第一章 运动的描述之参考系坐标系
人教版必修1 第一章运动的描述 第1节质点 参考系 坐标系(共21张PPT)[优秀课件资料]
例2. 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。当两 辆汽车在平直公路上运动时,甲车内一同学看见乙车没有运 动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面
为参考系,那么,根据上述观察到的现象可说明( D )
A.甲车不动,乙车向东运动 B.乙车不动,甲车向东运动 C.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东运动
物理必修第一册 第一章运动的描述
第1节 质点、参考系、参考系
观赏双人跳水
一.机械运动 (运动是绝对的)
物体的空间位置随时间的变化,叫机械运动, 它是自然界最简单最基本的运动形式。
如何描述运动?
诗人:
气势磅礴 矫健如燕
画家:
思考:“神州五号”载人仓长7.4m, 直径2.8m,升空后,显示在指挥部荧光屏 上的仅是一个小光点,科学家研究它在空 中的位置、离地高度、飞行速度、运动轨 迹等问题时,需要考虑它本身的大小和形 状吗?
二、质点:用来代替物体的有质量的点。
物体都可以看作质点吗?
情况一:(1)地球绕太阳公转 地球的直径(约1.3×104km) 日地间的距离(约1.5×108km)
(2)地球绕轴自转
情况二:汽车在公路上行使,其各个部件的运动是很 复杂的
(1)研究汽车从常熟到苏州的时间 苏常之间公路长约45km, 一辆客车长约10米
2. 第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000米的高空飞 行时,发现旁边有一个小东西,他以为是一只小飞虫,敏捷 地把它抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。飞行
员能抓住子弹的原因是 ( B )
A.飞行员反应快 B.子弹相对飞行员是静止的 C.子弹已经飞行的没劲了 D.飞行员有手劲
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高中物理必修一课后练习答案详解
人教版高中物理必修一课后习题答案第一章:运动的描述第1节:质点参考系和坐标系1、“一江春水向东流”是水相对地面岸的运动,“地球的公转”是说地球相对太阳的运动,“钟表时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动,“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动;2、诗中描写船的运动,前两句诗写景,诗人在船上,卧看云动是以船为参考系;云与我俱东是说以两岸为参考系,云与船均向东运动,可认为云相对船不动;3、x A=-0.44 m,x B=0.36 m第2节:时间和位移1.A.8点42分指时刻,8分钟指一段时间;B.“早”指时刻,“等了很久”指一段时间;C.“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间,“3秒末”指时刻;2.公里指的是路程,汽车的行驶路线一般不是直线;3.1路程是100 m,位移大小是100 m;2路程是800 m,对起跑点和终点相同的运动员,位移大小为0;其他运动员起跑点各不相同而终点相同,他们的位移大小、方向也不同;4.解答第3节:运动快慢的描述——速度1.11光年=365×24×3600××108 m=×1015 m;2需要时间为16154.010 4.2 9.510⨯=⨯年2.1前1 s平均速度v1=9 m/s前2 s平均速度v2=8 m/s前3 s平均速度v3=7 m/s前4 s平均速度v4=6 m/s全程的平均速度v5=5 m/sv1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度, v1小于关闭油门时的瞬时速度;21 m/s,03.124.9 m/s,236.6 m/s,30第4节:实验:用打点计时器测速度1.电磁打点记时器引起的误差较大;因为电磁打点记时器打点瞬时要阻碍纸带的运动;2.1纸带左端与重物相连;2A点和右方邻近一点的距离Δx=7.0×10-3 m,时间Δt= s,Δt很小,可以认为A点速度v=xt∆∆=0.35 m/s3.解1甲物体有一定的初速度,乙物体初速度为0;2甲物体速度大小不变,乙物体先匀加速、匀速、最后匀减速运动;3甲、乙物体运动方向都不改变;4.纸带速度越大,相邻两点的距离也越大;纸带速度与相邻两点时间无关; 第5节:速度变化快慢的描述——加速度1.100 km/h=27.8 m/s2.A.汽车做匀速直线运动时;B .列车启动慢慢到达最大速度50 m/s,速度变化量较大,但加速时间较长,如经过2 min,则加速度为0.42 m/s 2,比汽车启动时的加速度小;C 、汽车向西行驶,汽车减速时加速度方向向东;D .汽车启动加速到达最大速度的过程中,后一阶段加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大;3.A 的斜率最大,加速度最大;a A =0.63 m/s 2,a B =0.083 m/s 2,a C =-0.25 m/s 2a A 、a B 与速度方向相同,a C 与速度方向相反;4.解答滑块通过第一个光电门的速度1 3.0/10/0.29v cm s cm s == 滑块通过第二个光电门的速度2 3.0/27/0.11v cm s cm s == 滑块加速度22710/3.57v a cm s t ∆-==∆ 第二章:匀变速直线运动的描述第1节:实验:探究小车速度随时间变化的规律1.115,16,18,19,21,23,24;2如图所示;3可认为是一条直线;2.A 做匀速直线运动,速度为15 m/s ;B 做初速度为零,加速度为1.9 m/s 2的匀加速直线运动;C 做初速度为4 m/s,加速度为0.67 m/s 2的匀减速直线运动,6 s 时速度为0;3.1图2-9,2剪下的纸条长度表示 s 时间内位移大小,可近似认为速度 0.1x v ∆=、.v ∝Δx ,纸条长度可认为表示速度;图2-94.略;第2节:匀变速直线运动的速度与时间的关系1.初速度v 0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.2 m/s 2,末速度v =54 km/h根据v =v 0+at 得2.初速度v 0=72 km/h=20 m/s,加速度a=-0.1 m/s 2,时间t=2 min=120 s根据v =v 0+at 得v =20 m/×120 m/s=8 m/s3.14 s 末速度为2 m/s,最大,7 s 末速度为1 m/s,最小;2这三个时刻的速度均为正值,速度方向相同;34 s 末加速度为零,最小,7 s 末加速度为1m/s 2、最大;41 s 加速度为正值,7 s 末加速度为负值,加速度方向相反;说明速度、加速度都是矢量,比较矢量的大小是按矢量的绝对值判定;4.第3节:匀变速直线运动的位移与时间的关系 1.初速度v 0=36 km/h=10 m/s,加速度a=0.2 m/s 2,时间t=30 s 根据2012x v t at =+得 x =10×30 m+12××302 m=390 m 根据v =v 0+at 得v =10 m/s+×30 m/s=16 m/s2.初速度v 0=18 m/s,时间t=3 s,位移x =36 m 根据2012x v t at =+得220222()2(36183)/4/3x v t a m s m s t --⨯===- 3.位移之比第4节:匀变速直线运动的位移与速度的关系1、54km/h2、初速度v 0=10 m/s,末速度v =0, 位移x =1.2 m根据v 2-v 20=2a x 得222220010/ 4.2/22 1.2v v a m s m s x --===-⨯ 3.若飞机靠自身发动机起飞,飞机初速度为0,加速度a=5 m/s 2,位移x =100 m,末速度v x由v 2x =2a x 得50/x v m s ,所以不行;弹射装置使飞机初速度为v 0,末速度为v =50 m/s根据v 2-v 20=2a x 得v 20=v 2-2a x第5节:自由落体运动1.文具橡皮下落得快;纸片揉成很紧的小纸团后,小纸团下落变快;这是因为空气阻力的作用,纸片受的空气阻力大,小纸团受的空气阻力小;2.根据x =12gt 2得 x =12×10×3.02 m=45 m 由于空气阻力,下落加速度小于g,计算结果应小于45 m;3.设井口到水面的距离为x ,石块下落做自由落体运动,设石块落到水面的时间为t,则有x =12gt 2=12×10×2.52 m=31 m 由于声音传播需要一定的时间,所以石块自由下落到水面的时间t < s,我们估算的x 偏大;第三章:相互作用第1节:重力 基本相互作用1.1玻璃杯从桌子上掉下,在重力作用下,运动得越来越快;被掷出去的铅球,在重力作用下沿曲线落回地面;蹦蹦床在人的压力作用下,向下凹;橡皮筋在拉力作用下变得细长;2人坐在凳子上,人对凳子有一个压力,该力的施力物体是人,受力物体是凳子;2.略;3.是位于同一点;第2节:弹力1.略2.钢管受到3个力作用:重力G,地面的支持力F 1、绳的拉力F 2图3-11;重力G 的施力物体是地球,地面的支持力F 1的施力物体是地面、绳的拉力F 2的施力物体是绳;图3-113.略;4.如图所示;弹簧的劲度系数为k=26 N/m弹簧伸长量x/m 弹力F/N0 00.012第3节:摩擦力1.手压着桌面向前移动时,手受到桌面的滑动摩擦力作用;滑动摩擦力的方向与手指移动的方向相反,阻碍手指的运动;手对桌面的压力越大,手指受到的滑动摩擦力越大,对手指相对桌面运动的阻碍作用越明显;2.1不受;因为瓶子与桌面之间没有相对运动的趋势;2受静摩擦力作用,静摩擦力的方向沿桌面斜向上;3受静摩擦力作用,静摩擦力的方向竖直向上瓶子处于竖直状态;4受滑动摩擦力作用,摩擦力的方向沿纸条相对瓶子的运动方向;3.答:F ma x=40N F=30N μ= 20 N第4节:力的合成1.两个力的夹角为0°时,它们的合力最大,为12 N;当两个力的夹角为180°时,它们的合力最小,为8 N;当两个力的夹角由0°逐渐增加到180°时,它们的合力逐渐减小,即合力的大小在12 N和8 N之间;由此可见,两个力的合力可以等于10 N,不能等于5 N和15 N;图3-142.当两个力的合力为0时,由于一个力向东,大小为6 N,则另一个力的方向必向西,大小也为6 N;将方向向东的、大小为6 N的力改为向南时,二力相互垂直,如图3-14所示,它们的合力的大小为6N,方向为西偏南45°;图3-153.如图3-15所示,选1 cm长的线段表示30 N的力,作出力的平行四边形,量得表示合力F的对角线长6.8 cm,则合力的大小F=30×/1 N=204 N,量得F与F1的夹角为17°;当两个力的夹角为150°时,解答略;4.1正确2错3错第5节:力的分解图3-161.如图3-16所示;与F的夹角为θ,得θ=53°2.1如图3-17甲2如图3-17乙3如图3-17丙图3-1712两种情况的解是惟一的,3的解不是惟一的;图3-183.如图3-18所示;OC 与OB 的夹角为θ;θ=arctan =38.7°第四章:牛顿运动定律第1节:牛顿第一定律图4-101.1不能炸中目标;如图4-10所示,因为,炸弹被投下后,由于惯性,仍有与飞机相同的水平速度,如果目标是静止的,炸弹就会落到目标的前方;2因为,当你跳起时,由于惯性,你仍有与地球相同的速度,所以还回到原处,而不落在原地的西边;2.如果不系安全带,当紧急刹车时,车虽然停下了,但人因惯性而仍然向前运动,会发生危险;系上安全带后,人虽然因惯性向前运动,但受安全带的约束,不致发生危险;3.物体以一定速度向上抛出,在空中向上运动,是由于物体具有惯性,而继续向上运动,不是因为受到了向上的力的作用;4.如果选择了相对于静止的大树做加速运动的汽车为参考系,人在车上观察大树,大树做远离汽车的加速运动;大树的运动状态改变不是因为受到了力的作用,而是因为惯性定律在选择的参考系中不成立;第3节:牛顿第二定律1.答:没有矛盾;牛顿第二定律公式F =ma 中的F 指的是物体所受的合力,而不是其中的某一个力;我们用力提一个放在地面上的很重的物体时,物体受到的力共有三个:手对物体向上的作用力F1,竖直向下的重力G,以及向上的支持力F2;如果F1<G,只是支持力F2减小,这三个力的合力F=0,故物体的加速度为零,物体保持不变;<G,只是支持力F2减小,这三个力的合力F =0,故物体的加速度为零,物体保持不动;< p>2.解:由2211F a F a =可得:2211a F F a =; 3.解:由m a m a =甲乙乙甲得: 4.531.5a m m m m a =乙乙乙乙甲甲== 图4-114.解:根据平行四边形定则图4-11这两个力的合力为:F =2×14×cos 45°= N加速度的大小为:加速度的方向为:与合力方向相同,与两个分力成45°夹角;图4-125.解:如图4-12,物体在水平方向受到两个力的作用,根据牛顿运动定律:设小车运动方向为正F -F 阻=ma,F 阻=F -ma =60 N -30× N =15 N -F 阻=ma′加速度方向与推力的方向相反;第4节:力学单位制1.解:由v 2t-v 20=2a x 可求出自行车的加速度22222004/0.2/22v v a m s m s x x--===- 根据牛顿第二定律,自行车受的阻力F =ma =100×-N =-20 N负号表示阻力方向与v 0方向相反;2.解:货车刹车后加速度大小为:4221.210/6/2000F a m s m s m ⨯=== 从刹车开始到停下来驶过的路程为:221519226v x m m a ===⨯ 3.因为:W =Fl 所以1 J =1 N×1 m =1 kg×1 m/s 2×1 m =1 kg·m 2·s-24.证明:2211/1/1/1kg m s N kg m s kg⋅== 第5节:牛顿第三定律1.答:涉及木箱和地球的作用力和反作用力有两对,一对是木箱受到的重力和木箱吸引地球的力;一对是木箱受到地面对它的支持力和木箱对地面的压力;木箱受到的是重力和支持力;地球受到的是木箱对它的引力和压力;2.物体静止地放在台式弹簧秤上,物体受到重力G 和支持力F N 的作用,因为物体处于平衡状态,故G -F N =0G =F N ;台式弹簧秤受到物体对它的压力F,物体受到的支持力与弹簧秤受到的压力为一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,F N 和F 大小相等方向相反,故F 的大小与G 相等;3.答:当你轻轻地推巨石时,你和巨石同时受到大小相等方向相反的力的作用,你和巨石均由静止状态变为运动,二者分离后均做匀速直线运动,但二者的速度不一定相同;如果巨石放在地面上,结果会不同,如果巨石与地面的摩擦力足够大,你将推不动巨石,只有当你给巨石的力大于巨石受到的最大静摩擦力时,巨石才能运动起来;图4-134.1因为A 拉B 匀速运动图4-13,即物体处于平衡状态,因此B 车厢所受的合力为0,故F AB =F 阻;而F AB 与F BA 是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们总是大小相等方向相反;2因为A 拉B 加速行驶,根据牛顿第二定律:F AB -F 阻=ma,所以AB >F 阻;而F AB 与F BA 是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们总是大小相等方向相反;由牛顿第二定律:AB -F 阻=maF AB =ma +F 阻=×103× N +×103 N =×103 N由牛顿第三定律:F AB 与F BA 是一对相互作用力,它们总是大小相等方向相反;即F AB =F BA =×103 N5.小强没有注意到,相互平衡的两个力是作用在同一物体上的,而作用力和反作用力是分别作用在发生相互作用的两个物体上的,它们不可能是相互平衡的力;第6节:用牛顿运动定律解决问题一图4-141.解:如图4-14所示,用作图法求出物体所受的合力F =87 Nv =at=×3 m/s=131 m/sx =12at 2= ××32 m=196 m 2.解:电车的加速度为:电车所受阻力为:F =ma =-×103 N,负号表示与初速度方向相反3.解:人在气囊上下滑的加速度为:滑至底端时的速度为:4.解:卡车急刹车时的加速度大小为:根据运动学公式:所以:该车超速;第6节:用牛顿运动定律解决问题二图4-151.取足球作为研究对象,由共点力的平衡条件可知,F1和G的合力F与F2大小相等、方向相反;从图4-15中力的平行四边形定则可求得:2.物体在五个力作用下保持平衡,它们的合力为零;其中任意四个力的合力一定与第五个力大小相等、方向相反;依题意,除F1以外的四个力的合力与力F1大小相等、方向相反;撤去F1,其余四个力不变,它们的合力大小等于F1,方向与F1相反;3.答:当饮料瓶自由下落时,小孔没有水喷出;因为,瓶和水均处于完全失重状态,瓶中各处的水包括水孔处的水的压强都是大气压强,故水不能从瓶中流出;图4-174.当坐舱离地面50 m的位置时,升降机在做自由落体运动图4-17,人和人手中的铅球均完全失重,所以,球对手无作用力,人没有受到压力的感觉;坐舱做匀减速运动时的加速度为:方向竖直向上所以,人手对铅球的作用力为F:F-mg=maF=ma+mg==135 N。
人教版高一物理必修1 第一章 运动的描述 1.1 质点、参考系和坐标系
描述物体在一条直线上运动,即物体做一维 运动时,可以以这条直线为 x 轴,在直线上规定 原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。如 图所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置 坐标 xA=3m,若它运动到B点,则此时它的坐标 xB=-2m(“-”表示沿 x 轴负方向)。
②二维地描述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。
问题与练习
1. 答:“一江春水向东流”是水相对岸(或者 地面)的运动;“地球的公转”是说相对太阳运动 的;“钟表的时针在转动”是说时针相对钟表表盘 的运动;“太阳东升西落”是说太阳相对于地面的 运动。
飞花两岸照船红, 百里榆堤半日风。 卧看满天云不动, 不知云与我俱东。
例如:平直公路上行驶的汽车,
分析:车身上各部分的运动情况相同,当 我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时 候,就可以把汽车当作质点。
物体只做转动时,不能 看做质点
例如:乒乓球在空中只 做旋转运动时
总结
一个物体能否看成质点,是由问题的性质 决定的,取决于它的形状和大小在所研究问题 中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、 质量的多少和运动速度的大小无关。
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,
能否将运动员看成质点?
不能。
纠正错误动作时不能忽略运动员的形状和大小。
(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成 质点? 能。
分析助跑速度时,可以忽略运动员的姿势及动作。
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破记录) 时,能否将其看成质点? 能。
2、参考系
注意
同一物体在不同情况下有时可看作质点, 有时不可看作质点。
例如:一列火车从北京开到上海,研究火 车的运行的时间,可以将火车看成质点;
第一章 运动的描述第1节《质点参考系坐标系》教学课件
【总结】:运动是绝对的,静止是相对的。
二、参考系
襄邑
他们说的对不对? 为什么同一个运动会 有几种不同的说法?
二、参考系
1.描述一个物体位置是否变动(运动), 必须先拿一个物体来作参考,这个作为参考的 物体叫参考系(参照物)。 2.运动具有相对性:选择不同的参考系,观 察结果会有不同.比如:1、2、3。 3.参考系可任意选取,但实际问题中,注意 两点:
不计时,就可以将物体作为质点处理. 或者,条件二:物体做平动。 只要符合两个条件之一,物体就可以看作质点。 条件一强调的是物体的空间尺寸可以忽略不计。条件二强调的 是物体上任意一个点的运动都可以代表整个物体的运动。 【注意】物体本身的尺寸大小不是能否看作质点的标准.
[例1] :2004年8月27日雅典奥运会上,飞人刘翔以 12秒91勇夺110米栏世界冠军,中国人第一次站在了 这个项目的冠军领奖台上,伴随着雄壮的国歌,世界各 地的华人流下了激动的泪水,下列说法正确的是 A.刘翔在终点冲刺过程中,可以看做质点 B.教练为了分析其动作要领,可以将其看做质点 C.无论研究什么问题,均不能把刘翔看做质点 D.是否能将刘翔看做质点,决定于我们所研究的问题
( C 、D)
【巩固练习】: 4.下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是 A.测量三楼内日光灯的高度,选择三楼地板为参考系 B.测量井的深度,以井底为参考系,井“深”为0米 C.以卡车司机为参考系,卡车总是静止的。 D.以路边的房屋为参考系判断自己是否运动
(A、C、D)
科学漫步
“看山恰似走来迎”: 以船为参考系
坐标系
直线坐标系(一维) 平面直角坐标系(二维) 空间三维坐标系
第一章运动的描述第1节质点参考系和坐标系
第一章运动的描述研究一种物理问题总是先从现象的描述入手.作为研究物体机械运动规律的第一章,讲述的是有关描述物体运动的基本概念:质点、时间、位移、速度、加速度.这些概念是研究物体机械运动规律所必须具备的基础知识,也是机械运动所研究的主要内容,同时又是物理学语言中的常用述语.其中质点、位移、速度、加速度既是本章的重点,也是本章的难点.就本章的地位而言,它是高中物理力学内容的重要基础.有了本章的基础,就能进一步研究匀变速直线运动的规律,也是以后学习力学的基础和前提.实际的运动大多比较复杂,从简单到复杂是人们认识事物的基本规律.本章从最简单的问题入手,逐步学习关于运动的几个基本概念和描述运动的几个物理量.教材中特别注意联系生活实际引出概念,并说明它们的应用.第1节质点参考系和坐标系导学天地学习要求学法指导抓住主要因素,忽略次要因素,从复杂的实际问题中抽象出理想模型,是物理学中常用的研究方法,通过质点这一概念的学习,可以初步掌握这种研究方法;体验不同参考系中运动的相对性从而形成勤于思考、自主获取知识的良好习惯;在学习坐标系时,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强解决问题的意识和能力.学习中要注意结合实例,准确领会和理解各物理量的物理含义,在此基础上加深理解和深化.自主学习理解升华重点、难点、疑点解析1.质点—理想化模型用来代替物体的有质量的点,叫质点.它是一种理想化模型,实际并不存在.但是它是实际物体的一种近似,是为了研究问题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,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化.在研究的问题中,若物体的大小和形状是次要因素可以忽略不计时才可以把物体看作质点,与物体的大小无关.例如,在研究地球绕太阳公转时,由于地球的直径(约1.3×104 km)比地球和太阳之间的距离(约1.5×108 km)小得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看作是相同的,即地球的形状、大小可忽略不计,在这种情况下,就可以把地球当作一个“质点”来处理.但研究“坐地日行八万里”时,就必须考虑地球的大小和形状,即不能把地球当作“质点”来处理.2.参考系描述物体运动时,另选来作为标准的物体,称为参考系.物体的运动都是相对参考系而言的,这是运动的相对性.一个物体是否运动,怎样运动,决定于它相对所选参考系的位置是否变化、怎样变化.同一个物体选取不同的参考系,其运动情况往往不同,如路边的树木,若以地面为参考系是静止的,若以向前行驶的汽车为参考系,树木是往后倒退的,这就是我们坐在车里前进时看到树木往后倒退的原因.参考系的选取是任意的,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则,通常选地面为参考系.为了定量的描述物体的位置及其变化,需要在参考系上建立适当的坐标系,即坐标系是定量化了的参考系,使物体位置及其变化能用更精确的数据描述了.例题剖析应用点一:物体能否被看作质点的条件例1:下列说法正确的是()A.运转中的地球不能看作质点,而原子核可以看作质点B.研究火车通过路旁一根电线杆的时间时,火车可看作质点C.研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时,不能把乒乓球看作质点D.研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时,可将汽车看作质点试解:.(做后再看答案,效果更好.)解析:当研究地球公转时,由于地球的直径比地球与太阳间的距离要小得多,可以忽略不计,可以把地球当作质点;当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时,就不能够忽略地球的大小和形状,当然不能把地球看作质点了.研究电子绕原子核的运动情况,因为原子核的半径只相当原子半径的万分之一,所以可以把原子核看作质点;但若研究有关原子核结构的问题,就不能把原子核看成质点,故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,故电线杆可看作质点,而火车不能看作质点,故B错.奥运会冠军孔令辉打出的乒乓球虽小,但飞旋多变,不能看作质点,C正确.在水平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,对整个汽车的运动来说,车轮的转动不是研究的主要问题,可将汽车看作质点,D正确.故选CD.点评:只要是物体的大小和形状对所研究的问题来讲是次要因素,可以被忽略,物体就可以看成质点.拓展练习1-1:以下关于质点的说法正确的是()A.质量小的物体可视为质点B.体积小的物体可视为质点C.各部分运动状态完全一致的物体可视为质点D.在某些情况下地球也可以看作质点应用点二:参考系例2:第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2 000 m的高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是一只小昆虫,便敏捷的把它一把抓了过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹.飞行员能抓到子弹,是因为()A.飞行员的反应快B.子弹的速度很小C.子弹相对于飞行员是静止的D.飞行员有手劲试解:.(做后再看答案,效果更好.)解析:在日常生活中,我们经常去拾起掉在地上的物品,或者去拿放在桌子上的物品,其实,地面上静止的物体(包括人)都在永不停息的随地球自转而运动,在地球的赤道处,其速度大约为465 m/s.正因为相对于地面静止的物体都具有相同的速度,相互保持相对静止状态,才使人们没有觉察到这一速度的存在.当飞行员的飞行速度与子弹的飞行速度相同时,子弹相对于飞行员是静止的,因此飞行员去抓子弹,就和我们去拿放在桌上的物品的感觉和道理一样.故选C.点评:静止是相对的,运动是绝对的.其实地面上静止的物体(包括人)都在永不停息地随地球自转而运动.拓展练习2-1:两辆汽车在平直的公路上行驶,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C.甲车向西运动,乙车向东运动D.甲、乙两车都以相同的速度向西运动应用点三:坐标系例3:如图1-1-2(a)所示,质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止.若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则:出发点的位置为m,B点位置是m,C点的位置为m,A到B的位置变化是m,方向.C到B的位置变化为m,方向.图1-1-2解析:以B点为原点,建立坐标系,如图1-1-2(b)所示,A(-70 m),B(0 m),C(+30 m),A到B的位置变化+70 m,方向向东;C到B的位置变化为-30 m,方向向西.答案:-70 0 +30 +70 向东-30 向西点评:建立坐标系确定物体的位置时,首先要确定原点的位置及坐标轴的正方向,再确定研究对象所处的坐标位置以及位置变化的情况即可.拓展练习3-1:如图1-1-3所示,物体沿x轴做直线运动,从A点运动到B点,由图判断A点的坐标、B点的坐标和运动路程.图1-1-3教材资料探究1.教材第11页“图1.1-2”提示:当只关心火车整体的运动情况时,可视为一个点.2.教材第12页“图1.1-3”提示:车中的小孩相对于车是静止的,相对地面是运动的.即选择的参考系不同,结果会不同.3.教材第12页“说一说”提示:要描述在平面上运动的物体的位置,应建立平面直角坐标系.自我反馈自主学习1.大小形状质量质点可以相同可以2.参考系不同地面或相对地面静止方便观测和使运动的描述尽可能简单3.坐标系原点正方向单位长度 3 m -2 m例题评析拓展练习1-1:CD拓展练习2-1:D拓展练习3-1:A的坐标:-3 m B的坐标:+4 m 从A到B的路程:7 m演练广场夯实基础1.下列情况中的物体,可以看成质点的是()A.研究某一中学生骑车回校的速度B.环绕地球运动的“神州”6号飞船C.测量金属密度时的一小块金属D.在空中做跳伞表演的运动员2.关于机械运动和参考系,下列说法错误的是()A.平常所说的运动或静止都是相对地面而言的B.所谓参考系就是我们假定不动的物体C.所选的参考系不同,对同一物体的同一个运动的描述就一定不同D.研究航行的轮船内每一个人的运动,以轮船为参考系最适宜3.在同一平直公路上,甲乘汽车以10 m/s的速度运动,乙骑自行车以5 m/s的速度运动,两者运动方向相同,甲在前乙在后,则()A.甲观察到乙以5 m/s的速度靠近B.乙观察到甲以5 m/s的速度远离C.甲观察到乙以15 m/s的速度远离D.乙观察到甲以15 m/s的速度远离4.下列关于运动的说法中,正确的是()A.物体的位置相对于车厢地板没有改变就是不运动B.两物体间的距离没有变化,两物体一定静止C.自然界中找不到不运动的物体,即运动是绝对的,静止是相对的D.平常所说的运动或静止都是相对地面而言的5.敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,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6.关于参考系的选取,下列说法正确的是()A.参考系必定是静止不动的物体B.参考系必须是和地面连在一起的C.任何物体都可以视为参考系D.在空中运动的物体不能视为参考系能力提升7.小华、小明和小红三人到上海“金茂大厦”游玩,三人分别乘坐一个观光电梯.当他们从自己乘的观光电梯向外看时,分别发现如下现象:小华看见小红乘的电梯匀速上升;小明看到小华的电梯匀速下降;小红看到地面在匀速上升.试分析小华、小明和小红三人乘的电梯相对于地面是怎样运动的?8.为了确定平面上物体的具体位置,我们需要建立xOy平面坐标系,如图1-1-4所示,并规定向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向.则图中A的坐标如何表示?其含义是什么?图1-1-49.某高速公路,限制时速不能超过120 km/h,一警车在公路上巡查时,一辆汽车飞速超越了警车.现在,警车上什么工具都没带,想判断这辆车是否超速,警车该如何去做?10.全球卫星定位系统(GPS)应用越来越广,除了军事、大地测量等领域外,已经应用在出租汽车行业和登山运动等许多场合.从如图1-1-5所示是某汽车上定位器的显示情况,这个GPS定位器能获得哪些信息?此刻这辆汽车处于我国哪个城市的什么部位?图1-1-5拓展阅读骑马旅行和风洞300多年前,《堂·吉诃德》的作者赛万提斯在描写骑士和他的侍从骑着马旅行时,有这样一段故事:人们对堂·吉诃德说:“请骑在马背上,只要你把马脖子上的套管一扭动,木马就会腾空而起,平平稳稳的把你送到玛朗布鲁诺等待你的地方.不过,为了不使你因高速奔驰而头晕,一定要蒙上你的眼睛再乘坐.”堂·吉诃德和他的侍从上了马,他们的眼睛也蒙了起来.堂·吉诃德摸到了那个套管,用力一扭.堂·吉诃德对侍从说:“我们的旅行开始了!我诅咒,我一生从来没有骑过这样快、这样平稳的马.”侍从说:“是的,我觉得迎面而来的大风,就好像有许多风箱朝我们鼓风一样.”事实上,真的是人们正在用几个巨大的风箱朝他们鼓风,木马却还呆在原地,一步也没动.塞万提斯是根据运动的相对性原理来编写这段故事的.由运动的相对性原理可知:一个人相对于周围的物体向前运动,和他自己静止不动,周围的物体向后运动,其感觉完全一样.运动的相对性原理,在现代科学技术上有着广泛的应用.研制飞机时,使用的风洞就是根据这个原理设计的.飞机在高空飞行时,气流对飞机的阻力和升力起着重要的作用.要取得气流与飞机飞行之间联系的数据,本应驾飞机飞行,进行试验.但是,这样做既危险又浪费.于是人们根据相对性原理,把飞机悬吊在大型管道—风洞中不动,然后让空气从风洞中向后高速流去,以此代替飞机在高空的飞行.这种试验方法,大大方便了试验工作的顺利进行,也大大促进了飞机制造工业的发展.读后一题:飞机悬吊在大型管道—风洞中不动,就能顺利地取得大气气流与飞机飞行之间联系的数据,为什么?答案:运动具有相对性.。
物理必修一第一章知识点总结7篇
物理必修一第一章知识点总结7篇篇1一、运动的描述在物理必修一第一章中,我们首先学习了运动的描述。
运动是宇宙间的一切物质机械性的运动。
为了描述运动,我们需要选择一个参照物,然后确定被研究物体的位置变化。
常见的描述运动的方式包括:相对于参照物的位置变化、速度、加速度等。
二、质点、参考系和坐标系1. 质点:当物体的形状和大小对研究的问题没有影响时,我们可以将物体简化为一个有质量的点,这个点就是质点。
2. 参考系:为了描述物体的运动,我们需要选择一个参照物,这个参照物就是参考系。
参考系的选取是任意的,但应使物体的运动尽可能简单。
3. 坐标系:为了定量描述物体的位置和运动,我们通常需要建立坐标系。
常见的坐标系有直角坐标系、极坐标系等。
三、时间和位移1. 时间:时间是描述物体运动先后顺序的物理量。
在国际单位制中,时间的基本单位是秒(s)。
2. 位移:位移是描述物体位置变化的物理量。
它是矢量,有大小和方向。
位移的大小等于初位置到末位置的直线距离,方向由初位置指向末位置。
四、速度和加速度1. 速度:速度是描述物体运动快慢的物理量。
它是矢量,有大小和方向。
速度的大小等于单位时间内物体位移的大小,方向与位移方向相同。
2. 加速度:加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
它是矢量,有大小和方向。
加速度的大小等于单位时间内物体速度的变化量,方向与速度变化的方向相同。
五、曲线运动曲线运动是物体运动轨迹为曲线的运动。
曲线运动的物体必定受到合外力的作用,因为曲线运动的物体速度方向不断变化,而力是改变物体运动状态的原因。
六、万有引力定律万有引力定律是牛顿提出的,它描述了宇宙间任意两个物体之间的引力关系。
万有引力定律表明,任何两个物体都要以一定的引力互相吸引,这个引力与两个物体的质量成正比,与两个物体间的距离的平方成反比。
七、人造地球卫星人造地球卫星是利用万有引力定律在太空运行的无人航天器。
它可以在地球周围的空间运行,也可以到达太阳系的其他行星甚至更远的宇宙空间。
新人教版必修一第一章 运动的描述 1质点 参考系和坐标系(45张PPT)
1、质点 参考系和坐标系
在我们生活的周围有各式各样运动着的物体
在我们生活的周围有各式各样运动着的物体
运动是一切物体的固有属性,是物体 的存在形式,宇宙中的一切,大到天体,小 到分子、原子、都处在永恒的运动中.
机械运动
• 机械运动:物体相对于其他物体的位置变 化叫机械运动,简称运动.
2.在研究上旋球或下旋球对接球的影响时;
物体能否看成质点与物体本身的大小 和形状无关
一、质点
1、定义:用来代替物体的有质量的点。 2、看成质点的条件:
(1)物体的大小和形状对所研究的问题能够忽略不计。 (2)物体的各部分的运动情况都相同,此物体一般 可当作质点。 (3)物体虽然有转动,但因转动而引起的物体各部分 的运动差异对所研究的问题不起主要作用
如何描述运动?
诗人: 气势磅礴
画家:
身轻如燕 科学家呢?
在实际生活中,机械运动一般都比较 复杂,那么,我们研究机械运动时,可以 将问题简化吗?
实例1
实例2 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,需要
考虑它本身的大小和形状吗?
二、质点: 这个有质量的点称为质点
思考与讨论:
质点和几何中的点是一回事吗?
1、相同点:都是没有形状和大小的点。 2、不同点:质点是实际物体的抽象,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。
巩固练习
1、下列关于质点的说法中,正确的是( C ) A、体积很小的物体都可看成质点
结论1: 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可
忽略不计时,可看成质点
第一章 运动的描述,质点参考系坐标系
四、坐标系
例:质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止. 如下图,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建
-70 m 立直线坐标,则:出发点A点位置为________,B 点的位置为 0 +30 m 到B位置变化是________m, +70 ________,C 点的位置为________,A -30 向东 向西 方向________,C 到B位置变化为________m, 方向________.
• 选择参考系的原则:
(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系
统来决定.
(2)参考系的选取可以是任意的,在实际问题中,参考系的选
取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则. (3)在选择参考系研究物体的运动情况时,要注意不论是静 止还是运动的物体,一旦被选为参考系,就认为其是静止的.
解析:以B为原点,建立坐标系,如下图
点评:用坐标表示位置,用坐标变化量表示位置变化.
四、坐标系
练习:一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在 距地面2 m处被接住,以抛出点正下方地面上的点为 坐标原点,向上的方向为坐标轴的正方向,则 (1)抛出点、接住点的位置坐标分别为多少? (2)抛出点和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?
下图甲所示,某一物体运动到A点时,此时它的位置坐标
xA=5 m,若运动到B点,则其位置坐标xB=-2 m.
四、坐标系
(2)平面直角坐标系(二维坐标系):在平面上以某一
点为坐标原点,以两个相互垂直的直线为坐标轴,
规定正方向、单位长度,建立的坐标系为平面直角
坐标系,如图乙所示.
四、坐标系
·平面坐标系能定量描述在平面上运动的物体的位置及位置
第一章 运动的描述1 质点 参考系和坐标系
体不可看成质点
1.在下列各运动中,可以当做质点的有( BD )
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
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( C )
A. 体积很小的物体都可看成质点
这就是本节课要学习的内容。
一、物体和质点
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? 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? 结论:如果仅仅研究鸽子的运动情况,我们可以忽略 鸽子的形状和大小而把鸽子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。
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
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,首先要选定某个其他的物 体做参考,观察物体相对这个物体(其他物体)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。
不矛盾
运动的描述方法参照系与坐标系运动学方程与轨道位移
vK(t ) 的大小和
方向均不变。 5 加速度
速度的时间变化率称为加速度。
在 ∆t 内∆,vK = vK(t + ∆t) − vK(t)
lim aK ≡
∆t→0
∆vK ∆t
=
dvK dt
=
vK
=
rK
三、位移、速度和加速度
1 位移
在时间间隔 ∆t 内,质点
由初位置 A 指向末位置 B 的
有向线段就叫做质点在 ∆t 内
相对于该参照系的位移。
2 路程
路程 s ≠
位移 ∆rG 。
第一章 质点力学
z
rK + ∆ rK
B
∆ rK
s
O
rK A
y
x
在曲线运动中,位移的量值和质点所走过的路 程并不相同,甚至可以相差很大。
1-1 运动的描述方法
第一章 质点力学
3 质点模型:
在实际问题中,物体的形状和大小与所研究的
问题无关或关系不大,我们就可将它看作一个几何
点,而不必考虑它的形状和大小,它的质量可认为
就集中在这个点上,这种抽象化的模型就叫做质点。
一切物体都可以看作是质点的集合。
4 坐标系举例:
(1)直角坐标系:
x = f1(t)
1-1 运动的描述方法
第一章 质点力学
二、运动学方程与轨道
y
表示质点的运动规律的 y(t)
式rK(子t)叫=做x(质t)点iK +的y运(t动) Kj学+方z(程t)k:K
x = x(t) 分量式 y = y(t)
z(t
z
)
o
rK(t)
x(t)
x
高中物理第一章知识点
高中物理第一章知识点 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章运动的描述第一节:质点参考系和坐标系1、质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点。
(2)将物体看成质点的条件:物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。
(3)质点是一个理想的模型2、参考系(1)定义:在描述一个物体运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系。
(2)物体的运动都是相对参考系而言的,这是运动的相对性。
(研究地面上的物体时,常选地面为参考系。
3、坐标系要准确的描述物体位置以及位置的变化需要建立坐标系(平面直角坐标、空间坐标)第二节:时间和位移1、时刻和时间间隔(1)在时间轴上表示:(2)区别:时刻指一瞬时,对应物体所处的位置,在时间轴上用一个点来表示,只有先与后、早与迟的区分,没有长短之分;时间值两时刻之间的时间间隔,对应物体的一段路程或者位移,在时间轴上用一段线段表示,只有长短之分。
(3)时间的测量:时间的单位有秒、分钟、小时,符号分别是:2、路程和位移(1)路程:质点的实际运动路径的长度,路程只有大小,其单位就是长度的单位。
(2)位移:从初位置到末位置的有向线段,线段的长度表示位移的大小,有向线段的指向表示位移的方向。
(3)路程与位移的区别①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。
②路程是质点运动轨迹的长度,它是标量,只有大小没有方向。
③由于位移是矢量,而路程是标量,所以位移不可能和路程相等;但是位移的大小有可能和路程相等,只有质点做单向运动时位移的大小才等于路程,否则路程总是大于位移的大小;在任何情况下,路程都不可能小于位移的大小。
④在规定的正方向的情况下,位移与正方向相同取正值,相反取负值;位移的正负不表示大小,仅表示方向。
3、标量和矢量的区别(1)标量:只有大小没有方向的量。
如:长度、质量、时间、温度等(2)矢量:有大小也有方向,求和运算遵循平行四边形的量。
高中物理 第一章 运动的描述 1 质点、参考系和坐标系
决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一物体运动
的描述也往往不同.
1.选取参考系的意义. 要描述一个物体的运动,必须选好参考系,只有选 定参考系后,才能确定物体的位置、研究物体的运动. 2.参考系的选取原则. (1)参考系的选取是任意的,在实际问题中,参考系 的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为 基本原则.
特别说明 物体位置的实际变化与坐标系原点的选 取、坐标轴正方向的规定无关.
[典例❸] 从高出地面 2 m 的位置竖直向上抛出一个 球,它上升 4 m 后回落,最后小球到达地面,如图所示, 分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上 为正,填写下表:
坐标原点 的设置
以地面为 原点
以抛出点 为原点
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,C 正确.
答案:C
1.如图所示,飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲) 和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后,引发了对跳 伞飞行员运动状况的争论,下列说法正确的是( )
2.第一次世界大战期间,一名法国飞行员在 2 000 m 高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是一只小 昆虫,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的 竟是一颗子弹.飞行员能抓到子弹,是因为( )
A.飞行员的反应快 B.子弹相对于飞行员是静止的 C.子弹已经飞得没有劲了,快要停止运动了 D.飞行员的手有劲
(2)以滑冰场中心为坐标原点,向东为 x 轴正方向, 向北为 y 轴正方向,建立二维平面直角坐标系;
人教版-高中物理-必修-第一章运动的描述第一节质点参考系坐标系课件
【答案】
B
规律总结 位置坐标的“相对性”和位置变化的“绝对性” 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.物体位置的实际变化与坐标系原点的选取、坐标轴正方 向的规定无关.
七、质点模型的理解
2.实际物体视为质点的常见情况
误区警示 1.物体的大小并不是判断物体能否看做质点的依据. 2.对同一物体能否将其看做质点要视所研究的问题而定.
例:在研究以下四种情况中提出的问题时,所涉及到的对象可 看作质点的是( )
【审题指导】 (1)确定各图中问题的 性质,即确定要关注的要素(大小、形 状). (2)假设物体的形状、大小被忽略,对 研究问题是否有影响,有影响不可看 做质点,无影响可看做质点.
必修一—第一章运动的描述 第一节质点 参考系坐标系
知识与 技能
1.知道质点的概念及条件. 2.知道参考系的概念及作用. 3.掌握坐标系的简单应用. 1.体验质点的条件及意义,初步掌握“科学抽象”这种研究方 法. 2.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设 计实验并体会比较.增强学生发现问题并力求解决问题的意识 和能力.
2.坐标系的种类 分类 直线 坐标 系 平面 坐标 系 空间 坐标 系 适用的运动 建立方法
物体沿直线运动, 在直线上规定原点、正方向和单位长 即做一维运动时 度,就建立了直线坐标系 物体在某一平面 内做曲线运动时 物体在空间内运 动时 在平面内画两条相互垂直的数轴(x 轴与 y 轴),即可组成平面直角坐标 系.物体的位置由一对数确定 在空间画三个相互垂直的数轴(x 轴、 y 轴和 z 轴), 即可组成三维坐标系. 这 时物体的位置由三个数来确定
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第一章运动的描述
1.1质点参考系和坐标系
教学目标
一:知识与技能
(1)理解质点的概念;
(2)知道参考系的概念及与运动的关系;
(3)能正确个分析和建立参考系。
二:过程与方法
(1)能联系实际体会质点模型
(2)能结合具体环境建立合适的坐标系
三:情感态度与价值观
体会理想模型在处理物理问题中的价值
教学重点:质点的概念、参考系的选取、坐标系的建立。
教学难点: 实际物体可以看作质点的条件。
课时安排:1课时
教学过程:
第一节质点参考系坐标系
(一)主要内容
1、机械运动
(1)定义:物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。
(2)运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。
运动是绝对的,静止是相对的。
2、物体和质点
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。
第一、质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。
第二、质点没有体积,因而质点是不可能转动的。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
第三、质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。
同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
(2)物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。
(3)突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。
质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
问题:
(1)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?
(2)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?
(3)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
例1:下列情况中的物体,哪些可以看成质点()
A.研究绕地球飞行时的航天飞机。
B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。
C.研究从北京开往上海的一列火车。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。
课堂训练:
(1)下述情况中的物体,可视为质点的是()
A.研究小孩沿滑梯下滑。
B.研究地球自转运动的规律。
C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。
D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。
(2)下列各种情况中,可以所研究对象(加点者)看作质点的是()
A.研究小木块
.....
...的翻倒过程。
B.研究从桥上通过的一列队伍。
C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。
... D.汽车后轮
..,在研究牵引力来源的时。
3、参考系
(1)定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。
一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。
(2)选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会有不同。
例2:人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_______的。
以车厢为参考系,人是__________的。
(3)参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。
在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的。
(4)绝对参考系和相对参考系:
例3:对于参考系,下列说法正确的是()
A.参考系必须选择地面。
B.研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的。
C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。
D.研究物体的运动,必须选定参考系。
课堂训练:
(1)甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体是()
A.一定是静止的。
B.一定是运动的。
C.有可能是静止的或运动的 D.无法判断。
(2)关于机械运动和参照物,以下说法正确的有()
A. 研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物。
B. 由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物。
C. 一定要选固定不动的物体为参照物。
D. 研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物。
4、坐标系
(1)坐标系的建立
阅读材料: 理想模型及其在科学研究中的作用
在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。
第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。
把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。
在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。
例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计。
在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。
在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚
体”。
在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。
第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合。
这是自然科学中,经常采用的一种研究方法。
例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了。
第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见。
例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。
但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。
由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。
如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度。
后来,实践果然证实了这个预言。
人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。
总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。
而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们。