高中物理第1章第2节质点和位移例题解析鲁科版必修1

质点和位移例题解析
1．质点概念的理解
质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点．这是一种科学抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，必须是具体问题具体分析．如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点．比如在乎直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的，可把汽车看作质点．而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点．
图2—7
实际物体在下列两种情况下都可简化为质点：
（1）物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计．
（2）物体上的各点的运动情况都是相同的．
2．位移和路程的区别
质点运动的实际轨迹的长度即路程，它只表示大小，而没有方向，是标量．而位移是物理学中表示质点位置变动的物理量，是从始位置指向末位置的有向线段，是矢量．
图2—8
【例1】关于质点，下列说法正确的是（）
A．质点一定是体积、质量极小的物体
B．研究旋转效应的足球
C．虽然地球很大，且有自转，研究地球公转时仍可作为质点
D．杨利伟与“神舟”五号邀游太空的运动
答案：CD
解析：只要物体的大小对所研究的问题影响可忽略不计，物体就可看成质点，A错C对；在研究足球旋转效应问题时，须分析足球的旋转情况和它的大小，不能被抽象为质点，其研究与它们的形状与大小密切相关，B错；对杨利伟与“神舟”五号邀游太空时物体的大小和形状可忽略，D对．
点评：在物理学研究中，在一定条件下我们抓住其主要因素和本质而忽略次要因素并进行抽象概括、研究．这种研究方法称之为物理学中的理想化方法．用这种方法将研究对象（物
体、过程等）简化成的抽象模型，我们称之为物理学中的理想模型．除质点外，在以后的学习中还会接触到很多的理想化模型．
【例2】关于位移和路程，下列说法中正确的是（）
A．质点沿一直线运动，那么其通过的路程就是位移
B．质点通过的路程不同，但位移可能相同
C．质点的位移为零，说明质点没有运动
D．质点通过一段位移后，它通过的路程可能为零
答案：B
解析：质点运动的实际轨迹的长度即路程，它只表示大小，而没有方向，是标量，记录的是实际过程．而位移是物理学中表示质点位置变动的物理量，是从始位置指向末位置的有向线段，是矢量．位移相同，则路程可能很多，故B对；而对于沿直线运动时，可能做往复运动，故A、C错；位移不为零，路程一定不等于零，故D错．
新题解答
【例1】为描述做直线运动物体发生的位移，通常规定正方向，将矢量值转化为代数形式表示，能否说正位移总大于负位移？
解析：位移的正负值只表示位移方向，而位移的大小只与代数值的绝对值大小有关．如s1＝－10m表示该物体的位移大小为10m，方向沿负方向；如s2＝8m表示该物体的位移大小为8m，方向沿正方向；而s1大于s2．故这种说法是错误的．
点评：物理学中有很多物理量的表示结果会出现正负值，但各种物理量的量值正负所表示的物理意义不尽相同．对于矢量来说，正负号表示的是方向，而不是大小．【例2】一位同学在练习绘制s－t图象时，绘出如图2—9所示的一辆汽车的位移时间图象，请你判断此图象是否合理，并解释之．
图2—9
解析：从O到A表示汽车沿正方向运动．从A到B表示汽车静止不动．但从B到C的过程中只能这样解释：随着时间的倒流汽车的位移逐渐由最大值减小到零．
显而易见这种解释是不合理的．故从图象上判断到该图象的BC段是不合理的．
点评：本题考查的是运动图象的知识，重点考查把图象还原为实际运动的能力，一定注意图象并不是实际运动轨迹．但由此引发的思考是：时光能否倒流．有兴趣的同学可在课外翻阅一些爱因斯坦相对论的有关文章，或许能有所收获．。