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- 2021-07-09 发布
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第一章 运动的描述
1 质点 参考系和坐标系
1、理解质点的概念,知道物体可看成质点的条件
2、理解参考系的概念,知道运动具有相对性
3、理解坐标系的概念,会建立坐标系和描述物体位置
的变化
1.“嫦娥二号”从地球向月球飞行,如何描述它
的运动呢?
2.“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”这是文
学家的描述。那么科学家怎样描述呢?
这就是本节课要学习的内容。
问题思考
一、物体与质点
1.要描述鸽子身上各点飞行的位置随时间变化的规律是
件不容易的事,困难在哪里?
结论:如果仅仅研究“白鸽”的运动情况,我们可以
忽略“白鸽”的形状和大小而把物体看成只有质量而
没有形状和大小的“点”。所以,为了研究问题的方
便,常常把物体看成一个点。
2.如果只研究鸽子从家里到目的地飞行的快慢,需要
知道鸽子身上各部分的运动吗?
问题思考
神舟五号飞船,长8.86m,直径58.3m,用长58m、重480t
的“长征二号”火箭发射。科学家研究飞船在太空中的
运动位置、高度、速度等问题时,能否把飞船看成一个
点?
小结:科学家研究飞船在太空中的运动位置、高度、
速度等问题时,可以把飞船简化为一个有质量的点。
1、质点:
用来代替物体的、有质量的点。
物理学中,在某些情况下,我们忽略物体的大小和
形状,突出“物体具有质量”这一要素。不可错误
地认为很小的物体就可视为质点。
2、质点是一种科学抽象,是一种理想化的物理模型,
这也是物理常用的一种研究方法——忽略次要因素,
突出主要因素。
3、在什么情况下可以把物体看成一个质点:
(1)当研究的物体的大小、形状对所研究问题的影响
可忽略不计时,物体可简化为质点,而跟自身体积的
大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
(2)一个物体有时可当质点,有时可不当质点。一个
物体能否视为质点是由问题的性质来决定的。
1.研究绿茵
场上飞起的
足球的运动
时,能把足
球看成质点
吗?
问题思考
2.研究火车通过大桥的时间时,能把火车看成质点吗?
研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、
运动轨道等问题时,能否把飞机看作质点?
问题思考
问题思考
如果只研究地球整体的运动轨迹,地球是否可以当做一
个点来进行简单化处理呢?
结论:研究地球公转时,地球本身的大小和形状是次
要因素可忽略. 可看成质点.
A
问题思考
如果只研究地球上某一点A的运动情况,是否也可以当做
一个点来进行简单化处理呢?
结论:研究地球自转时,地球本身的大小和形状不可忽
略. 不能看成质点.
结论:物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无
关。
1.是不是很小的物体才能看作质点,很大的物体不能
看做质点?
小组讨论
2.物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同?
相同点:都是没有形状和大小的点。
不同点:质点是实际物体的抽象表示,它具有一定的物
理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一个相对的
物理概念;几何中的点没有质量,仅表示位置,而且应
该绝对的小。
下列关于质点的说法中,正确的是( )
A. 体积很小的物体都可看成质点
B. 质量很小的物体都可看成质点
C. 不论物体的质量多大,只要物体的尺寸对所研究的
问题没有影响或影响可以忽略不计时,就可以看成质点
D. 只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物
体不可看作质点
C
例题
1、在下列各运动中,可以当做质点的有( )
A、研究做旋转动作的体操运动员
B、研究远洋航行中巨轮的航行
C、研究转动着的螺旋桨
D、研究绕地球运动的卫星
BD
2、下列物体或人可以看做质点的是( )
A、研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的动作
B、研究奥运冠军王军霞在万米长跑中的过程
C、研究一列火车通过某一路标所用的时间
D、研究我国科学考察团去南极的过程
BD
3、下列情况不能看成质点的是( )
A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间
D、计算火车通过路口所用的时间
乙甲
甲同学和乙同学第一次乘火车,他们坐在火车站的
未开动火车上。突然甲同学看着车窗外另一列火车叫起
来:“我们的车开动了!”乙同学盯着车窗外的柱子说:
“你看错了,我们的车还没开动。”你认为甲乙同学的
说法谁对谁错?
二、参考系
1、参考系:
为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考
的物体。(注:初中所学参照物是通俗说法,但本质相
同)
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其它的物
体做参考,观察物体相对这个物体(其它物体)的位置是
否随时间变化,以及怎样变化。这种用来做参考的物体
称为参考系。
2、参考系的选取:
(1)可以任意选取;
(2)应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则;
(3)常选择地面或相对地面静止的物体为参考系;
(4)参考系的选取不同,对物体运动的描述可能不同;
(5)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才
有意义;
(6)运动和静止都是相对于参考系的;
(7)运动是绝对的,静止是相对的。
注意:以后凡是说到运动,都应该首先选择参考系,常
默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。
从水平匀速飞行的飞机上投出的炸弹,以飞机为参考
系和以地面为参考系各做什么运动?
看
飞
机
投
弹
动
画
问题思考
1、电影《闪闪的红星》中有两句歌词:“小小
竹排江中游,巍巍青山两岸走。”这其中分别描述了
两种运动情景,那么它们分别是以什么为参考系的?
2、坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日
行八万里,巡天遥看一千河”时,但我们感觉是静止
不动的。这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由。
河岸、竹排
不矛盾
小组讨论
要研究月球的运动选什么为参考系较好?
问题思考
1、关于参考系的选取,下列说法正确的是( )
A、参考系必须选取静止不动的物体
B、参考系必须是和地面联系在一起的
C、在空中运动的物体不能作为参考系
D、任何物体都可以作为参考系
D
2、以下说法正确的是( )
A、参考系就是不动的物体
B、任何情况下,只有地球才是最理想的参考系
C、不选定参考系,就无法研究某一个物体是怎么运
动的
D、同一物体的运动,对不同的参考系可能有不同的
观察结果
CD
3、甲、乙、丙三架电梯,甲中乘客看到一座高楼在向
下运动,乙中乘客看到甲在向下运动,丙中乘客看到甲、
乙都在向上运动,这三架电梯的运动情况可能有那些?
【解析】以地面为参考系,甲是向上运动的;而乙也是
向上运动的,但乙的速度比甲大;而丙有可能向上运动,
但丙的速度比甲、乙都小;丙也可能向下运动;丙还有
可能静止。
第一次世界大战期间的一次空战中,一个法国飞行员正
在2 000米高的空中飞行,忽然,他发现脸旁好像有一个
小东西在飞舞,他以为是一只小昆虫,于是就伸手轻松
地把它抓了过来,仔细一看,把他吓出一身冷汗来。他
抓住的不是别的,是德国飞机射向他的一颗子弹。请根
据上述信息讨论回答以下问题,并注意体会参考系的选
取与运动的相对性。
小组讨论
(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒),为什么没有把
他的手打穿?体会一下,同一物体相对于不同的参考系
运动状态相同吗?
(2)受类似现象的启发,人们实现了飞机在飞行途中进行
空中加油,在航天飞行中,宇宙飞船发射到太空和正在
绕地球运动的空间站实行空中对接。实现“空中加油”
和“空中对接”应满足的基本条件是什么?
如果一个可以看做质点的物体沿直线运动,怎样定量描述
物体的位置变化呢?
要定量描述物体的位置变化,可以利用我们已有的数学知
识,建立直线坐标系。
坐标系的三要素:原点、正方向、单位长度。
三、坐标系
问题思考
小组讨论
(1)如果物体(例如滑冰运动员)在平面上运动,我们
应如何建立坐标系?
(2)如果物体在空间里运动呢?
1、描述直线运动的物体的位置变化,可以建立一维
直线坐标系.
一维坐标表示:x
2、描述平面上运动的物体的
位置变化,可以建立二维平面
直角坐标系.
二维坐标表示(x,y)
x/m
0 1 2 3-1
3、描述立体空间内运动的物体的位置变化,可以建立
三维立体空间坐标系.
三维坐标表示(x,y,z)
y/m
10 2
-2
-1
-1-2
2
1
x/m
一质点在X轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表:
t/s 0 1 2 3 4 5
X/m 0 5 -4 -1 -7 1
1、请在x轴上标出质点在各时刻的位置。
2、哪个时刻离坐标原点最远?有多远?
一、质点
1、质点:把物体简化为一个有质量的物质
点。
2、物体简化为质点的条件:物体的大小和
形状对所研究问题的影响可忽略不计时。
3、质点的物理意义:是一理想化的物理模
型。
二、参考系
1、参考系:为了确定物体的位置和描述物
体运动而被选做参考的物体或物体系。
2、选取的参考系不同,对物体运动的描述
可能不同。
3、选取参考系应以观测方便、描述简单为
原则。
三、坐标系
三要素:原点、正方向、单位长度
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