内容正文:
第1节 质点、参考系和坐标系
飞机在空中做特技飞行,如图甲;鸟正在捕食,如图乙;沿弧形前进并旋转的足球,如图丙;这些物体都在做复杂的机械运动.那么你能准确地描述物体上各点的位置及其随时间的变化情况吗?
提示:不能.飞机向前运动的同时也在翻转;鸟的身体在向前运动,但它的翅膀还在上下运动;足球在沿弧形前进的同时还在旋转.不能准确地描述物体上各点的位置及其
随时间的变化,困难在于飞机、鸟、足球这些物体都有一定的形状和大小,物体各部分的运动情况一般而言并不相同.当物体各部分的运动情况相同时,这个物体就可以简化为一个点——质点.
1.理解质点的定义,知道质点是一个理想化的物理模型.初步体会物理模型在探索自然规律中的作用.(重点)
2.理解参考系的概念,知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的.
3.理解坐标系的概念,会用一维坐标系描述物体的位置以及位置变化.
一、机械运动
物体的 空间位置 随时间的变化.
二、物体和质点
1.质点
在某些情况下,不考虑物体的 大小和形状 ,把它简化为一个有 质量 的点.
2.把物体看成质点的条件
物体的 大小 和 形状 等因素不影响问题的研究时,就可以把物体看成质点.
易错点津 质点是一种科学抽象,是一个理想化模型,它具有只占有位置不占有空间和具有物体全部质量这两个基本属性,不同于只表示空间位置的几何中的点.
三、参考系
1.定义
在描述物体的运动时,选来作为 参考 的物体.
2.说明
(1)同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动结果可能会有所不同.也就是说,物体的运动具有 相对性 .
(2)参考系的选取是 任意的 ,但应以观测方便和描述运动简单为原则.研究地面上物体的运动时,常选 地面 为参考系.
易错点津 解题时,经常选地面为参考系,但并不是只有地面才能作为参考系.从理论上讲,参考系的选取是任意的,实际选择时应以研究问题方便为原则.
四、坐标系
1.为了定量地描述物体的 位置 及 位置变化 ,需要在参考系上建立适当的 坐标系 .
2.建立坐标系时,必须标上 原点、正方向和 单位长度 .
[要点一] 物体和质点
1.质点
2.质点的物理意义[来源:学科网]
(1)质点是一个理想化模型,要区别于几何中的点.
(2)质点是一个理想化模型,是对实际物体的近似,实际上是不存在的.所谓“理想化”,就是指它没有大小、形状,却具有物体的全部质量;说它是“模型”,是因为它可以代表原来的真实物体,用来研究物体的运动情况.尽管质点实际并不存在,但研究质点所得到的结论可用于相应的实际物体.
理想模型法
(1)理想模型是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的.它是为了使研究问题得以简化而进行的一种科学的抽象,实际并不存在.
(2)物理上所研究的无论是实际物体,还是物理过程或物理情境,大都是理想模型.例如,质点、点电荷、轻绳、轻杆等是实体模型;匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动等是过程模型.
[例1]下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.质点是一个理想化的模型,实际上并不存在
B.只有体积很小的物体才能被看成质点
C.凡轻小的物体,皆可被看成质点
D.如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素,可把物体看成质点
[导思] 解答本题应把握以下两点:
(1)质点是由实际物体抽象而得到的理想化模型.
(2)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.
[解析] AD [质点是由实际物体抽象而得到的,只有质量,没有大小,不占据空间,是一个理想化模型,实际上并不存在.A对;体积很小的物体不一定能看成质点.体积较大的物体有时也能看成质点,例如,研究地球公转时,地球可看成质点.B错;轻小的物体在很多情况下不能看成质点,例如在研究乒乓球的旋转时,乒乓球不能看成质点.C错;当物体的形状、大小与所研究的问题无关或属于次要因素时,可忽略其形状、大小,物体可看成质点.D对.]
[总结提升] 能否把物体看成质点,不是看物体的形状、体积、大小,而是由所研究问题的性质决定的.
1.物理学中的“质点”是一种理想化模型,研究下列物体的运动时,研究对象可视为质点的是( )
A.研究运动员跳高时的过杆动作
B.研究车轮边缘的速度
C.计算轮船在海洋中的航行速度
D.研究乒乓球的接发球技术
[解析] C [运动员在跳高过杆时,要看运动员的动作是否符合要求,所以此时不能将运动员看成质点,选项A错误.研究车轮边缘的速度时车轮的大小和形状是不能忽略的,否则就没有车轮的边缘可言了,选项B错误.轮船的大小相对于海洋的大小来说是微不足道的,所以计算轮船在海洋中的航行速度时,可以忽略轮船的大小,能将轮船看成质点,选项C正确.研究乒乓球的接发球技术时