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1、第一章 运动的描述质点参考系空间时间（一）学习目标1认识质点是一个抽象的物理模型；通过了解在什么情况下物体才可以看成质点，从而了解物理模型的特点，并通过质点模型的建立体会物理模型在研究过程中的作用。2了解参考系的选取对研究物体运动的重要作用。了解时间、时刻和空间与物体运动的关系，并了解这一关系的表示方法。3认识正确地选择物理模型和恰当地选择参考系是科学的研究方法。（二）课程内容1宇宙间的一切物体都处在永恒的运动中，物体的运动有多种形式，其中最简单的是一个物体相对于另一个物体位置的改变，这种运动称为机械运动。2在研究一个物体的运动时，如果被研究物体的形状、大小在所讨论的问题中可以忽略，就可把整个
2、物体简化为一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点称为质点。3这种保留主要因素而忽略次要因素的思维方法通常称为理想化方法，而这种从实际物体中抽象出来的、被理想化了的研究对象称为理想模型。4物体的运动和静止是相对的，要确定一个物体的位置并描述它的运动情况，就要选定某个其他物体作参考，这个被选作参考的物体叫做参照物，也称为参考系。5选择的参考系不同，对同一研究对象运动情况的描述可能不同。为解决问题简洁、方便，通常需要选取合适的参考系。在中学阶段，除特别说明外，一般都选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。6在下图所示的时间轴 t 上， t1、 t2 是指时刻， t t2 t1 是指时间。当
3、t0 时，时间就成为时刻了。7时间的计量单位有秒、分、时，它们的符号分别是 s、min、h。（三）问题与例题1问题 什么是运动的相对性2问题： 物体在什么条件下能看做质点?质点是物理学中一个非常重要的模型。并非小的物体就一定可以看成质点，大物体就不能看成质点，必须具体问题具体分析。一般来说，如果在研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的无关因素时，就可把物体看做质点。(1) 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，物体可看做质点。如沿斜面下滑的物块。(2) 物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下，可以看做质点。
4、研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对太阳到地球的距离可忽略，故可把地球看成质点。(3) 同一个物体在不同的问题中，有时可以看做质点，有时不能看做质点。如研究北京开往上海的火车，在计算运行的时间时可忽略车长，把火车看成质点。但是同样这列火车，要计算它通过某座大桥所需要的时间时，不能把它看做质点。(4) 一个物体能否看做质点，一般情况下与物体做直线运动还是曲线运动没有关系。如，研究运动员在 400m 比赛中的速度变化时，无论是在直道上还只在弯道上，都可以将运动员看成质点。3例题 关于机械运动和参考系，下列说法正确的是（ ）A.平常说的运动和静止都是相对参考系而言的B.所谓参考系就是我们假设为不动的
5、物体，以它为标准来研究其他物体的运动C.相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动，其结果一定相同D.研究航行的轮船内的每个人的运动，取轮船为参考系最为适宜分析与解 在描述一个物体的运动时，选择作为标准的另外的物体，叫做参考系，选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果可能会有所不同。所以选项 ABD 正确。点拨 本题考查同学们对参考系概念的理解及参考系的选取对运动描述的影响。运动是绝对的，也是相对的，静止是相对的。4例题 在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（ ）A.研究地球的自转效应B.研究乒乓球的旋转效应C.研究火车从南京到上海运行需要的时间D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间分析与解
6、：地球自转和乒乓球旋转时，各部分运动情况不完全相同，不能当作质点。火车从南京到上海，火车的长度与行驶的距离相比小得多，可以看作质点。但在研究一列火车通过长江大桥所需时间时，由于大桥长度与火车的长度可相当，此时就不能把火车当作质点来处理。所以选项 C 正确。点拨：一个物体能否视为质不是绝对的。同一物体作不同运动研究时，是否可抽象为质点，必须依实际情况来确定。5例题 下列说法中，指时间的是（ ）A.每天上午 8 点上第一节课 B.第三节课上物理C.2s 末 D.物体 M 运动了 2s分析与解 时间是一个过程，时刻是一个状态。在时间轴上时刻是轴上的一个点，时间是一段距离。所以选项 BD 正确。点拨
7、正确理解时间与时刻的区别是解决此类问题的关键。6例题：下列关于质点的说法正确的是（）A万吨巨轮在大海中航行，研究巨轮所处的地理位置时，巨轮可看做质点B无论什么物体，也无论什么运动，只要以地面为参考系，就能将其看成质点C电子绕原子核旋转，同时在自转，由于电子很小，故研究电子的自转时，仍可将其看做质点D在研究物体的平动时，无论什么物体都可看做质点解析：考查能看做质点的条件，即什么情况下可以看成质点，什么情况下不可以看成质点。在所研究的问题中，只要物体的形状、大小及物体上各部分的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看成质点。答案：AD7例题： 在描述物体的运动时，经常用到类似于下面这样一些“时间
8、”概念，如果是时刻，对应时间轴上什么位置？如果是时间，则说明是哪段时间，对应时间轴上哪段“时间间隔” ，时间长度为多少？（1）前 2s；（2）第 2s；（3）第 2s 末；（4）第 2s 初。解析：考查时间与时刻的区别与联系。（1）前 2s，指的是时间，是物体从运动开始（计时起点）到第 2s 末的时间间隔。对应时间轴上是从 t=0s 到 t=2s 的时间间隔，时间长度为 2s；（2）第 2s，指的是时间，是物体从第 1s 末开始（或第 2s 初）到第 2s 末的时间间隔，对应时间轴上是从 t=1s 到 t=2s 的时间间隔，时间长度为 1s；（3）第 2s 末，指的是时刻，对应时间轴上 t=2
9、s 的点；（4）第 2s 初，指的是时刻，它和第 1s 末指的是同一时刻，对应时间轴上 t=1s 的点答案：（1）前 2s 指的是时间；时间长度为 2s（2）第 2s，指的是时间；时间长度为 1s（3）第 2s 末指的是时刻（4）第 2s 初指的是时刻（四）课堂练习1关于质点的下列说法中正确的是（）A体积、质量都极小的物体一定能看做质点B只要物体不转动，就可以把物体看做质点C自行车运动的时候，因为车轮在转动，所以自行车一定不能被视为质点D 物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小，可以忽略不计时，就可以把物体看做质点2分析下列运动，研究对象能当做质点的是（）A体操运动员在做单臂大回环时，可
10、以被视为质点B研究地球的公转时，可以把地球看成质点C研究地球自转时，可以把地球看成质点D细胞很小，可把它看成质点3敦煌曲子词中有这样的词句：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。 ”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）A船和山 B山和船 C地面和山 D河岸和流水4火车在铁路上运动，人坐在火车里，下面说法中正确的是（）A以人作参考系，大地是运动的，火车也是运动的B以大地作参考系，人是运动的，火车也是运动的C以火车作参考系，人是静止的，大地是运动的D以人作参考系，火车是静止的，大地是运动的5在如图所示的时间轴上标出的是（）A第 4s B第 6s 末 C第 3
11、s D前 3s6以下数据指时刻的是（）A某运动员跑百米用时 1170sB某学校 8:15 正式上第一节课C1997 年 7 月 1 日零时，中国开始对香港恢复行使主权D 5s 内楼上的小球落到地面7两条平行的铁轨上匀速行驶着甲、乙两列火车，某时刻火车正好交会，甲车上一乘客从一侧车窗看到田野上树木向北运动，从另一侧窗口看到乙车也向北运动，但比树木运动得慢，则（ ）A甲、乙两车同时向北运动，乙比甲快B甲车向南运动，乙车向北运动C甲、乙两车同时向南运动，但乙车比甲车慢D甲车向南，乙车没动，停在了铁轨上8两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动。如果以大地为
12、参考系，上述事实说明（）A甲车向西运动，乙车不动 B乙车向西运动，甲车不动0123456t/sC甲车向西运动，乙车向东运动 D甲、乙两车以相同的速度都向西运动（五）课堂练习答案1D 2B 3A 4BCD5D 6BC 7C 8D （六）课堂总结1质点：把具有一定大小、形状的物体在一定条件下，看做具有质量的一个点就是质点。质点是理想化的物体模型。物体简体为质点的条件：物体的大小在所研究的问题里可以忽略时，物体可看作质点。例：平动的物体一般可以看做质点；物体的大小与研究的问题中的距离相比很小时，可以看做质点。2运动学问题，参考系可以任意选取（不要求只选惯性参考系） ，选取应以处理问题方便为原则。动力
13、学问题，参考系只能选取惯性参考系，通常选地球为参考系。3时刻和时间：时刻指某一瞬时，在时间轴上为一个点；时间指一段时间间隔，在时间轴上为两点间的线段。第一讲 位置变化的描述 位移 (1h)（一）学习目标1会选择参考系并建立坐标系，能判断什么是位移，会在坐标系中画出位移。2为了准确地描述物体的运动和物理规律，按照物理量的特征将物理量分为标量和矢量。能区分物理量中的矢量和标量。3数学课中原点到一个点的有向线段就可以表示矢量，点的坐标就可以表示物体（质点）的位置。体会并使用数学的方法表示物理意义。（二）课程内容1为了定量地描述物体（质点）的位置及位置的变化，需要在参考系上建立一个坐标系，这样物体（质
14、点）在任何时刻的位置就可以用它在该时刻的位置坐标表示。2物理学中把物体在一段时间内位置的变化称为位移，用从初位置到末位置的一条有向线段表示。为了研究物体的位移，我们可以建立坐标系进行分析，在教材第 7 页图 1-2-8 中，物体沿直线从点 A 运动到 B，点 A、B 对应的坐标分别为 x1、x 2，则物体位置坐标的变化量（即位移）可表示为 21x。3在物理学中，只有大小没有方向的物理量称为标量，如质量、时间、路程、温度等，它们的加减遵循算术法则；而像位移那样既有大小又有方向的物理量，称为矢量，如力、速度等物理量，它们的加减遵循矢量法则。（三）问题与例题1问题 位移和路程的区别与联系位移 路程描
15、述质点位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢量，有大小，也有方向 标量，有大小，无方向区别由质点的初、末位置决定，与质点运动轨迹无关既与质点的初、末位置有关，也与运动路径有关联系都是描述质点运动的空间特征。都是过程量。一般来说，位移的大小不等于路程，在一个运动过程中，位移的大小不大于相应的路程。只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程2问题 质点是什么？什么时候可以把一个物体看成是质点？尽管任何物体都有一定的形状和大小，但如果在我们所研究的问题中，只有当物体的形状和大小对所研究的问题不起作用或起作用很小，可以忽略不计，为了研究的方便，可以把物体看做一个有质量
16、的点。这种用来代替物体的没有大小和形状，但有质量的点，叫做质点。可见，质点是一种科学的抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，是对实际物体的近似，是一个理想化模型。一个物体是否可以视为质点，要具体情况具体分析。例如：一列火车从北京开往上海，在计算运行时间时，可以忽略列车的长短，可把它视为质点；但是同样这列火车，要计算它通过黄河铁路大桥所需时间时，必须考虑列车的长度，不可把列车视为质点。一个物体能否被看成质点不能以大小而论。例如当我们研究自行车的气门芯运动轨迹时，就不能把自行车看作质点，但在研究地球绕太阳公转时，可把整个地球看作质点。3问题 怎么区分位移和路程？位移是描述质点位置变化的物理量，既有大小，又有方向，是矢量，是从起点 A
