第1章 学案1

学案1走近运动

[学习目标定位] 1.知道参考系的概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同.2.理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法．知道把物体看成质点的条件.3.理解位移的概念，知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向.4.了解时刻与时间的区别和联系，会在具体的情景下区分时间和时刻．

一、参考系

1．参考系：物体的运动和静止都是相对的，所以描述物体运动时，需要选取另外一个物体作为标准．这个作为标准的物体叫做参考系．

2．机械运动：一个物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动．

注：机械运动是自然界最普遍、最基本的运动形式．

二、质点

1．定义：在物理学中，用来代替物体的有质量的点叫做质点．

2．把物体看成质点的条件：如果在研究物体运动时，可以不考虑物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况完全相同，那么就可以把这个物体看成质点．

3．理想模型：在原型的基础上，经过科学抽象而建立起来的一种理想化客体，叫做理想模型．质点就是一个理想模型．

三、位移与路程

1．位移：描述物体相对位置变化的物理量，它可以用一根由初位置指向末位置的有向线段来表示，这根有向线段的长度表示位移的大小，位移的方向是从初位置指向末位置．

2．路程：指物体运动轨迹的长度，它只有大小，没有方向．

四、用坐标表示位置和位移

1．用坐标可以表示物体运动的位置和位移．

2．物体做一维、二维、三维运动时，分别用一个、两个、三个坐标来确定它的位置．

五、时间和时刻

时光流逝过程中的每一瞬间叫做时刻，它没有长短，两个时刻之间的间隔叫做时间.

一、怎样判断动与静

[问题设计]

天宫一号空间站绕地球飞行时，以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？以空间站为参考系呢？

答案以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以空间站为参考系，宇航员处于静止状态．

[要点提炼]

1．参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系．

2．参考系对观察结果的影响

(1)对一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也不同．

(2)相对静止：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这两个物体是相对静止的．平时人们所说的静止的物体，都是指相对静止，绝对静止是没有的．

二、怎样对物体进行简化

[问题设计]

北京时间8月12日，2013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特在大雨和逆风的不利天气条件下，以9秒77逆转摘金．博尔特身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗？在研究博尔特百米决赛所用时间时，能否忽略他的大小和形状，把他看成一个“点”呢？

答案不相同；能．

[要点提炼]

1．质点的特点

(1)质点是用来代替物体的有质量的物质点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素．它与几何中的“点”有本质区别．

(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”)．

2．物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时．

[延伸思考]

是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？请举例说明．

答案不是．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点．

三、位移与路程有什么不同

[问题设计]

1．中考结束后，爸爸带小明去深圳旅游．出发前，爸爸让小明设计出行路线，路线起点：北京，终点：深圳．他有三种方式可供选择：一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机．三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？如何描述位置的变化？

答案三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样．可以用一条从北京到深圳的有向线段，即位移来描述位置的变化．2．分析下列两种情况下的位移和路程，并说明：一般情况下，位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？

(1)一位同学参加百米比赛；(2)一位同学沿着400 m的跑道跑一圈．

答案(1)参加百米比赛的同学，从起点到终点的位移是100 m，路程是100 m.

(2)沿着400 m的跑道跑一圈的同学，位移是0，路程是400 m.

一般情况下，位移的大小不等于路程．

只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程．

[要点提炼]

四、用坐标表示位置和位移

[问题设计]

如图1所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300 m到达电影院，继续向东行驶了150 m 到达度假村，又向西行驶了950 m到达博物馆，最后回到超市．

图1

(1)以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100 m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；

(2)求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？

答案(1)如图所示

(2)轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为s＝－500 m－300 m＝－800 m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西．

其路程为L＝150 m＋450 m＋500 m＝1 100 m.

[要点提炼]

1．物体做直线运动(一维运动)时，只需用一个坐标就可以确定物体的位置．

2．物体做直线运动时，位移可以用末位置的坐标(x)和初位置的坐标(x0)差来表示，即s＝x－x0.

五、时间和时刻有什么不同

[问题设计]

爸爸和小明乘坐的火车20∶30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1∶53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4∶26到达安徽阜阳站……

(1)上一段话中各个时间的含义一样吗？哪些是时刻，哪些是时间？

(2)时刻和时间的区别是什么？在时间轴上如何表示时刻和时间？

答案(1)不一样.20∶30、1∶53、4∶26是时刻；5小时23分、2分钟为时间．

(2)时刻是指一个瞬间，时间是两个时刻之间的间隔．在时间轴上用点表示时刻，用两点之间的线段表示时间．

[要点提炼]

1．时刻只能表示某一瞬间，比如一张照片，对应某个时刻．时间表示两个时刻之间的间隔，比如一段录相，对应某个时间．

2．时刻体现在时间轴上为一个点；时间体现在时间轴上为一段线段．

[延伸思考]

如图2所示，结合所给时间轴，请体会以下几个表述指的是时刻还是时间：第2 s末，2 s末，2 s内，第2 s内．

图2

答案由题图可知，“第2 s末”和“2 s末”都与时间轴上t＝2 s那一点相对应，所以指的是时刻；“2 s内”是从计时开始到2 s末的时间，时间为2 s；“第2 s内”是第1 s末或者