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1、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 第一章运动的描述1质点参考系和坐标系 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 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
2、 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
3、 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 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 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 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
4、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 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 1 在下列各运动中 可以当做质点的有
5、 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 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 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
6、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
7、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 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 要研究月球的运动选什么为参考系较好 1 关于参考系的选取 下列说法正确的是
8、 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
9、 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2000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 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
10、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 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 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 一质点在X轴上运动 各个时刻的位置坐标如下表 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
