内容正文:
必修一
第一章
第1节
质点 参考系
编号 知识点 情境图/教材出处 问题导入 演绎推理(具体/个别/分析) 归纳推理(抽象/一般/综合)
01 章问题引入 必修一 P15 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,叫作机械运动(mechanical motion)。 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时,它的翅膀随身体一起在向前运动的同时还在上下运动;足球在绿茵场上滚动时,它在向前运动的同时还在转动…… 可见,要准确地描述物体的运动,并不是一件容易的事(困难出在哪里?)这是因为任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般说来并不一样。
02 节问题引入
必修一 P16 生活中随处可见运动的物体,例如绿茵场上滚动的足球、翱翔的雄鹰、行驶的汽车……
对于这些运动的物体,我们如何准确地描述它们的运动呢? 要研究雄鹰是如何飞行的,它的翅膀的运动方式很重要;但是,如果我们只关注雄鹰从哪里移动到了哪里,就不必太在意它的形状,把它看成一个点来描述它的运动就容易了。 虽然物体都有一定的大小和形状,且物体各部分的运动情况不一样,但是我们有时关注物体各部分的运动,有时只关注物体整体的运动。所以,如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。
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03 物体和质点
(鲁科版)必修一P3
图1-1 -1
什么情况下地球可以视为一个点? 通过前面雄鹰空中飞行描述问题分析,我们已近知道了,有时可以看做一个点,有时不能看做一个点。那么,到底什么样的问题可以把物体看成一个点,什么样的问题不能把物体看成一个点呢?
在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。
地球在绕太阳公转的同时又在自转,在研究地球各部分离太阳的距离变化问题时,考虑到地球的直径还不到地日距离的万分之一,可以忽略地球的形状而把它视为点。 在某些情况下,确实可以忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点叫作质点(mass point)。质点是一种理想化模型。
04 物体和质点
必修一P16图1.1-1
什么情况下列车可以视为一个点? 一列火车在平直轨道上行驶,尽管它的传动机构及车轮的运动很复杂,但是,当我们只关心火车整体的运动情况时,就可以不考虑上述各部分的运动差异,而用一个点的运动代替整列火车的运动。 还有一种情况,虽然不能忽略物体的大小和形状,但是,物体上各点的运动情况完全相同。于是,整个物体的运动也可以简化为物体上任意一个点的运动,把物体的质量赋予这个点,它也可视为质点。
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05 物体和质点 必修一P16图1.1-2
香蕉球示意图 研究如何才能踢出香蕉球时,能把足球看作质点吗?研究什么样的问题可以把足球看作质点? 研究如何踢出“香蕉球”时的足球,要考虑球的转动,故不能简化为质点;研究足球的运动轨迹时,可以把足球看作质点。 一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体,由于所要研究的问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
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06 参考系
必修一P17图1.1-3 宋诗“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东”。 诗中描述了船、云、诗人的运动,前两句诗写云。诗人在船上,“卧不满天云不动”是以船或诗人为参考系。“云与我俱东"是以“榆堤”为参考系, 云与“我”均向东运动, 可认为云相对“我”不动。
要描述一