第二章 动的描述 第2节 质点和位移

第二章运动的描述

第2节质点和位移

【教材分析】

在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有“通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。”和“理解位移、…”等。由于质点是高中物理的入门知识，因此不仅要求学生认识质点，而且更重要的是让学生通过对质点的学习了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用；位移是物体位置的变化，是运动学中的一个基本物理量，是后续学习速度、功等概念的基础。为此,在教学过程中要创设问题情境,让学生在解决问题的过程中,经历从物理现象中抽象出质点这一物理模型的过程,从而真正理解质点及其研究方法。要通过问题阐述引入位移的必要性、位移与路程的区别、位移与位置的联系，让学生真正理解位移的概念。

【教学目标】

1.知识与技能

（1）知道质点的概念及条件

（2）知道质点的概念及条件

（3）初步了解矢量和标量

2.过程与方法：

（1）体验质点的条件及意义，初步掌握科学抽象这种研究方法

（2）会用坐标表示位置和位移及相关方向

（3）会用矢量表示和计算质点位移，会用标量表示路程

3.情感态度价值观：

(1）通过用理想模型来解决物理问题，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量

（2）养成良好的思考表示习惯和科学的价值观

【教学重点】质点的概念、理想化模型的方法、位移的概念和表述

【教学难点】在哪些情况下可以把物体看成质点

【教学方法】实验观察法、推理归纳法、讲练结合法

（1）实验实验法：实验是学生认知规律的最好的方法，最具有说服力。

（2）推理归纳法：在规律得出的过程中需要教师的点拨来帮助学生完成思维的跳跃。

（3）讲练结合式：结合本节内容，给出相应的练习，随时发现学生的错误，并引导分析其错误原因，把教师的主导作用与学生的主体作用结合起来，巩固强化有关知识。【教学媒体】线、直尺、乒乓球等

【课时安排】1课时

【教学过程】

（一）位移的教学

1、位移概念的引入

简要复习位置概念之后指出，要研究如何描述物体的运动我们就必须来研究如何描述物体位置的变化。为简单起见，要先研究如何描述一个点的位置变化。“位置”在几何图

上对应的是点。引导学生复习路程概念。

【板书】一、物体位置变化的描述

【板书】1、路程:物体（质点）运动过程中所通过的实际轨迹的长度叫路程。

通过对实例的讨论说明路程不能描述物体位置的变化，路程与位置变化属于两个不同的概念，为了描述物体位置的变化必须引入一个新的物理量，这个物理量就叫做位移，位移即是物体位置的变化，通常用符号S来表示。位移的大小等于起点至终点的直线距离，位移的方向从起点指向终点。

【板书】2、位移：物体位置的变化。大小等于起点至终点的直线距离，方向从起点指向终点。用符号S来表示。

教师引导学生从位移是物体的位置变化和位置可以用坐标表示出发，启发学生写出当物体在一直线上运动时，它的位移s的表达式s= x2－x1，并强调s的计算结果中的正、负号的物理意义（方向与正方向的关系），加深对位移的理解。

教师向学生简介标量、矢量的概念。

【板书】3、矢量和标量：

【板书】4、位移和路程的关系：

【板书】区别：位移是矢量,有大小和方向，与路径无关，只针对始末这两个位置而言；路程是标量,总是正值。

【板书】联系：一般情况下，路程大于位移的大小，只有做单方向直线运动,物体的位移的大小才等于路程。

【课堂例题1】关于位移和路程，正确的说法是（D）

A.位移和路程是相同的物理量

B.路程是标量，即表示位移的大小

C.位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向

D.若物体做单一方向的直线运动，位移的大小等于路程

解析：位移是矢量，路程是标量。它们是不可能相等的，但在特定的条件下，我们可以说位移的大小与路程相等。

【课堂例题2】如图所示，某人沿半径R =50m 的圆形跑道跑

步，从A 点出发逆时针跑过3/4圆周到达B 点，试求由A 到B 的过

程中，此人跑步的路程和位移。

解析：此人运动的路程等于ACB 所对应的弧长，即路程L ＝

m 5.235m 5014.3243243=⨯⨯⨯=⨯R π 此人从A 点运动到B 点的位移大小等于由A 指向B 的有向线段

的长度，即m 7.70m 50414.12=⨯==

R s 位移的方向由A →B ，与半径AO 的夹角为

45° 点拨 由于位移是矢量，因此在求位移时，不仅要指出其大小，而且还要指明其方向。 位移是一个很重要的概念，有了位移就可以确定运动物体的位置，今后要讲的速度、加速度、功等都是建立在位移的基础上的。路程是建立在路径的基础上的。路径就是物体运动的轨迹，我们通常将物体运动分类就是以运动轨迹为依据的。

5、位移—时间图象

教师向学生说明：可以把位置看成是一种特殊的位移，即物体相对于坐标原点的位移，它的起点在坐标原点，终点在该时刻物体所在的位置。在具体情境中要注意区分。 教师向学生指出：我们可以有多种方法来表述一个物理量随另一个物理量的变化情况，如上述问题中我们用列表的方法表述了点P 的位置随时间的变化情况；在上述问题中，如果我们以时间t 为横坐标，以位置s 为纵坐标，根据表格中的数据描点作图，我们可以得到表述点P 的位置随时间的变化情况的另一种方法——图象法，我们把这个图象称为位移——时间图象，显然这里的位移——即纵坐标s 是指点P 相对于坐标原点的位移，从图中可以形象的看出，在点P 各时间段内的位移，如……；用图象法描述物理现象及其规律，形象直观，它是物理学中研究问题的一种常用的方法，在后续课程的学习中，将会接触到更多的图象知识。

【板书】位移—时间图象：纵坐标s （点P 相对于坐标原点的位移）随时间的变化情况

【课堂例题3】如图1－3所示是某

物体在0~10s 内的s-t 图象,下列说法中正

确的是( )

A.物体在第1s 内的位移为4m

B.物体在第5s 内的位移为8m

C.物体在前5s 内的位移为8m

D.物体在后5s 内的位移为16m