最新高中物理必修一第一章第一节-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

x A＝－(1.3 m－0.8 m)＝－0.5 m；

B点的坐标应为x B＝0.8 m－0.4 m＝0.4 m.

答案：x A＝－0.5 m，x B＝0.4 m

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.