内容正文:
1.质点 参考系
学习目标:1.了解机械运动的概念,知道机械运动是最简单、最基本的运动形态;2.理解质点的概念,知道物体可看作质点的条件;3.理解参考系的概念,知道运动具有相对性;4.体会科学研究中建立物理模型的重要方法。
生活实例:(1)雄鹰在高空翱翔——雄鹰相对天空的位置改变;(2)汽车在高速公路上疾驰——汽车相对高速公路的位置改变;(3)同学在足球场上奔跑——同学相对地面的位置改变;……
问题:一个物体相对另一个物体位置发生变化称之为机械运动。那么怎样描述机械运动,即怎样描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢?
知|识|梳|理
一、机械运动
物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,称为机械运动。
二、物体和质点
1.忽略物体的大小和形状,突出“物体具有质量”这个要素,把物体简化为一个有质量的点。
2.理想化物理模型是突出问题的主要因素,忽略次要因素,是一种科学研究方法。质点是一个理想化物理模型。
三、参考系
1.在描述物体的运动时,被选定作为参考的物体叫作参考系。
2.选取原则:参考系可以任意选择,一般以地面为参考系。
3.选择不同的参考系观察同一物体的运动,其结果一般是不同的。
预|习|自|检
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)运动和静止都是绝对的。(×)
(2)很小的物体总可以看成质点,很大的物体有时能看成质点。(×)
(3)质点实际上并不存在,它是理想化的物理模型,但对解决实际问题有帮助。(√)
(4)若要比较两个物体的运动情况,必须选取同一参考系才有意义。(√)
2.关于质点,下列说法中正确的是( )
A.体积小、质量小的物体就是质点
B.质点与几何中的点相同
C.汽车可以视为质点,火车不可视为质点
D.研究“嫦娥四号”卫星在绕地球飞行及绕月球飞行的轨迹时,卫星可视为质点
解析 质点是理想化的模型,当物体的大小和形状在研究的问题中能忽略,就可以看作质点,体积小、质量小的物体不一定能看作质点,故A、C两项错误;质点是有质量的点,几何中的点没有质量,故B项错误;研究“嫦娥四号”卫星在绕地球飞行及绕月球飞行的轨迹时,“嫦娥四号”卫星的大小可以忽略不计,卫星可视为质点,故D项正确。
答案 D
3.关于机械运动和参考系,以下说法正确的是( )
A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系
B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系
C.一定要选固定不动的物体为参考系
D.研究地面上物体的运动时,必须选地球为参考系
解析 运动是相对的,所以研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系,且选取不同的参考系,运动的描述可能不同,A项正确,B项错误;参考系的选择是任意的,可以是相对地面不动的物体,也可以是相对地面运动的物体,C、D两项错误。
答案 A
探究一 质点
1.质点的特点
2.对质点的理解
科学抽象
质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的
可看作质点的条件
一个物体能否被看作质点,要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素,若是次要因素,即使物体很大,也能看作质点;相反,若是主要因素,即使物体很小,也不能看作质点
质点与几何中的“点”的区别
质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只忽略了物体的大小和形状;几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置
3.理想化模型的进一步理解
(1)为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。
(2)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“物理模型”。
(3)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研究方法。
【例1】 (多选)在下列情况中可将物体看成质点的是( )
A.研究某学生骑车回校的速度
B.计算“和谐号”列车以200 km/h的速度通过50 m长的隧道所用的时间
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
解析 研究学生的骑车速度或探测器的飞行轨迹时,其大小和形状的影响可忽略不计,故可以看成质点,A、C两项正确;计算“和谐号”列车以200 km/h的速度通过50 m长的隧道所用的时间时,列车的长度不能忽略,不能看成质点,B项错误;当火星探测器在火星表面探测时,探测器的动作直接影响探测的效果,所以探测器不能看成质点,故D项错误。
答案 AC
质点模型判断的误区
(1)关键词错误,“在一定条件下物体可以看作质点”而不是“物体是质点”。
(2)“质点”不同于几何中的“点”,质点有物体的全部质量而几何中的点没有质量。
(3)不能说“平动的物体一定能看作质点,转动的物体一定不能看作质点”,关键还是看研究的问题中物体的大小和形状是否可以