8/8第2節(jié)質(zhì)點和位移核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念（1）經(jīng)歷質(zhì)點模型的建構(gòu)過程，了解質(zhì)點的含義；知道將物體抽象為質(zhì)點的條件。（2）理解位移是表示質(zhì)點位置變化的物理量；知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系。（3）初步認(rèn)識位移—時間（s-t）圖像，知道s-t圖像的物理意義。（4）初步知道矢量和標(biāo)量科學(xué)思維體會建構(gòu)物理模型的思維方式，知道物理學(xué)研究需要建構(gòu)模型知識點一質(zhì)點1.質(zhì)點：用來代替物體的具有的點。2.物體視為質(zhì)點的條件：當(dāng)物體的和對研究問題的影響可以忽略時，可把物體看成質(zhì)點。3.質(zhì)點是一種理想化的，不是真實的物體。知識點二位移1.路程：物體運動軌跡的。2.位移（1）物理意義：描述物體的變化；（2）定義：從指向的有向線段；（3）大?。撼?、末位置間有向線段的；（4）方向：由初位置指向。3.標(biāo)量和矢量（1）標(biāo)量：只用大小就能描述的物理量；（2）矢量：既有大小又有的物理量。4.位移—時間（s-t）圖像（1）物理意義描述物體運動的位移隨變化的規(guī)律（如圖所示）。（2）應(yīng)用①可以確定任意時刻物體所在的；②可以求出物體發(fā)生某一位移所對應(yīng)的或在某一段時間內(nèi)物體的?！厩榫八急妗侩S著大氣污染日益嚴(yán)重，全球逐漸變暖，北極熊的生存環(huán)境越來越惡劣，導(dǎo)致北極熊的數(shù)量銳減。如圖所示，AB段為北極熊在寒冷的雪地里覓食時留下的足跡。（1）研究北極熊從A點到B點的運動軌跡，可以把北極熊視為質(zhì)點。（）（2）研究北極熊捕殺海獅的過程時，可以把北極熊視為質(zhì)點。（）（3）北極熊從A點到B點的運動軌跡長度叫距離。（）（4）A、B兩點連線的長度就是位移。（）要點一對質(zhì)點的理解【探究】如圖所示，一列火車由北京開往上海，探究：（1）當(dāng)研究它從北京到上海的時間時，能否將火車看作質(zhì)點？（2）當(dāng)我們研究它通過軌道旁某一電線桿的時間時，能否將火車看作質(zhì)點？【歸納】1.理想化方法（1）質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象，是一種理想化的物理模型，是在研究物體運動時，抓住主要因素，忽略次要因素，對實際物體進(jìn)行的近似處理。（2）在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，通過對事物的抽象，建立理想化“物理模型”，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。2.質(zhì)點的三個特點（1）沒有大小和形狀。（2）具有物體的全部質(zhì)量。（3）是一種理想化的物理模型，實際生活中并不存在。3.把物體看作質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對研究問題的影響可以忽略不計時，不論物體的大小如何，都可把物體看作質(zhì)點。【典例1】北京時間2023年7月20日21時40分，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮密切協(xié)同，在空間站機械臂的幫助下，完成了核心艙全景相機B在軌支架安裝及抬升等任務(wù)。下列說法正確的是（）A.研究航天員景海鵬“太空漫步”的動作時，景海鵬可看成質(zhì)點B.機械臂在工作時可看成質(zhì)點C.全景相機B通過調(diào)整角度拍攝地球全景時，全景相機不能看成質(zhì)點D.研究空間站繞地球運動時，空間站不能看成質(zhì)點嘗試解答1.物理學(xué)中引入“質(zhì)點”概念，從科學(xué)方法說，屬于（）A.觀察、實驗的方法B.建立理想模型的方法C.類比的方法 D.邏輯推理的方法2.如圖所示，下列奧運會運動項目中，在考查運動員比賽成績時，運動員可視為質(zhì)點的是（）要點二位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系【探究】小明同學(xué)乘坐出租車從家門口去學(xué)校，由于忘帶物品又乘出租車返回家門口，準(zhǔn)備支付出租車費時，他和司機師傅開玩笑說：“我乘坐出租車的位移為零，因此不需要支付車費?！标P(guān)于小明的說法你怎么評價？【歸納】1.位置在直線坐標(biāo)系中的表示直線坐標(biāo)系中位置用一個點的坐標(biāo)表示；坐標(biāo)值的正負(fù)表示物體所在位置相對于坐標(biāo)原點在正方向還是負(fù)方向上；坐標(biāo)值的絕對值表示物體所在位置到坐標(biāo)原點的距離。2.位移在直線坐標(biāo)系中的表示用兩個坐標(biāo)的差值，即s＝x2－x1表示位移。s的絕對值表示位移大小，s為正時，表示位移方向與正方向相同；s為負(fù)時，表示位移方向與正方向相反。3.在直線坐標(biāo)系中，選擇不同的坐標(biāo)原點，各點的位置坐標(biāo)不同，但兩點間的位移相同，即位移與坐標(biāo)系無關(guān)。4.位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系位移路程區(qū)別物理意義表示物體空間位置變化的大小和方向表示物體運動軌跡的長度性質(zhì)（1）是矢量，有大小和方向（2）位移的方向為從初位置指向末位置（3）位移的大小為有向線段的長度（4）遵循平行四邊形定則（以后介紹）（1）是標(biāo)量，只有大小，沒有方向（2）物體運動軌跡的長度即為路程的大?。?）遵從算術(shù)計算法則區(qū)別圖示（物體沿曲線由A運動到B）由A到B的有向線段表示物體的位移曲線AB的長度為物體的路程聯(lián)系（1）兩者單位相同，國際單位都是米（m）（2）同一運動過程的位移的大小不大于路程。對于單向直線運動來講，位移的大小與路程相等【典例2】一個人晨練，按如圖所示走半徑為R的中國古典哲學(xué)中的太極圖，中央的“S”部分是兩個直徑為R的半圓弧，BD、CA分別為西東、南北指向。他從A點出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn)，則當(dāng)他走到D點時，求他的路程和位移的大小分別為多少？位移的方向如何？嘗試解答規(guī)律方法位移的兩種計算方法（1）幾何法：根據(jù)位移的定義先畫出有向線段，再根據(jù)幾何知識計算。（2）坐標(biāo)法：寫出初、末位置坐標(biāo)，位移即末位置坐標(biāo)減初位置坐標(biāo)，結(jié)果中的正、負(fù)號表示位移方向。1.如圖所示，甲同學(xué)從操場上A點出發(fā)，先向東走了一段距離到達(dá)B點，然后又向北走了一段距離到達(dá)C點；乙同學(xué)從A點出發(fā)沿直線到達(dá)C點。甲、乙兩位同學(xué)的（）A.路程相同，位移相同B.路程相同，位移不同C.路程不同，位移相同D.路程不同，位移不同2.（多選）關(guān)于路程和位移，下列說法中正確的是（）A.物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移B.物體沿直線向某一方向運動，通過的路程等于位移的大小C.物體通過一段路程，其位移一定不等于零D.兩物體通過的路程不相等，但它們的位移可能相同3.從離地面3m高處豎直向上拋出一個小球，它上升5m后回落，最后到達(dá)地面，在此過程中（）A.小球通過的路程是8mB.小球的位移大小是3mC.小球的位移大小是13mD.小球的位移方向是豎直向上要點三位移—時間圖像1.s-t圖像的畫法在平面直角坐標(biāo)系中，用橫軸表示時間t，縱軸表示位置s，根據(jù)給出的（或測量的）數(shù)據(jù)，描出幾個點，用平滑的曲線將這幾個點連接起來。2.s-t圖像的意義反映了物體的位置隨時間變化的規(guī)律。3.從s-t圖像中可獲得的信息（1）可判斷各個時刻物體的位置。（2）s-t圖像與s軸的交點，可用來判斷物體的初始位置。（3）可判斷物體在一段時間內(nèi)的位移。（4）在同一直線上運動的兩個物體的s-t圖像的交點表示在該時刻兩物體相遇。4.位移—時間圖像與運動軌跡：位移—時間圖像反映的是物體做直線運動時位移隨時間的變化關(guān)系，不是物體的運動軌跡?！镜淅?】沿同一直線運動的A、B兩物體，相對同一參考系的s-t圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A.前5s內(nèi)A、B的位移均為10mB.兩物體由同一位置開始運動，物體A比B遲3s才開始運動C.在前5s內(nèi)兩物體的位移相同，5s末A、B相遇D.從3s末開始，兩物體運動方向相同，且A比B運動得快嘗試解答1.如圖所示是一輛汽車做直線運動的s-t圖像，對線段OA、AB、BC、CD所表示的運動，下列說法正確的是（）A.OA段汽車靜止B.AB段汽車做勻速運動C.CD段汽車的運動方向與初始運動方向相反D.汽車運動4h的位移大小為30km2.如圖所示是物體沿直線運動的位移—時間圖像，則在0～4s內(nèi)物體通過的位移s為（）A.s＝2m B.s＝－2mC.s＝10m D.s＞4m要點回眸1.對矢量和標(biāo)量的理解，下列選項正確的是（）A.矢量和標(biāo)量的區(qū)別只是有無方向，運算法則是一樣的B.矢量和標(biāo)量的區(qū)別不僅是有無方向，運算法則也不同C.位移、時間都是矢量D.只有大小沒有方向的量是矢量，既有大小又有方向的量是標(biāo)量2.2023年9月23日，杭州第19屆亞運會盛大開幕。開幕式以“數(shù)實融合”為主題，不僅呈現(xiàn)了絢麗的煙花秀，還采用了數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行火炬點火。如圖所示為數(shù)字火炬手正在跨越錢塘江奔向亞運會主場館的情景。下列說法正確的是（）A.研究數(shù)字火炬手通過錢塘江的速度大小，不可以把數(shù)字火炬手視為質(zhì)點B.研究數(shù)字火炬手跑動的姿態(tài)時，不可以把數(shù)字火炬手視為質(zhì)點C.研究數(shù)字火炬手跑動的姿態(tài)時，可以把數(shù)字火炬手視為質(zhì)點D.由于數(shù)字火炬手很大，任何情形都不能將其視為質(zhì)點3.如圖所示的是正在航拍的旋翼無人機，下列過程能將無人機看成質(zhì)點的是（）A.調(diào)節(jié)無人機旋翼轉(zhuǎn)速B.調(diào)整攝像機鏡頭方向C.研究風(fēng)力、風(fēng)向?qū)o人機的影響D.地面觀察者觀察無人機在空中的位置4.利用衛(wèi)星導(dǎo)航可以根據(jù)道路交通情況，及時調(diào)整出行規(guī)劃、更換路線，極大地方便了人們自駕游的出行。下列有關(guān)衛(wèi)星導(dǎo)航的說法中正確的是（）A.選擇相同的路線，往、返于兩地之間，位移一定相同B.規(guī)劃不同的路線，從出發(fā)地到目的地的位移可能不同C.規(guī)劃不同的路線，從出發(fā)地到目的地的路程一定不同D.無論如何規(guī)劃路線，往、返于兩地之間，距離一定相同5.某一質(zhì)點在一段時間內(nèi)的位移—時間圖像如圖所示，則以下說法正確的是（）A.該質(zhì)點在前6s內(nèi)做曲線運動B.該質(zhì)點在前5s內(nèi)做直線運動，且運動得越來越慢C.該質(zhì)點在前5s內(nèi)的位移大小為50mD.該質(zhì)點在6s后做勻速直線運動第2節(jié)質(zhì)點和位移【基礎(chǔ)知識·準(zhǔn)落實】知識點一1.質(zhì)量2.大小形狀3.物理模型知識點二1.長度2.（1）位置（2）初位置末位置（3）長度（4）末位置3.（2）方向4.（1）時間（2）①位置②時間位移情景思辨（1）√（2）×（3）×（4）×【核心要點·快突破】要點一知識精研【探究】提示：（1）能。（2）不能。【典例1】C航天員景海鵬“太空漫步”時，要考慮漫步的動作，故景海鵬不能看成質(zhì)點，故A錯誤；機械臂在工作時要考慮機械臂的形狀和大小，不能看成質(zhì)點，故B錯誤；全景相機拍攝地球全景時，必須考慮全景相機的拍攝角度，故全景相機不能看成質(zhì)點，故C正確；空間站繞地球運動時可以忽略形狀和大小，能看成質(zhì)點，故D錯誤。素養(yǎng)訓(xùn)練1.B對于具有一定質(zhì)量的物體，我們假設(shè)其質(zhì)量集中在物體的中心，便抽象出質(zhì)點模型，所以從科學(xué)方法來說，是屬于建立理想模型的方法，故選項B正確。2.D運動員能否看成質(zhì)點，取決于研究問題的性質(zhì)。若物體的形狀、體積在所研究的問題中是次要因素，可以忽略，則物體可以看成質(zhì)點。在跳水、雙杠及體操運動的比賽中，都要涉及運動員的肢體動作，故運動員不能看成質(zhì)點；考查馬拉松運動員的比賽成績時，運動員可以看成質(zhì)點，故選項D正確。要點二知識精研【探究】提示：小明說乘坐出租車的位移為零是正確的，但其路程不為零，他應(yīng)該按乘坐出租車的來回路程支付車費。【典例2】52πR2R方向由A指向解析：路程是標(biāo)量，等于半徑為R與半徑為R2兩圓周長之和減去半徑為R的圓周長的14，即路程為2πR＋2π·R2－14×2πR位移是矢量，大小為AD線段的長度，由直角三角形知識得AD＝2R，方向由A指向D。故路程和位移的大小分別為52πR和2R；位移的方向由A指向D素養(yǎng)訓(xùn)練1.C甲同學(xué)從A點出發(fā)，經(jīng)過B點到達(dá)C點，路程等于AB段長度與BC段長度之和，位移大小等于AC段長度，方向從A指向C；乙同學(xué)的路程與位移大小均等于AC段長度，位移方向從A指向C，故C正確，A、B、D錯誤。2.BD物體沿直線向某一方向運動，通過的路程等于位移的大小，路程是標(biāo)量，位移是矢量，不能說路程就是位移，故A錯誤，B正確；物體通過一段路程，其位移可能等于零，如物體運動一周又回到出發(fā)點，故C錯誤；兩物體通過的路程不相等，但它們的位移可能相同，故D正確。3.B小球的路程為5m＋8m＝13m，位移大小為3m，方向豎直向下，故選B。要點三知識精研【典例3】D5s末A、B到達(dá)同一位置，兩者相遇，在前5s內(nèi)，A通過的位移為10m，B通過的位移為5m，A、C錯誤；A從原點出發(fā)，而B從正方向上距原點5m處出發(fā)，A在B運動3s后開始運動，B錯誤；在s-t圖像中圖線的斜率表示物體運動的快慢和方向，從t＝3s起，兩圖線的斜率均為正值，說明兩物體均沿正方向運動，A的斜率比B的斜率大，說明A運動得比B快，D正確。素養(yǎng)訓(xùn)練1.C從圖像中可以看出OA段汽車做勻速直線運動，A錯誤；AB段汽車靜止，B錯誤；由圖像知，OA段圖線向上傾斜，說明汽車的運動方向與正方向相同，CD段圖線向下傾斜，說明汽車的運動方向與正方向相反，即與初始運動方向相反，C正確；汽車運動4h的位移大小為零，D錯誤。2.B由圖像可知，物體的位移等于末、初時刻縱坐標(biāo)之差，所以在0～4s內(nèi)物體通過的位移為－2m，故B正確?！窘虒W(xué)效果·勤檢測】1.B矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、速度等，矢量相加減遵循平行四邊形定則（以后學(xué)到）；標(biāo)量是指只有大小沒有方向的物理量，如