必修1第一章第1-2节质点参考系和坐标系;时间和位移

年级高一学科物理版本人教新课标版课程标题必修1第一章第1-2节质点参考系和坐标系、时间和位移编稿老师赵淑霞一校李秀卿二校林卉审核郑炳松一、学习目标：1.了解理想模型－质点的应用2.知道时间与时刻的应用，知道位移与路程的应用3.掌握位移的求法二、重点、难点：重点：时间与时刻的异同，位移与路程的异同难点：质点的判断条件三、考点分析：内容和要求考点细目出题方式理想模型－质点（理解）质点的判断条件填空、选择题物理学中模型和工具的特点模型和工具在探索自然规律中的重要作用时间与时刻（掌握）时间、时刻在时间轴上的表示结合在其他知识中出题时间与时刻的异同位移与路程（掌握）位移的特点及求法位移与路程的异同一、质点物体可看成质点的条件：当物体的形状和大小对所研究的问题的影响可忽略不计时，物体可以看作质点。这是判断物体能否作为质点的惟一条件。例如，一列火车从北京开往上海，在计算运行时间的时候，可以忽略列车的长度，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，则必须考虑列车长度，不可视为质点。二、时间与时刻1.时间可以用来展示某一个运动过程（录像）。时刻只显示运动过程的某一个瞬间（照相）。在时间轴上时间用线段表示，时刻用点表示；2.时间表示的是一个时间段，时刻表示的是一个时间点，用图标表示，则时间是线段，时刻是端点，时间用“前几秒”“后几秒”“内”“间”“中”表述，时刻用“时间点”“初”“末”“时”表述。三、位移与路程1.位移决定于物体位置的改变，路程则决定于实际路径的长度，路程只有大小没有方向。位移既有大小又有方向，路程和位移的大小一般不相等，只有单向直线运动时才相等。2.标量的运算为简单的代数运算。而矢量的运算则是根据平行四边形定则进行的运算，在计算位移大小时要用矢量法则计算。位移与路程的区别与联系可列表如下：位移路程区别物理意义是一条有向线段，表示质点的位置变化表示质点运动轨迹的长度大小等于物体初始位置到末位置的直线距离，与运动路径无关按运动路径计算的实际长度性质矢量，有向线段的箭头表示位移的方向标量，只有大小、没有方向联系①二者单位相同，都是“米”②同一运动过程的路程大小，不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程。知识点一：质点例1：下列说法正确的是（）A.质点一定是体积很小、质量很小的物体B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以把火车视为质点C.研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论在什么情况下，自行车都不能看成质点D.地球虽大，且有自转，但有时仍可将地球看作质点思路分析：1）题意分析：此题主要考查物体可看成质点的条件：在物体的形状和大小对所研究的问题的影响可忽略不计时，物体可以看作质点。这是判断物体能否作为质点的惟一条件。2）解题思路：从物体的形状和大小对所研究的问题是否有影响进行判断解答过程：是否可看作质点的判断不是依据体积和质量的大小，而是依据所研究的问题跟它的形状和大小有无关系，所以A不对，但对于D选项中的地球，虽然它的体积、质量很大，但如果要研究地球绕太阳的公转周期，周期的大小与地球是圆的还是方的没关系，与地球是大的还是小的也没关系，只要快慢不变，周期都一样，故在研究公转周期问题时地球可看成质点，但要研究地球自转，地球半径不同，地球自转速度就不同，所以形状对地球自转有影响，故此问题中的球不能看成质点，所以D正确。同样道理对于C选项中的自行车而言，要看研究的问题是什么，若要研究自行车车轮的转动情况，自行车就不能看成质点，因为没有了形状也就没有了轮子，还怎么研究形状对所研究的问题有影响，但如果我们研究骑自行车从你家到学校用多长时间，对于这个问题，自行车是大的还是小的新的还是旧的对研究的问题无影响，形状可忽略，此时自行车可看成质点，所以C不对，故要看研究的问题是什么。对于B选项而言，火车的长度对走过的距离有影响，故不能忽略形状对所研究问题的影响，故不能看成质点，B不对。解题后的思考：判断物体是否能看成质点，不是看物体的大小，而是看研究的问题和物体的形状和大小是否有关系，能不能看成质点以所研究的问题而定。例2：车辆在行进中，要研究车轮的运动，下列选项中正确的是（）A.车轮只做平动B.车轮只做转动C.车轮的平动可以用质点模型分析D.车轮的转动可以用质点模型分析思路分析：1）题意分析：理解平动、转动的区别，然后根据质点的条件进行判断2）解题思路：从质点的条件结合转动和平动来分析解答过程：车辆行进时，车轮一边随车轴向前平动，一边绕车轴转动，故A、B均错；研究车轮的平动时，可以把车轮看作质点，但研究车轮的转动时，绝不能用质点模型分析，故C对，D错解题后的思考：知道平动和转动的区别，运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫做“平动”；在同一时刻，平动物体上各点的运动情况都相同。如果运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，不能始终保持平行，这种运动叫做“转动”；一般平动的物体，物体的长度远小于两物体间距的物体，都可以视为质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时，物体本身的形状和大小变成了次要因素，则可看作质点。例3：下列情况中的物体可以视为质点的是（）A.研究小孩沿滑梯下滑B.研究地球自转运动的规律C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹D.研究人造地球卫星做圆周运动思路分析：1）题意分析：看清情境，找准问题2）解题思路：在题意给出的情境下看研究的问题和物体的形状和大小是否有关系答案：A、C、D解题后的思考：做题一定要理解情境，分析清问题，根据条件判断。知识点二：时间与时刻的应用例1：在下图中所示的时间轴上标出的代表（）A.第4s初B.第6s末C.第3sD.前3s思路分析：1）题意分析：从时间轴上认识时间和时刻2）解题思路：时间轴上“一段线段”表示时间，“一个点”表示某一个时刻解答过程：D解题后的思考：时间表示的是一个时间段，时刻表示的是一个时间点，图标表示的时间是线段，时刻是端点；时间用“前几秒”、“后几秒”、“内”、“间”、“中”表述；时刻用“时间点”“初”“末”“时”表述例2：下列关于时刻和时间的说法正确的是（）A.3s末指的是时间，共经历了3sB.最后2s指的是时间，共经历了2sC.第4s内指的是时间，共经历了5sD.第5s末指的是时刻，已经历了4s思路分析：1）题意分析：看清选项中的关键词“内”、“间”、“中”“初”、“末”、“时”2）解题思路：从时间用“前几秒”、“后几秒”、“内”、“间”、“中”表述，时刻用“时间点”“初”“末”“时”表述来判断。解答过程：A有“末”字是时刻。B中有“后2秒”指时间，共2秒，B正确。C中有“内”是时间，但是第4秒内是第4个1秒内，只有1秒而不是5秒，C错。D选项5秒末是时刻，而经历4秒则错了。解题后的思考：n秒末、n秒初是指时刻。第n秒内是指1秒的时间。第n秒末和第（n＋1）秒初指的是同一时刻。例3：下列说法中，关于时间的是（），关于时刻的是（）A.学校上午8点开始上第一节课，到8点45分下课B.小学每节课只有40分钟C.我走不动了，休息一下吧D.邢慧娜获得雅典奥运会女子10000m冠军，成绩是30分24秒36思路分析：1）题意分析：与实际联系，考虑是一段时间还是对应某一个位置的时刻2）解题思路：从某一段和某一刻来考虑解答过程：A中8点，8点45分是一个点，是时刻，B中40分钟是一段时间，C中“休息一下”指一小段时间，D中成绩是指一段时间解题后的思考：时间表示的是一个时间段，时刻表示的是一个时间点图标表示的时间是线段，时刻是端点知识点三：位移与路程的应用例1：下列关于质点的位移和路程的说法中，正确的是（）A.位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B.路程是标量，即位移的大小C.质点沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小D.物体通过的路程不等，位移可能相同思路分析：1）题意分析：位移和路程概念的区别2）解题思路：位移是表示物体位置变化的物理量，它是矢量，其方向由质点初位置指向末位置，其大小是连接质点始、末位置线段的长度。路程是指质点所通过的实际轨迹的长度，它只有大小，没有方向，是标量。解答过程：A中位移方向是由质点初位置指向末位置，C中当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程，故B错C对解题后的思考：清楚知道位移大小是初末位置线段的长度而路程是指质点所通过的实际轨迹的长度，路程不一定等于位移的大小。例2：一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C（如图），则它的位移和路程分别为（）A.4R，2πRB.4R向东，2πR向东C.4πR向东，4RD.4R向东，2πR思路分析：1）题意分析：从曲线运动中判断位移和路程2）解题思路：质点做曲线运动，初位置A末位置C，位移的大小是从A到C线段长4R，方向由A指向C或指向东，路程即轨迹长度2πR。解答过程：位移大小等于4R，方向由A指向C；路程等于沿两个半圆计算的弧长，无方向。选D。解题后的思考：求位移一定要找准初末位置，求路程要找准经过的那段轨迹判断质点主要是分析出研究的问题与形状和大小是否有关，再根据条件判断。时间时刻问题需记住几个关键词：时间用“前几秒”“后几秒”“内”“间”“中”表述，时刻用“时间点”“初”“末”“时”表述。位移问题主要是要记住概念并准确判断大小和方向。一、预习新知1.瞬时速度和平均速度，速度和速率2.把握图像中的速度变化规律二、预习点拨1.速率是速度的大小吗？平均速度与平均速率相等吗？2.在速度图像中怎么判断速度如何变化？（答题时间：45分钟）1.下列选项中表示时间的有（）A.时间轴上的点B.时间轴上两点间的间隔C.小明上学在路上需要走30minD.小明11：30放学2.关于时刻和时间间隔的下列说法，正确的是（）A.时刻就是一瞬间，即一段很短的时间间隔B.不同时刻反映的是不同事件发生的先后顺序C.时间间隔确切地说就是两个时刻之间的间隔，反映的是某一事件发生的持续程度D.一段时间间隔包含无数个时刻，所以把多个时刻加到一起就是时间间隔3.下列情况中的运动物体，一定不能被看成质点的是（）A.研究绕地球飞行的航天飞机B.研究飞行中的直升飞机上的螺旋桨C.研究从北京开往上海的一列火车D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱4.下列是关于质点的一些说明，其中正确的有（）A.体操运动员在做单臂大回环时，可以视为质点B.研究地球的公转时，可以把地球看成质点C.研究地球的自转时，可以把地球看成质点D.细胞很小，可把它看成质点5.如图所示，物体沿边长为x的正方形由A如箭头所示的方向运动到D，则它的位移和路程分别是（）A.0，B.x向下，3x向下C.x向上，D.0，3x6.关于位移和路程，下列说法正确的是（）A.位移和路程大小总相等，但位移是矢量，有方向，而路程是标量，无方向B.位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动C.位移取决于物体的始末位置，路程取决于物体实际运动的路径D.位移和路程是一回事7.下列关于位移和路程的说法中，正确的是（）A.位移和路程都是描述质点位置变动的物理量B.质点的位移是直线，而路程是曲线C.在直线运动中位移与路程相同D.只有在质点做单向直线运动时，位移大小才和路程相同8.第3s表示的是____________s的时间，是从____________s末到__________s末。前3s内表示的是从0时刻到______________s末。9.研究火车从上海站到苏州站或南京站的运动时间（通常只需精确到“分”），能不能把火车看成质点？研究整列火车经过一个隧道的时间（通常精确到“秒”），能不能把火车看成质点？由此你得出什么看法？10.一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，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（即代表他的位置变化的最后结果的位移）。三个位移的大小各是多少？你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？1.BC提示：时间表示一段时间，时刻表示某一位置的时刻2.BC提示：时刻就是一个点，不能