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- 2021-05-26 发布
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1.机械运动是指一个物体相对于其他物体
的位置变化。
2.质点是指不考虑物体的大小和形状,
用来代替物体的有质量的点。
3.参考系是指为了描述物体的运动而假
定为静止不动的物体。
4.坐标系可以定量地描述物体的位置
及位置的变化
1.质点
研究物体的运动时,在某特定情况下,可以不考虑物体
的 和 ,把它简化为一个有 的物质点,这样
的点称为质点。
2.把物体看成质点的条件
物体的 和 对研究问题的影响可忽略不计时,
就可以把物体看成质点。
[自学教材]
大小 形状 质量
大小 形状
[重点诠释]
1.理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研
究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的
主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。
(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的
复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研
究方法。
2.对质点的认识
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点
是“具有质量”,但是没有大小、体积、形状,它与几何
中的“点”有本质区别。
(2)质点是一种“理想化模型”。
(3)可将物体看成质点的几种情况:
(4)一个物体能否看做质点,与物体本身的大小和形
状无关。关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动中
是否为次要因素。
[特别提醒] 体积很小的物体不一定能看成质点,体
积很大的物体也可能会被看成质点。
1.下列关于质点的说法中,正确的是 ( )
A.质点就是一个体积很小的球
B.只有很小的物体才能看成质点
C.质点不是实际存在的物体,只是一种理想化模型
D.大的物体一定不能看成质点
解析:质点不是实际存在的物体,更不是小球,是实际物体
的近似,是一种理想化模型。一个物体能否看成质点,并不
在于它的大小,关键在于在所研究的问题中,其大小能否忽
略,综上所述只有C项正确。
答案:C
1.定义
在描述物体的运动时,用来做 的物体称为参考系。
2.说明
(1)同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动
结果可能会有所不同,即物体的运动具有 。
(2)描述一个物体的运动时参考系可以任意选择,但一般
以观察方便和描述运动简单为原则,研究地面上物体的运动时,
常选 为参考系。
[自学教材]
参考
相对性
地面
[重点诠释]
(1)由于物体的运动具有相对性,所以描述物体的运动
时,必须首先选好参考系
(2)在同一个问题当中,若要研究多个物体的运动或同
一个物体在不同阶段的运动,必须选取同一参考系。
(3)在研究物体的运动情况时,如果一个物体一旦被选
为参考系,就认为它是静止的。
(4)在解题过程中,如果选地面作为参考系可以不指明,
但选其他物体作为参考系时必须指明。
2.下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是
( )
A.诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的
B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮
水为参考系的
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山
为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗
为参考系的
解析:选项A中的研究对象是“水”,流下三千尺,故应以
地面为参考系,该选项错误;选项B中的研究对象是“潮
水”,扑面而来,应以观察者为参考系,该选项错误;选项
C中的研究对象是“轻舟”,已过万重山,是以万重山为参
考系,该选项正确;选项D中的研究对象是“国旗”,是以
地面或旗杆为参考系的,该选项错误。
答案:C
(1)物体做机械运动时,其位置会随时间发生变化,为了
定量地描述物体的 及 ,需要在参考系上建
立适当的坐标系。
(2)建立坐标系时,必须标上 、正方向、 。
[自学教材]
位置 位置的变化
单位长度原点
[重点诠释]
1.坐标系的种类
(1)直线坐标系:如果物体沿直线运动,即做一维运动
时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和
标度,建立直线坐标系。
(2)二维坐标系:当物体在某一平面内做曲线运动时,
需用两个相互垂直的坐标确定它的位置,即二维坐标系(平
面直角坐标系)。
(3)三维坐标系:当物体在空间内运动时,需采用三个
坐标确定它的位置,即三维坐标系(空间坐标系)。
如图1-1-1所示为三种不同的坐标系,其中:甲中M点
位置坐标为x=2 m;乙中N点位置坐标为x=3 m,y=4 m;
丙中P点位置坐标为x=3 m,y=4 m,z=2 m。
图1-1-1
[特别提醒] 建立何种坐标系要针对物体是在直线上、
平面内,还是空间中运动而定。
2.原则
建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简捷。
3.如图1-1-2所示,桌面离地面的高度
是0.8 m,坐标系原点定在桌面上,设竖直
向下为坐标轴的正方向,A、B离地面的高
度分别是1.3 m、0.4 m,问A、B的坐标
应该是多少?
图1-1-2
解析:根据所建直线坐标轴可知,A点的坐标应为
xA=-(1.3 m-0.8 m)
=-0.5 m;
B点的坐标应为
xB=0.8 m-0.4 m=0.4 m。
答案:xA=-0.5 m,xB=0.4 m
[例1] 下列说法不正确的是 ( )
A.运动中的地球不能看成质点,而原子核可以看成质点
B.研究火车通过路旁一根电线杆的时间时,火车不能看
成质点
C.研究奥运会乒乓球女单冠军张怡宁打出的乒乓球时,
不能把乒乓球看成质点
D.研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时,可以
将汽车看成质点
[思路点拨] 一个物体能否看做质点,要看物体的形状和
大小对研究问题的影响是否可以忽略。
[解析] 当研究地球的公转时,由于地球直径(约
1.3×107 m)比地球与太阳之间的距离(约1.5×1011 m)要小
得多,可以忽略不计,可以把地球看成质点(忽略地球的
自转);当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时,就
不能忽略地球的大小和形状,当然就不能把地球看成质点
了。当研究电子绕原子核的运动情况时,因为原子核的半
径只相当于原子半径的十万分之一,所以可以把原子核看
成质点;但若研究有关原子核结构的问题时,就不能把原
子核看成质点,选项A错;研究火车通过路旁的一根电线
杆的
时间时,因电线杆的粗细比火车的长度小得多,故电线杆可
以看成质点,而火车不能看成质点,选项B正确;奥运冠军张
怡宁打出的乒乓球虽小,但飞旋多变,不能看成质点,C正确;
在平直的高速公路上飞驰的汽车,尽管车轮在转动,但我们
研究的是汽车的速度,对整个车的运动来讲,车轮的转动不
是研究的主要问题,可将车看成质点,D正确。
[答案] A
[借题发挥]
做平动的物体在不研究其运动规律的时候,有时也
要考虑到物体的长度,因而不一定能当作质点,翻转的物
体在不研究其转动问题时有时也可以看成质点。
1.下列哪些现象中的物体可视为质点 ( )
A.研究“神七”飞船绕地球飞行的高度
B.地面上放置一个木箱,在上面的棱角处用水平力推,
研究它是滑动还是翻转的问题
C.研究汽车在行驶过程中汽车中齿轮的转动问题
D.研究刘翔跨栏动作是否科学合理
解析:在研究“神七”飞船绕地球飞行的高度的问题中,
飞船的大小和形状属于次要因素,飞船可视为质点;研究
木箱是否翻转的问题中,其大小和形状属于主要因素,不
能将木箱视为质点;研究汽车部件的运动情况,不能将汽
车的大小忽略,所以汽车不能被视为质点;研究动作问题
中,身体的大小和形状属于主要因素,不能将刘翔视为质
点。选项A正确。
答案:A
[例2] 热气球运动起源于18世纪的法国,随着球皮材料和致
热燃料的普及,热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在
一次观光游览中,甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房
匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀
速下降。那么,从地面上看,以下有关甲、乙、丙的运动情况的
说法错误的是 ( )
A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙< v甲
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升
D.甲、乙匀速下降, v乙>v甲,甲,丙匀速下降,
且v丙>v甲
[审题指导] 解答本题应注意以下两点:
(1)选择不同的参考系,物体运动情况的描述不同。
(2)要比较物体运动的快慢,必须选择同一参考系。
[解析] 楼房和地面相当于同一参考系,所以,甲是
匀速下降。乙看到甲匀速上升,说明乙也是匀速下降,且
v乙>v甲。甲看到丙匀速上升,有三种可能:丙静止;丙
匀速上升;丙匀速下降,且v丙<v甲。丙看到乙匀速下降,
也有三种可能:丙静止;丙匀速上升;丙匀速下降,且v
丙<v乙。综上所述,AB、C正确, D错误。
[答案] D
[借题发挥]
描述物体的运动,必须选择参考系。其一般方法为:
(1)确定研究对象。(2)根据题意确定参考系,并假定参考
系是不动的。(3)分析被研究物体相对于参考系的位置变
化情况。
2.甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶,甲车内的旅
客看见窗外的树木向东移动,乙车内的旅客发现甲车没有
运动。如果以地面为参考系,上述事实表明 ( )
A. 甲车向西运动,乙车不动
B. 乙车向西运动,甲车不动
C. 甲车向西运动,乙车向东运动
D. 甲、乙两车以相等的速度都向西运动
解析:旅客观察物体的运动,实际上是以自身(或与自身保
持相对静止的车厢)为参考系的。从“乙车内的旅客发现甲
车没有运动”这一条件容易判断,甲、乙两车的运动快慢
是相等的,方向也是相同的;又从“甲车内的旅客看见窗
外的树木向东移动”这一条件可以判断,甲车向西运动。
故甲、乙两车以相等的速度都向西运动,选项D正确。
答案:D
[例3] 一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在
距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,
向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住
点的位置坐标分别是 ( )
A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m
C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m
[解析] 根据题意建立如图所示的坐标系,
A点为抛出点,坐标为-2 m,B点为坐标原点,
D点为地面,坐标为2 m,C点为接住点,坐标
为1 m,所以选项B正确。
[答案] B
(1)物体的位置坐标与坐标系原点的选取、坐标轴正
方向的规定有关。同一位置,建立某种坐标系时所选的原
点不同,或选定的正方向不同,物体的位置坐标不同。
(2)物体的位置变化与坐标系原点的选取、坐标轴正
方向的规定无关。
[借题发挥]
(1)若选择抛出点为坐标原点,向下的方向为坐标轴的正方
向。则抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是多少?
(2)抛出点与接住点之间的距离是多少?此距离与坐标原点
的位置有无关系?
解析:(1)改变坐标系后三点的位置坐标分别是:
0,4 m,3 m。
(2)抛出点与接住点之间的距离为:x=4 m-1 m=3 m
此距离与坐标原点的位置无关。
答案:(1)0,4 m,3 m (2)3 m,无关
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