内容正文:
第1节 质点 参考系
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课程标准
课标解读
1. 了解质点的含义,知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点.
2. 了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义,知道物体的运动具有相对性.
体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用.
1.理解质点的概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法,重点是将一个实际的物体抽象为质点的条件.
2.会根据问题情境选择参考系.
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知识精讲
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知识点01 质点
1、 质点
1. 机械运动描述的是物体位置随时间变化的规律。
1. 质点:忽略物体的大小和形状,简化为一个具有质量的点。
1. 物体看成质点的条件:物体大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。
1. 质点是一个理想化的物理模型,是对研究问题的科学抽象。
一、物体和质点
1.机械运动的概念:物体的空间位置随时间的变化,称为机械运动。
机械运动的分类
平动
平动过程中,物体各部分的运动特点完全相同,例如木块在水平桌面
转动
物体的各部分绕某一点(或轴)做圆周运动,例如地球的自转
2.质点
(1)质点的由来:物体是运动的,而且物体各部分的运动情况一般来说并不一样.但是在某些情况中,物体的大小和形状对我们所研究的运动影响不大.因此可以忽略物体的大小和形状,而把它们看作"点"来研究.
(2)质点概念∶用来代替物体的有质量的点叫作质点.质点没有形状、没有大小,却具有物体的全部质量. (3)把实际物体看作质点的情况
3.理想化模型
(1)"理想化模型"是为了简化问题以方便研究而进行的一种科学抽象,实际上并不存在.
(2)在"理想化模型"的建构过程中,应以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素.
(3)"理想化模型"是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种科学研究方法,在以后的学习中我们还会学习到更多的理想化模型.
【即学即练1】图为正在航拍的旋翼无人机,下列过程能将无人机看成质点的是( )
A.调节无人机旋翼转速 B.调节摄像机镜头方向
C.研究无人机空中停留时间 D.研究风力、风向对无人机的影响
【答案】C
【解析】A. 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,不能看做质点。则A错误;
B. 调整飞机上摄像机镜头的方向时,摄像头的大小不能忽略。则B错误;
C. 研究无人机空中停留时间,飞机的大小可忽略。则C正确;
D. 研究风力、风向对无人机的影响,飞机的大小和形状不能忽略不计,不能看做质点。则D错误;
故选:C。
知识点02 参考系
1.运动与静止的关系
(1)运动的绝对性:自然界中一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的。
(2)运动的相对性:描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的。
2.参考系
(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个"其他物体"是否随时间变化,以及怎样变化.这种用来作为参考的物体叫作参考系。
(2)选取原则
①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在的系统决定.例如研究火车上物体的运动时,一般选取火车做参考系;研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对于地面静止的物体做参考系.
②参考系的选取是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.
(3)四个特性
相对性
用来做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的.
任意性
参考系的选择具有任意性,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.
同一性
比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系.
差异性
同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同.
【即学即练2】在第十一届中国国际航空航天博览会上,六架飞机编队进行低空拉烟通场表演,飞机以非常一致的飞行姿态通过观礼台,并始终保持队形不变.下列说法不正确的是( )
A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系
B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系
C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
【答案】 D
【解析】地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系,故A正确;飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系,故B正确;飞机编队保持队形不变,所以以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的,故C正确,D错误.本题选错误的,故选D.
知识点03 坐标系
(1)以起点为坐标原点,建立一维直线坐标系;(2)以冰场中心为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,