高中物理必修一课件

第一章 运动的描述 第一课时 质点 参考系和坐标系 一 情景导入

“满眼风波多闪烁;看山恰似走来迎..仔细看山山不动;是船行..诗人为什么会有“山迎”“船行”这两种不同的感觉呢 为了生活和梦想;我们的祖先从远古就开始探索自然运动的奥秘．经过长期的探索;人们逐渐建立了描述运动的概念;并不断寻求探索运动问题的方法;揭开了一个又一个与运动有关的奥秘． 二 课标点击 1.知道质点的概念及条件 2.知道参考系的概念及其作用;体验不同参考系中运动的相对性 3.掌握坐标系的简单应用. 三 课前导读 要点1 质点 1．在某些情况下;我们可以忽略物体的 大小 和 形状 ;而突出“ 物质具有质量 ”这个要素;把它简化为一个有质量的 物质 点;称为质点． 2．一个物体能否看作质点是由 问题的性质 决定的． 3．质点是一种科学抽象;是在研究物体运动时;抓住 主要因素 ;忽略 次要因素度 ;对实际物体简化;是一个 理想化模型 ． 我们总这样描述物体的运动;例如“他向我们走来”“车急驰而去”“月亮绕着地球转;地球绕着太阳转”．在这些描述中;我们并没有考虑“他”的高矮胖瘦、“车”的型号款式;我们也没有特意去想“月亮”或“地球”是个庞然大物;这样合理吗 1．将物体看成质点的条件． 1当物体上各部分的运动情况都相同时;物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动;物体可看成质点． 2当物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下;物体可看成质点;如研究地球绕太阳公转时;地球大小相对太阳到地球的距离可忽略不计;故可视为质点． 3只研究物体的平动时;或物体虽转动但不研究转动及转动的各个部分时;可以把物体看作质点． 2．质点与物体的异同． 质点是一个理想模型;没有体积;没有大小;也不是几何上的“点”;是一个与物体质量相等的;不占空间的抽象模型． 特别提示：能否把物体看作质点是由问题的性质决定的;而不是由物体的大小决定的．同一物体在不同的问题中;有时可看作质点;有时则不能． 1．下列关于质点的概念正确的是 A．只有质量很小的物体才可以看成质点 B．只要物体运动得不是很快;就一定可以把物体看成质点 C．质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点 D．旋转的物体;肯定不能看成质点 解析：物体的质量、大小、运动状态都不是判断物体能否被看成质点的依据;物体的形状、大小是否对所研究的问题起主要作用;是判断能否把物体看成质点的唯一依据;选项A、B、D三项错;质点是抽象的理想化模型;有质量;没有大小;不占据空间;C对． 答案：C 2．双选关于质点;下列说法正确的是 A．质点是一个理想化模型;实际是不存在的 B．因为质点没有大小;所以与几何中的点是一样的 C．凡是小的物体;都可以看成质点；凡是大的物体都不能看成质点 D．如果物体的形状和大小对于所研究的问题无关或次要因素时;可把物体看成质点 解析：质点是一个理想化模型;尽管不是实际的物体;但它是实际物体的一种近似反映;是为了研究问题的方便而进行的科学抽象;它突出了事物的主要特征;抓住了主要因素;使所研究的复杂问题得到了简化． 答案：AD 要点2 参考系 1．参考系：要描述一个物体的运动;首先要选定某个其他物体作 参考 ;观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化;以及怎样变化．这种用来 作参考 的物体称为参考系． 2．对同一个物体的运动;所选择的参考系不同;观察的结果 可能不同 ．研究地面上物体运动时;通常选择 地面或相对于地面静止不动的物体 为参考系比较方便． 你坐在火车上想着心事;“纹丝不动”;车上其他旅客会如何描述你的运动情况呢 车外的行人又会如何描述你的运动情况呢 车上的旅客会认为：你静止不动．车外的行人会认为：你急速向前运动．为什么会有这样的差异呢 是不是有谁的感觉错了 参考系的选择和运动的相对性． 1．参考系的选择． 1研究物体的运动时;参考系的选取是任意的;一般根据研究问题的方便来选取． 2在研究地面上物体的运动时;通常把地面或者相对于地面静止不动的其他物体做参考系． 2．运动的相对性． 1对一个物体运动情况的描述;取决于所选的参考系;参考系选取不同;对同一个物体运动的描述也不同． 2相对静止：如果两个运动物体运动的快慢相同;运动的方向相同;我们就说这两个物体是相对静止的．例如;肩并肩一起走的两个人之间就是相对静止的． 3平时人们所说的静止的物体;就是指相对静止;绝对静止是没有的． 特别提示：凡是提到运动;都应搞清楚它是相对哪个参考系而言的．虽然生活中我们描述某物体的运动时;很少点明参考系;但是实际上我们已经自觉地选取了参考系． 1．双选汉语成语中有一个“形影不离”的成语;意思是人的身体和影子分不开;形容关系密切;经常在一起．在晴天的早上;某同学在操场上跑步;下列说法正确的是 A．以地面为参考系;影子是静止的 B．以地面为参考系;影子是运动的 C．以人为参考系;影子是静止的 D．以人为参考系;影子是运动的 答案：BC 2．“小小竹排江中游;巍巍青山两岸走”歌词中隐含的参考系分别是 A．河岸、竹排 B．竹排、江水 C．江水、青山 D．河岸、青山 答案：A 要点3 坐标系 为了 定量 地描述运动物体的位置及 位置的变化 ;需要在参考系上建立适当的坐标系．对于在一维空间运动;即研究沿一条直线运动的物体时;要沿着 运动直线 建立直线坐标系;即以物体运动所沿的直线为x轴;在直线上规定 原点 、 正方向 和 单位长度 ． 一辆汽车在东西方向的平直公路上行驶;要研究汽车在某个时刻的位置和某段时间内的位置变化;应该怎么办 如果物体沿直线运动;即一维运动时;可以以这条直线为x轴;在直线上规定原点、正方向和单位长度;建立直线坐标系；当物体在平面上运动;即二维运动时;需采用两个坐标确定它的位置；当物体做空间运动;即三维运动时;需要三个坐标确定它的位置． 特别提示：只有定量研究物体的位置及位置变化时;才应用坐标系． 1．如图所示;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;则A、B的坐标应该是多少 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 2. 一质点在x轴上运动;各个时刻的位置如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 x/m 0 5 -4 -1 -7 1 （1）请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置. 2哪个时刻离开坐标原点最远 有多远 答案：1 2第4 s末质点离开坐标原点最远;有7 m. 四 知识解惑 题型1 质点 例1 下列说法正确的是 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;火车可看成质点 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 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错；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;选项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;选项D正确． 答案：CD 名师点睛：若被研究物体的大小、形状以及各部分运动的差异;对我们所研究的问题没有影响或者影响不大;便可以将物体看作质点．其中的关键是：“物体自身的因素”对“所研究的问题”的影响程度． 1．下列哪些现象中的物体可视为质点 A．研究“神九”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“神九”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 题型2 参考系 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;甲、乙、丙的运动情况可能是 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．以上说法均不对 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3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3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;A、C正确． 答案：AC 名师点睛：选取参考系后描述物体运动的方法：选定参考系后;想象自己置身其中;充当一个静止的观察者;然后观察物体与自己在该空间的位置变化;从而确立物体的运动情况． 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