内容正文:
1 质点 参考系
[学习目标] 1.理解什么是质点,知道质点是一种理想化模型,初步体会物理模型在探索自然规律中的作用. 2.能说出把物体看成质点的条件.(重点、难点) 3.知道参考系,知道物体运动描述具有相对性.
一、机械运动
1.定义:物体的空间位置随时间的变化.
2.运动与静止的关系
(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的.
(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
二、物体和质点
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:在研究物体的运动时,当物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点.
3.质点是一种理想化模型,实际并不存在.
三、参考系
1.定义:在描述物体的运动时,被选定作为参考、假定为不动的其他物体.
2.选取原则:参考系可以任意选取,一般以地面为参考系.但在具体问题中,要考虑研究问题的方便性.
3.参考系对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所不同.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)很小的物体一定能看成质点.
(×)
(2)做直线运动的物体一定能看成质点.
(×)
(3)自然界中没有绝对静止的物体.
(√)
(4)只能选择静止的物体作为参考系.
(×)
2.(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机.下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )
A.调节飞机旋翼的转速
B.调整飞机在空中的姿态
C.观察飞机在空中的位置
D.调整飞机上摄像机镜头的方向
ABD [调节飞机旋翼的转速时,飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计,不能看作质点;调整飞机在空中的姿态,飞机部分运动不同,不可以将飞机看作质点;观察飞机在空中的位置,飞机的大小可以忽略;调整飞机上摄像机镜头的方向时,飞机的大小不能忽略.故选A、B、D.]
3.公路上一辆卡车紧急刹车,由于惯性,卡车上的货物相对车厢向前滑行了x=15 mm,为了测出这个距离x,我们选择的最合理的参考系应该是( )
A.树木
B.行人
C.卡车
D.公路
C [据题意,参考系是指为了研究问题的方便选来作为标准的物体.由于货物相对车厢向前滑行了15 mm,这是货物相对车厢的运动,为了测量出这个距离,选择最理想的参考系是卡车,这样方便测量,也是最合理的选择.]
物体和质点
1.质点的特点
(1)质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是只有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别.
(2)质点是一种“物理模型”.
①物理模型是在物理研究中,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一.
②物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在.
2.实际物体视为质点的常见情况
【例1】 如图所示,下列几种情况下的物体,哪些可将物体当作质点来处理( )
甲 乙 丙 丁
A.甲:研究正在吊起货物的起重机的运动时
B.乙:研究正在旋转的硬币的运动时
C.丙:研究太空中宇宙飞船的位置时
D.丁:研究门的运动时
C [A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后,起重机、硬币、门的运动将无法研究,故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点.C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后,对于确定宇宙飞船的位置无影响,故C项中的宇宙飞船可以被当作质点.]
假设法判断物体能否当作质点
(1)确定问题的性质,即研究目的、观察的重点是什么.
(2)假设物体的形状、大小被忽略,成了一个有质量的“点”.
(3)思考所要研究的问题,所进行的观察是否受影响.若受影响,物体不能被当作质点;若不受影响,物体就能被当作质点.
1.下列关于质点的说法正确的是( )
A.质点是客观存在的一种物体,其体积比分子还小
B.很长的火车一定不可以看作质点
C.为正在参加吊环比赛的运动员打分时,裁判们可以把运动员看作质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点
D [质点是一种理想化的物理模型,没有大小和形状,故A错误;一个物体能不能看作质点,关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略,研究火车从北京开往上海的时间,火车可以看作质点,故B错误;吊环比赛要考虑运动员的动作,故此时不能看作质点,故C错误;如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响,即可把物体看作质点,故D正确.]
参考系
1.选取参考系的意义
要描述一个物体的运动,首先必须选好参考系,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