5mD.位移 1m，方向竖直向下；路程1m【答案】 B 【解析】 物体的初位置

15、距地面高度3m，末位置距地面高度2m，则物体的位移大小等于mmmx123， 方向竖直向下 物体向下运动的路程是3m，向上运动的路程是2m，总路程是5m故选 B 2下列说法中正确的是（）A研究奥运会冠军刘翔的跨栏技术时可将刘翔看作质点B在某次铅球比赛中，某运动员以18.62 米的成绩获得金牌，这里记录的成绩是比赛中铅球经过的路程C瞬时速度可理解为时间趋于零时的平均速度D “北京时间10 点整”指的是时间，一节课45min 指的是时刻【答案】 C 【解析】 研究运动员跨栏技术时不能将运动员看作质点，A 错；铅球比赛中记录的成绩是比赛中铅球经过的位移，B错； “北京时间10点整”指的是时刻，一节课4

16、5min指的是时间，D 错。【巩固】1、湖中 O 点有一观察站，一小船从O 点出发向东行驶4km，又向北行驶3km，则 O 点的观察员对小船位置的报告最为精确的是() A小船的位置变化了7kmB小船向东北方向运动了7kmC小船向东北方向运动了5kmD小船的位置在东偏北o37方向， 5km处图 11 10 【答案】 D 【解析】 如图所示 小船位置的变化不是取决于其具体的运动路径，而是决定于它的首末位置，即位移， 而位移不但有大小还有方向小船虽然运动了7km， 但在 O 点的观察员看来，它离自己的距离是kmkm53242，方向要用角度表示，sin 3 50.6，所以 37。2、下列说法，符合实际的是（）A、火车售票大厅悬挂的是列车时刻表B、 “百米”赛事，位移大小是100 米C、出租车按位移的大小收费D、 “万米”赛跑，指的是位移一万米【答案】 AB 【解析】A、火车售票大厅悬挂的是列车时刻表，对应的是“点”，故A正确；B、百米赛事