第一节 质点、参考系和位移
【自主学习部分】
一、质点
1、情景引入
解决以下两个问题。
（1）京沪高速铁路开通，和谐号列车平均车速可达200KM/H，京沪间列车行驶路程约1350KM，和谐号车长250米，请估算列车从上海至北京的时间。
（2）京沪高速铁路开通，和谐号列车平均车速可达60m/s，和谐号车长250米，请估算列车通过一个长为350米的铁路桥需多长时间？
请思考：在以上两个问题中，是否都需要考虑列车长度250m，你是如何处理火车的大小和形状的？
2、概念提出
质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。
3、加深对概念的理解
什么情况下，可以把物体看作一个质点：
（1）物体运动时，物体上所有点的运动都相同，可以把它看作一个质点。
（2）在研究两个物体相对运动时，如果两者间的距离远比物体本身的大小大得多，可以将物体看作质点。例如：研究人造卫星绕地球运动时，可以把卫星看成质点，但在研究卫星本身的自转运动时，就不能把卫星看成质点。
（3）“质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”，是一种最简单的模型。 4、例题分析
1．关于质点，以 下说法正确的是（ ）
A、体积很小的物体可以看作质点 B、质量很小的物体可以看作质点
C、地球绕太阳运动可以把地球看作质点 D、研究地球自转时可以把地球看作质点 E、研究乒乓球旋转时的乒乓球可看成质点
F、研究跳水运动员的跳水动作时的运动员可以看成质点
G、不论物体体积多大，质量多大，只要物体的大小、形状对当前研究问题的影响可以忽略不计就可以看作质点
参考答案：C、G
5、进一步思考以下问题，可以举例说明。
（1）是不是物体很小就一定能看作质点？__________________________________ （2）把物体看作质点，物体的质量也忽略掉了吗？__________________________ （3）物体运动时，物体上所有点的运动都相同，一定可以把它看作一个质点吗？ ．．
1
二、参考系
1、情景引入
敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”。请用物理学知识解释“山走来”和“山不动，是船行”。你由此又得到什么看法？
2、概念提出
参考系：为了研究物体的运动，被选来作为对照（参考）的其他物体称为“参考系”。也称为“参照物”。
上例中作者得出“山走来”是以自己（即船）作为参考系；得出“山不动，是船行”则是以大地为参考系。可见参考系不同，对于物体运动的结论是不同的。
3、例题分析
A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地球为参考系，A速度为6m/s，B速度为10m/s。⑴若以A为参考系，B的速度多大？方向如何？⑵若以B为参考系， A的速度多大？方向如何？⑶以A或B为参考系，地面的运动情况如何？
解析：⑴B的速度大小为4m/s（=10m/s -6m/s），方向向东。
⑵A的速度大小也为4m/s（=6m/s - 10m/s），方向向西。（也可以说成A的速度
为-4m/s，方向向西。）
⑶以A为参考系，地面的运动速度向西，大小6m/s；以B为参考系，地面的运
动速度也是向西，大小10m/s。
拓展：我们看到，参考系选择不同，结论也不同，为了避免每次都要说明参考系，一般约定，研究地面上物体的运动，如果不指明参考系，就默认地面为参考系。
三、位移和路程
1、情景引入
由北京去上海，你可以选择不同的交通路线，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以坐汽车到天津去换乘轮船。使用不同的交通工具，运动轨迹是不一样的，走过的路程也不相同。但是就位置的变动来说，你总是由初始位置北京到达了东南方直线距离约1080Km的上海（右图）
2、概念提出
（1）路程：质点运动所经历的轨迹长度叫做路程。
（2）位移：物理学中用一个叫做“位移”的物理量表示质点的位置变动。设物体从初位置A运动到末位置B，从A指向B的有向线段AB，就可以用来表示质点在这次运动中发生的位移。有向线段的长度表示位移的大．．小，有向线段的箭头表示位移的方向。位移和初中学过的力一样，既有大小，又有方向。
（3）从以上两个概念两者有何区别？__________________________________ 3、例题分析
（1）如图所示，物体沿着两个半径均为R的半圆弧由A点运动到C点，A、B、C三点在同一直线上．在此过程中，物体位移的大小是________，方向为________，物体通过的路程为__________．并在图中作出物体的位移。
参考答案：4R， 由A指向C，2πR，由A指向C的有
2
向线段。
（2）关于路程与位移的关系下列说法正确的是 （ ） A．物体通过的两段路程不等，但位移可能相等 B．物体通过一段路程，但位移可能为零
C．物体沿直线向某一方向运动，那么路程就是位移
D．某段时间内的路程不会小于该物体这段时间内的位移的大小 E．物体做单向直线运动，则其位移就是路程
参考答案：A、B、D（物体只有作单一方向的直线运动时，位移大小才等于路程，一般情况下位移大小不大于路程。）
4、拓展
很多同学可能对物理学里引入“位移”来研究运动觉得迷惑不解。当物体作曲线运动时，位移直线段与走过的“路径轨迹”完全不同，位移大小跟“路程”数值也大不相同，尤其是当物体走一段封闭曲线如一个圆周时，路程可以很大，而位移却总是为零，有人觉得很荒谬。其实这只是初学时的一种错觉，物理学家也是经过长期研究才克服“常识思维”的桎梏找到“位移”这个有效的物理量的。确实，人走路的劳累程度、汽车耗油的多少是跟路程大小有关，但是只有位移才能仅由初、末位置唯一确定。
这就关系到研究运动的目的究竟是什么？
答：研究物体运动的目的就是找到“确定物体在任意时刻的位置”的方法。 ．．．．．．．．．．．．无论物体是作直线运动还是曲线运动，一段“无限小”的运动，其位移与路径总是可以看成重合，而用“高等数学”工具来研究物理，都是从研究“无限小运动”着手，因此，位移也可以用来研究曲线运动。
四、标量和矢量
1、概念提出
物理学中像位移这样既有大小又有方向的物理量称为矢量；只有大小没有方向的物理量称为标量。
2、例题分析
初中学过以下一些物理量：力、密度、长度、质量、压强、电流强度、速度、电压、电阻等，属于矢量的是_______________________________________。
3
第二节 位移与时间
【自主学习部分】
一、时间与时刻
1、情景引入
生活中，时间与时刻两个概念经常性混淆使用，例如：现在是北京时间．．8点整；离考试结束还有多长时间？以上提到的两个“时间”含义是不一样的。 ．．
扬子中学第一节课是7：20——8：00，跨度为40分钟。其中“7：20”和“8：00”指的是时刻，“40分钟”指的是时间。
2、概念提出
时钟、手表上指针指示的某一位置表示时刻，前后两时刻之差为时间。Δt=t2-t1 3、例题分析
①2s末、②前3s、③第3s、④第3s末、⑤第4s初、⑥第1s
(1)属于时间的是__________________________，属于时刻的是___________________
(2)在下面的时间轴上标出。
0 1 2 3 4 5 6 7 t/s
二、匀速直线运动及匀速直线运动的位移——时间（s-t）图像 1、匀速直线运动
（1）在相等的时间里，物体的位移都相同的直线运动叫做匀速直线运动。 ．．
本定义与初中的定义有何不同______________________。 （2）匀速直线运动速度公式与位移公式 速度公式：v=C（常数） 位移公式：s=vt
（3）一质点做匀速直线运动，其速度为2m/s，请填写下表： 时间t/s 位移s/m 0 0 1 2 2 3 4 5 6 (4)根据以上表格中数据描点作图（铅笔、直尺）
4
请按照以下步骤进行： ①完善坐标轴（原点O、横轴用t/s表示，纵轴用s/m表示） ②根据具体数据等间距在横轴和纵轴上标上刻度。 ③描点、连线。
④连线通过原点或与坐标轴有交点，不能仅画有点的部分。
2、匀速直线运动的s-t图像
（1）从上面的例子可以看出，一个匀速直线运动也可以通过s-t图表示。至此，在本节课学习中，我们涉及到了用三种方法描述一个运动规律：文字法、公式法、图像法。今天着重学习图像法，即如何运用s-t图描述匀速直线运动。
（2）匀速直线运动的s-t图像是一根__________的直线。 （3）请说出以下s-t图中图线所表示的速度大小。
s/m 1
12 10 2 8 v1=____________
6
4 v2=____________
2
O 1 2 3 4 5 6 t/s
（4）上一小题中两个速度大小分别为2.5m/s和1m/s，如果你觉得没问题了请自己总结一下从s-t图中得出速度大小的方法，不用告诉别人，自己知道就行。
（5）阅读下图A，并解决几个问题，也许要用到你刚才总结出的方法。
s/m s/m
12 12 10 10 8 8 6 6 4 4
2 2
O O 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 t/s t/s
问题一：横坐标的刻度表示的是时间还是时刻？纵坐标表示的是位置还是位移？
问题二：图像所表示的速度大小是多少？得出结论后去和前后左右的同学交流一下或向老师询问标准答案。
反思：（4）中自己总结的方法是否正确，与同桌交流。
问题三：这个运动是不是匀速直线运动，说说其特殊的地方。
问题四：阅读上图B，其表示怎样的运动，速度为多大？
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