1.1质点 参考系 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

§1.1 质点 参考系 1 科技前沿 2024年3月21日上午，由中车长客股份公司自主研制的我国首列氢能源市域列车在位于长春的中车长客试验线进行了运行试验，列车成功以时速160公里满载运行，实现全系统、全场景、多层级性能验证，标志着氢能在轨道交通领域应用取得新突破。 2 师生讨论 一个人坐在匀速行驶的列车里，看车外的树木如何运动？ 车外站立在地面上的人，看树如何运动？ 思考 3 核心概念 参考系 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。 参考系的选取 在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。 通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面为参考系。 4 核心概念 参考系的选取的原则 选择的参考系不同，对物体运动的描述一般也不同 运动的相对性 使问题更简单 同一性原则 参考系的选择以研究问题方便为原则，研究地面上物体的运动时，通常会选择地面或相对地面静止的物体为参考系.使问题更简单 比较不同物体的运动情况或同一物体在不同阶段的运动情况时，必须选择同一个参考系. 5 学以致用 例1 平常说的“一江春水向东流”“地球的公转”“钟表的时针在转动”“太阳东升西落”等，分别是说什么物体相对什么参考系在运动？ 参考答案 “一江春水向东流”是说水相对岸（或者地面）的运动；“地球的公转”是说地球相对太阳的运动；“钟表的时针在转动”是说时针相对钟表表盘的运动；“太阳东升西落”是说太阳相对地面的运动。 例2 关于机械运动和参考系，以下说法正确的有( ) A.研究和描述一个物体的运动时，不一定要选择参考系 B.坐在逆流而上的船中的乘客，我们说他静止是以河水为参考系的 C.选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同 D.无风的雨天，坐在行驶的汽车里的人看到雨斜向下落向地面，是以地面上的房屋作为参考系的 参考答案 C 6 学以致用 例3 一小船由A港到B港顺流需行驶6小时，由B港到A港逆流需行驶8小时，船在静水中的速率相同．一天，小船从早晨6点由A港出发顺流行驶到B港后，发现一救生圈在途中掉落水中，立刻返回，一小时后找到救生圈.救生圈是在何时掉入水中的？ 参考答案 解法一：选择地面为参考系，设小船在静水中的速度为u，水速为v，设救生圈是在船到达B港前t小时掉入水中的，在这t小时中，小船以u+v的速度行驶了（u+v)t的路程，然后船返回寻找救生圈，1小时内船逆流以u-v的速度行驶了u-v的路程，t+1小时内，救生圈以水速v漂流了v（t+1）的路程，则有（u+v）t=v（t+1）+（u-v）t，解得t=1小时，则救生圈是在上午11时掉入水中的. (u+v)t (u-v)t v(t+1) 7 学以致用 例1 一小船由A港到B港顺流需行驶6小时，由B港到A港逆流需行驶8小时，船在静水中的速率相同．一天，小船从早晨6点由A港出发顺流行驶到B港后，发现一救生圈在途中掉落水中，立刻返回，一小时后找到救生圈.救生圈是在何时掉入水中的？ 参考答案 解法二：选择水为参考系，掉入水中的救生圈与水保持静止，而小船相对水来说不管是顺流还是逆流，船速都是不变的，小船以大小不变的速度先远离救生圈后返回靠近救生圈，则远离和返回所用时间相同，可知小船从救生圈落水处行驶到B港所用的时间也是1小时，所以救生圈是在小船到达B港前1小时掉入水中的，由此可知救生圈是在上午11时掉入水中的． 8 问题引入 观察下面两幅动图，尝试使用物理语言描述图中运动员及冰壶的运动。 9 师生讨论 确定运动对象及参考系 如何描述对象的运动？ 在刚才的描述中提及到了哪些物理量？ 多角度的准确地描述物体的运动是不容易的 10 师生讨论 我国优秀运动员刘翔在2004雅典奥运会上勇夺110m跨栏金牌并打破奥运会纪录，成绩是12.91s。他的平均速度是多少？ 由得 关注研究对象整体的运动 关注运动员跨栏的动作 A B 将物体视为一个点 11 师生讨论 研究地球公转 研究花滑运动员的平移 研究物块沿斜面下滑 12 师生讨论 物体的大小和形状与物体运动的空间相比微不足道 研究的问题中只关注物体整体的运动情况 物体上各点运动情况完全相同，物体上任意一个点的运动都可以代表整个物体的运动。 同一个物体在任何情况下都可以被视为一个有质量的点吗？ 物体可视为一个有质量的点 思考 13 师生讨论 研究地球自转 研究花滑运动员的旋转 同学们还能列举出其他的例子吗？ 举一反三 14 核心概念 物体可被看作质点的条件 在某些情况下，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 物体的大小和形状对所研究问题的影响忽略不计 具体问题具体分析 质点 物体上各点运动情况