1.1 质点 参考系 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

人教版（2019） 第一章：运动的描述 高中物理 必修第一册 1.1 质点 参考系 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 你心中的物理是什么样子？ 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 高中物理学什么？ 必修 1 必修 2 必修 3 选择性必修 1 选择性必修 2 选择性必修 3 运动学 电磁学 原子物理学 课程简介 光学 力学 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 物理学的创立从研究运动开始.......... 描述物体的运动 研究运动和力的关系 --------运动学 --------动力学 《必修1》的主要内容 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 第一章 运动的描述 问：你知道什么是机械运动吗？ ----物体的空间位置随时间的变化，是自然界最简单，最基本的运动形态，叫做机械运动。 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 学习目标 任务1：发现准确描述物体运动的困难． 任务2：建构质点模型，领会理想化方法． 任务3：通过实例理解能看成质点的条件． 任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念． 任务5：学会合理选择参考系. 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务1：发现准确描述物体运动的困难 如何准确地描述物体的运动？ 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务2：建构质点模型，领会理想化方法 问题情境：2018年国际田联钻石联赛，在男子100米的比赛中，中国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下面为比赛的视频。 问题 1.如果你是一个普通观众，观看苏炳添100米比赛时，你关心什么问题?这时他身体的形状、大小对所研究的问题影响大吗? 2.如果你是苏炳添的教练，观看苏炳添100米比赛时，你是否会关心苏炳添身体各部分的位置和运动情况? 3.作为一名物理学习者，如果要计算苏炳添跑完全程的速度，苏炳添的形状、大小重要吗?为什么? 比赛用的时间 不大 关心，各部分的动作影响成绩的发挥 不重要，只关心时间即可以算出全程的速度 根据研究问题简化 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务2：建构质点模型，领会理想化方法 根据研究问题简化 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务2：建构质点模型，领会理想化方法 请同学们思考，哪些情况下可以把物体看成一个点？ 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 问：”只要物体体积比较小，研究它的运动时，就能把它看成一个点“。你同意这个观点吗？ 研究乒乓球旋转问题时不能把它当成一个点 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 问：”研究体积大的物体运动时，不能将它看成一个点“。你同意这个观点吗？ 研究地球公转问题时能把它当成一个点 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 通过上述实例，你能总结出“研究物体运动时，能将物体看成一个点"的条件吗？ 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 当我们只关心列车整体运动时，可以不考虑各部分的运动差异，把列车看做一个点。 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 结论1：当物体的大小，形状对研究问题没有影响或影响微小时，可以忽略大小，形状而把它看作一个点。 抓住主要因素 忽略次要因素 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 想一想：小木块上各点运动情况有什么特点？ 平动 结论2：当物体上各点的运动完全相同时，整个物体的运动可以简化为一个点的运动 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 结论1：当物体的大小，形状对研究问题没有影响或影响微小时，可以忽略大小，形状而把它看作一个点。 结论2：当物体上各点的运动完全相同时，整个物体的运动可以简化为一个点的运动。 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 一，物体和质点 1.质点：某些情况下，可以忽略物体大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫做质点 ---理想模型：突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化模型。模型是重要的抽象方法之一 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务3：通过实例理解能看成质点的条件 问题情境:太阳系中地球的运动，一列向前运动的火车 问题 1.如图，研究地球自转时，能否将地球看成质点?为什么? 2.研究地球公转时，能否将地球看成质点?为什么? 不能，看成质点就没法研究了 可以；关注整体的运动，地球大小相比地球到太阳的距离小得多 3.如图，研究火车的运动时，关注哪些问题时可以将火车看成质点，关注哪些问题时不可以看成质点? 研究从北京到上海的时间可以看作质点 研究火车车轮的转动时，不可以看成质点 4.能否总结将物体看成质点的条件? 不由大小决定，与研究的问题有关， 任意一点的运动可以代替整体的运动时可以看作质点 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 小结 一 质点的理解与理想化模型 1.将物体看成质点的条件 物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。 2.物体可视为质点的情况有以下几种 3.“理想化模型”是实际不存在的 是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抽象。 (１)物体的大小与形状与物体运动的空间相比微不足道，对研究问题的精度影响差异很小，这时可将物体视为质点。 2)各点运动的差异不小，但是所研究的问题并不关注物体的细节变化，而是考虑物体整体的变化，可把物体视为质点。 (3)不能忽略物体的大小和形状，但物体上各点运动情况完全相同，物体上任意一点的运动可以代表整个物体的运动，整个物体也可以当成质点来处理。 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 例 下列说法中正确的是（　　） A.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的引导员看成一个质点 B.在战斗机飞行训练中，研究战斗机的空中有动作翻滚动作时，可以把战斗机看成质点 C.研究“辽宁舰”在大海中运动轨迹时，可以把“辽宁舰”看成质点 D.由于“辽宁舰”体形巨大，故任何情包括远洋航行况下都不能将其看成质点 【点拨】　物体能看成质点的条件是：物体的大小、形状对所研究的问题不会产生影响，物体的大小、形状能忽略，与其他因素无关。 A 错 飞行员要按照引导员的指挥手势操作驾驶 B错 将战斗机视为质点后，就不可能研究战斗机的空中翻滚动作了 C对D错 “辽宁舰”虽大，但分析其在辽阔的大海中的航行轨迹时，“辽宁舰”的大小可以忽略不计 C 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 一，物体和质点 1.质点： 2.物体可视为质点的条件： 二，参考系 1.参考系：为描述一个物体的运动，选定某个其他物体作为参考，这个用来参考的物体叫做参考系 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念 问题情境：空中加油机给战机加油，竹排在江中游荡的画面 问题: 1.如图是空中加油机通过油管给战机加油的情景，在空中加油机看来，战机的运动情况是怎样的? 2.从地面上的人看来，空中加油机和战机的运动情况是怎样的? 静止的，加油时需要保持相对静止 高速飞行 3.要描述战机的运动情况，首先必须选择一个作为参考的物体，这个物体叫做什么? 4.歌词中“小小竹排江中游”和“巍巍青山两岸走”分别是以什么物体为参考系的? 参照物（参考系） 青山 竹排 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 任务5：学会合理选择参考系 问题情景:飞机投弹照片，模拟飞机投弹 1.飞机投弹时，你认为飞机是静止还是运动的? 你做此判断时是以什么物体为参考系的? 2.如果以飞机为参考系，炸弹的飞行轨迹是怎样的? 3.通过实验，我们观察到炸弹的运动轨迹是一条曲线，如图所示，这和问题2的分析结果产生了矛盾，你认为原因是什么呢? 4.如果要描述炸弹在空中的相对位置时，选择哪个物体为参考系会比较简单? 问题: 运动的；以地面为参考系 竖直向下的运动 选择的参考系不同 选择飞机为参考系 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 二 参考系的理解 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还是静止，都是相对于参考系而言的 任意性 参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系 统一性 在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，必须选择同一参考系 差异性 同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同 【注意】 （1）物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。 （2）由于运动的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。 （3）不做特别说明的情况下，一般选取地面为参考系。 小结 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 （1）判断一个物体究竟是运动还是静止，都要选择另外的物体作为参照。选择参照的物体不同，结论可能不同。被选为参照的物体叫做参照物。有了参照物，可以判定物理动还是不动，但不能定量描述动的快慢、运动的方向等等。 （2）为了确切地或定量地说明一个物体的运动，仅选择一个参考物还不行，还必须在参考物上建立一套坐标系，例如笛卡尔直角坐标系等。有了坐标系，就可以定量地确定物体在空间的位置。但描述物体的运动还需指明另一要素，即它在什么时刻经过什么位置，也就是说要说明位置随时间变化的情况。因此，从原则上说，坐标系的各处都应该配置一个钟，而且同一坐标系各处的钟都必须是“同步”的，即走得快慢一样。 （3）一个依托参照物建立的“标示空间位置的坐标系”和配置在此坐标系内各点的“一套指示时间的同步的钟”就组成一个参考系。 （4）参考系是确定的一个空间，它与参照物相联系，但在绝对时空观中，有时可能只有参考系，而不一定有真实的参考物件。故在今后的研究中，往往用坐标系代替参考系来确定物体的位置、一段时间内的位移等，从而实现对物体运动的定量研究。 拓展 参照物与参考系是一回事吗，有什么区别与联系？ 【说明】通常情况下，一般不区分“参考物”和“参考系”，而强调“坐标系是参考系的数学抽象”。在讨论一般性问题时，往往只给出坐标系而不必具体地指明它所参照的物体或参考系。 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 1. 下列关于质点的说法中，正确的是（　　） A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义 B.只有体积很小、质量也很小的物体才能看成质点 C.调整人造卫星的姿态，使卫星的照相窗口对准地面时人造卫星可以看成质点 D.如果物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计时，物体可以视为质点 D 当堂检测 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 2.［多选］在以下情况中可将物体看做质点的是（　　） A.研究一列火车从北京到上海所需的时间 B.对某学生的骑车姿势进行分析 C.研究“天舟一号”从地球发射升空时的飞行轨迹 D.研究“嫦娥五号”降落到月球表面后如何获取月球土壤 AC 提示：物体的大小和形状对问题的研究有无影响，不是由物体的大小决定的，而是由研究的问题决定的；同一物体在不同的运动情景中，有时可视为质点，有时则不能视为质点，关键是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略。 ◆能否把物体看做质点的判断方法 物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动可代替物体的运动时，可把物体看做质点。 有以下四种情况： 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 3.［刻舟求剑的故事家喻户晓，如图所示，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是（　　） A.舟 B.地面 C.舟上的人 D.流动的水 B 【注意】 （1）只要选定某物体为参考系，则认为该物体处于静止状态。 （2）任何物体都可以选为参考系，为研究问题的方便，一般选地面或相对地面静止的物体为参考系。 （3）要比较不同物体的运动状况，应选取同一参考系。 解析：“舟已行矣，而剑不行”是说船相对于地面在运动，而剑落到水底后相对于地面不再移动，故此句选用的参考系是地面 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 4. 2021年4月29日11时22分，新一代运载火箭长征五号B将中国航天器“天和”号核心舱送入预定轨道，标志着中国空间站时代即将开启。在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，此时选取的参考系是（　　） A.地面 B.运载火箭 C.发射架 D.发射场内的树木 B 【方法技巧】 （1）比较多个物体运动状况时，一定要选取同一参考系。 （2）题目中涉及的参考系不同时，要将参考系进行转换，变为同一个参考系。 （3）涉及多个物体的复杂问题，解题时要在同一个参考系中画出运动简图，帮助分析。 解析：探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，说明地面相对火箭在向下运动，故选择的参考系是运载火箭 高中物理 必修第一册 第一章 运动的描述 例 在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰是移动的如图所示。关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是（　　） A.甲、乙两火炬手一定都在向右运动 B.甲、乙两火炬手一定都在向左运动 C.甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动 D.甲火炬手可能停止了运动，乙火炬手一定向左运动 【思路点拨】　根据题目中所述情景正确判定风的方向。 【解析】　根据旗帜的飘动情况可知风向左吹。甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘动，由于旗杆是静止的，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘动，表明乙火炬手一定向左运动，且运动速度比风速大。选项D正确。 D 【解题通法】 （1）只有选定参考系后，才能确定物体是否运动，运动得快还是慢。（2）选择的参考系不同，对同一物体运动的描述所作出的结论也可能不同。（3） 巧妙选取参考系，能使我们更方便地处理相对运动问题。（4）虽然参考系的选取是任意的，但是一定要以能方便、简洁地描述物体的运动为准则。 谢谢观看 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$