内容正文:
新教材第一章运动的描述
第1节质点 参考系
1.物体和质点
1.1定义:
列举物体运动:运动会百米赛跑,行驶的汽车,和谐号高铁飞驰,地球绕太阳运转,等等
忽略物体的形状和大小,把它简化成一个有质量的点,叫作质点(mass point)。
在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法,质点这一理想化模型就是这种方法的具体体现——建模。
1.2什么样的物体可以看作质点?
(1)在所研究的问题中,问题的形状和大小可以忽略不计
(2)物体做平动(不是转动),物体上各点运动情况完全相同,物体上一点的运动完全可以反映整个物体的运动。
例题:火车的运动能不能看作质点?
①研究火车在京沪线上运行的位置和速度:当然是可以的,因为火车长度及百米与京沪线长几千千米相比可以忽略不计,调度员在办公室看列车运行动态图,列车在图上就是一个点。
②研究火车过南京长江大桥的时间,列车能不能看作质点
。
看图:列车通过列车通过南京长江大桥
讨论:
学生甲:短的列车可以看作质点,长的不可以。
学生乙:快的列车可以看作质点,慢的不可以。
学生们有的同意甲的意见,有的同意乙的意见,有的两者都同意,有的两者都不同意,争论不休。
百度
南京长江大桥铁路桥长1576m。
各种车型的车厢长度,我们取一般情况:
动车每节车厢大约25m,一般有8节或16节车厢,加上车头共225m或425m
列车速度,
一般比较高的如240km/h=67m/s
比较低的120km/s=33m/s
时间计算(同学们算一算)
8节列车的动车通过南京长江大桥的最短时间应该为27s
8节列车的动车通过南京长江大桥的最长时间应该为55s
16节列车的动车通过南京长江大桥的最短时间应该为30s
16节列车的动车通过南京长江大桥的最长时间应该为 60s
如果把火车看作质点(同学们算一算)
列车通过南京长江大桥的最短时间为23.5s
8节列车的动车的误差为13%
16节列车的动车的误差为22%
同学们继续算一算
列车通过南京长江大桥的最长时间为47s
8节列车的动车的误差为15%
16节列车的动车的误差为22%
为什么仍然是22%?
结论:
无论长列车(16节车厢)还是短列车(8节车厢)过南京长江大桥都不能看作质点。
无