内容正文:
第一节 质点 参考系 时间
课程内容要求
核心素养提炼
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.经历质点模型的建构过程,初步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.
3.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义.结合实例,了解不同参考系中对同一运动的描述可能不同,体会运动的相对性和绝对性.
4.知道时间和时刻的区别和联系.
1.物理观念:体会把实物看作质点中蕴含的主要思想方法,区分时间和时刻.
2.科学思维:理解运动和静止及相对性,体会物理模型在探索自然规律中的作用.
3.科学态度与责任:认识到物理学是基于人类有意识地探索而形成的对自然现象的描述与解释.
1.机械运动:物体相对于其他物体在空间位置上随时间的变化.简称运动.
2.质点:用来代替物体的有质量的点.
3.物体可看作质点的条件
(1)物体的大小和形状可以忽略.
(2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动.
(3)一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的.
4.理想化物理模型:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的“物理模型”,是经常采用的一种科学研究方法.质点就是这种物理模型之一.
[思考]
是不是体积很小的物体一定可以看作质点,体积较大的物体一定不能看作质点?试举例说明.
提示 一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的,与物体的大小无关.例如我们研究电子的自旋时,电子不能看作质点,研究地球围绕太阳公转时,地球可以看作质点.
1.参考系
(1)定义:研究一个物体运动时,选来作为参考的物体.
(2)同一物体的运动所选参考系不同,对物体运动的描述就会不同.
(3)选取原则:参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的.一般取地面和相对地面静止的物体为参考系.
2.运动的绝对性和相对性
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对性.
(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.
3.坐标系
(1)建立目的:为了定量地描述物体的位置及位置的变化.
(2)坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度.
[判断]
(1)参考系只能选择静止的物体.(×)
(2)选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果一般不同.(√)
1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用点表示.
2.时间:指某两个时刻之间的间隔.在时间轴上,用线段表示.
3.时间与时刻的关系:Δt=t2-t1.
探究点一 对质点的理解
在研究列车由北京开往广州所用时间时,能否把列车看成一个质点?如果研究列车通过一座隧道的时间,能否把列车看成一个质点?
提示 能;不能.在研究列车由北京开往广州所用时间时,不用考虑列车的长度及大小,能把列车看成一个质点;如果研究列车通过一座隧道的时间,需要考虑列车的长度,不能把列车看成一个质点.
1.对质点的理解
(1)质点是一种理想化物理模型,实际中并不存在.
(2)质点不同于几何中的“点”,它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置.
(3)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,而不是依据物体自身大小和形状来判断.
2.可将物体看成质点的几种情况
[特别提醒] 平动的物体并不一定能看成质点,而转动的物体不一定不能看成质点.
东京奥运会将会在2021年6~9月之间举行,在以下几个奥运会比赛项目中,研究对象可视为质点的是( )
A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时
B.确定马拉松运动员在比赛中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员动作时
D.乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时
[思路点拨] (1)明确各项比赛的基本特点.
(2)明确物体的形状或大小对研究的问题是否有影响.
B [能否把某物体视为质点,关键要看忽略物体的大小和形状后,对所研究的问题是否有影响.显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题将无法继续,故A、C、D项不符合题意;而B项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题不受影响,故B项符合题意.]
[训练1] 图示为正在航拍的四旋翼无人飞机.下列过程中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
C [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,不能将飞机看作质点,A错误;调整飞机在空中的姿态,飞机各部分的运动不同,不可以将飞机看作质点,B错误;观察飞机在空中的位置,飞机的大小和形状可忽略,可以看作质点,C正确;调整飞机上摄像机镜头的方向时,镜头及飞机的大小和形状不能忽略,不能看作质点,D错误.]
探究点二 对参考系的理解