内容正文:
1.1质点 参考系
人教版(2019) 物理(必修第一册)
制作:张二朝
——身正心定 闳中博学——
第一章 运动的描述
——亚里士多德
(Aristotle,前384—前322)
不了解运动,
就不了解自然。
高中物理就从了解运动开始
我们的生活充满运动,离开了运动生命失去价值。
每天在马路上看到无数行驶的汽车。它们都在运动。
八大行星也绕着太阳运动
同学们每天从家里出发去学校和放学回家过程中你们的位置一直发生变化。
家
学校
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,
叫作机械运动。
生活中随处可见运动的物体,如何准确地描述它们的运动呢?
雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时,身体在向前运动,但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动,如此看来,想要准确描述物体的运动,并不是一件容易的事情。那么困难出在哪里呢?
如果我们只研究汽车从哪里移动到了哪里,应该怎么研究呢?
质点
1.质点:忽略物体的 和 ,把它简化为一个具有 的点,这样的点叫作质点。
2.将物体视为质点的条件:
(1)物体的 对 可以忽略不计;
(2)物体上各点的 时,可以用其上某一点的运动代替整个物体的运动,如平动物体。
大小
形状
质量
形状和大小
运动情况完全相同
所研究问题的影响
3.质点是一种 模型,它忽略了物体的 这种次要因素,突出了物体的 这种主要因素,它是对实际物体的一种科学抽象,实际中 (填“存在”或“并不存在”)。
理想化
大小和形状
质量
并不存在
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。
1.当研究地球绕太阳公转时,可否把地球看成质点?
研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时,可否把地球看成质点?
(已知地球直径约1.3×107 m,地球与太阳之间的距离约1.5×1011 m)
不可以
可以
思考与讨论
研究火车从桐庐到仙居用的时间,火车是否可以被看做质点?
研究火车过桥用的时间,
火车是否可以被看做质点?
2.下列两种情况下,对于“很长”的火车来说,它可以看做质点吗?
可以
一般不可以
思考与讨论
3.下列情况下,对于“很小”的足球和乒乓球来说,它可以看做质点吗?
研究香蕉球怎么形成时,足球是否能被看做质点?
研究乒乓球旋转时,乒乓球是否能被看做质点?
不可以
不可以
思考与讨论
4.下列情况下,对于“旋转”的运动员来说,它可以看做质点吗?
研究花样滑冰运动员旋转时,运动员是否能被看做质点?
研究跳水运动员翻转动作时,运动员是否能被看做质点?
不可以
不可以
思考与讨论
物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。
1.是不是很小的物体才能看作质点,很大的物体不能看做质点?
2.当涉及问题研究物体自身转动和具体动作时,物体是否可看做质点?
不能,此时物体的运动与本身的大小和形状有关。
思考与讨论
不存在,质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。
3.日常生活中是否存在质点?
4.物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同?
相同点:都是没有形状和大小的点。
不同点:质点是实际物体的抽象表示,它具有一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一个相对的物理概念;几何中的点没有质量,仅表示位置,而且应该绝对的小。
思考与讨论
1. 下列说法正确的是( )
B
A. 研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B. 研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C. 研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D. 研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
练习
18
2. 用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
A
练习
两个运动的物体:一个是被球拍击出的乒乓球,另一个是正在飞行的歼-20隐形战斗机。请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题,一个问题中可以把它们看作质点,另一个问题中不能把它们看作质点。
如图,有人说我快如闪电疾如风;有人说我纹丝不动坐如钟。“我”是静是动?对此你有什么看法呢?
相对路边行人,“我”是运动的
相对车或随车一起运动的人,
“我”是静止的。
要描述一个物体的运动情况,先要找另外一个物体作为参考,对于不同的参考物体,这个物体的运动情况可能不同。
真快
你没动
我动了吗?
参考系
1.运动与静止
(1)自然界的一切物体都处于永恒的 中,运动是 的。
(2)描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的 性。
运动
绝对
太阳也是运动的
行星绕太阳运动
相对
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,这种用来作为
的物体叫作参考系。
3.参考系的选取是任意的,一般以 为参考系,选择不同的参考系观察同一物体的运动,其结果会有所 。
2.参考系
参考
地面
不同
参考系
甲同学和乙同学第一次乘高铁列车,把一枚硬币立于窗台上。甲同学说:“硬币静止不动!”乙同学却说:“你看错了,硬币是运动的。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错?
思考与讨论
4.参考系的选取:
(1)可以任意选取;
(2)应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则;
(3)常选择地面或相对地面静止的物体为参考系;
(4)参考系的选取不同,对物体运动的描述可能不同;
(5)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义;
注意:以后凡是说到运动,都应该首先选择参考系,常默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。
在我国古典小说《镜花缘》中有这样一句话:“去岁一阵大风,把我院一口井忽然吹到篱笆外去。”为什么“井”会被“吹到篱笆外去”?
提示:运动和静止是相对的,一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参考系。所选取的参考系不同,得到的结论也不一定相同。人看到“井”会被“吹到篱笆外去”,说明说这句话的人是以篱笆为参考系的。
思考与讨论
1.南北朝时期的傅翕曾写下这样一首诗:“空手把锄头,步行骑水牛。人在桥上走,桥流水不流。”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参考系是( )
A.水 B.桥 C.人 D.地面
A
练习
2.云台山是全球首批世界地质公园,青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉,这里气候独特,水源丰富,植被原始完整,是生态旅游的好去处,乘坐索道缆车观赏怡人的风景以外,还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )
A.以自己为参考系,看到对面的山迎面走来
B.以对面的山为参考系,自己静止不动
C.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身后走去
AD
练习
第3题图
3.如图所示,新中国成立70周年阅兵式上,国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机,则( )
A.以甲为参考系,乙是运动的
B.以乙为参考系,甲是运动的
C.以甲为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的
D.以乙为参考系,“70”字样编队中所有直升机都是静止的
D
练习
4.如图所示,某地在端午节举行赛龙舟活动,所有龙舟均朝同方向奋力前进。则( )
A.以岸为参考系,龙舟是静止的
B.以岸为参考系,龙舟是向前运动的
C.以某一龙舟为参考系,岸是静止的
D.以某一龙舟为参考系,岸是向前运动的
B
练习
【拓展例题】考查内容:参考系
【典例】刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江,他身上的佩剑不小心掉
落江中。他立即在船舱板上做记号,对他的船友说:“这是我的剑掉落的地方。”到了河岸,船停了,他就在画记号的地方下水找剑。这则寓言不但有讽刺意义,而且还包含一定的物理含义,从物理学选择参考系的角度回答下列问题:
(1)楚人找剑选择的参考系是什么?
(2)请你为楚人提供一种找到这把剑的方法。
(2)要想找到这把剑应以固定的物体为参考系才能准确得到其位置,故可有以下方法:
①记下剑掉落位置离岸上某标志的方向和距离,选择的参考系是河岸;
②在船不改变方向和速度的情况下,记下剑掉落时刻船速和航行时间,据这些求出靠岸的船和剑落水点的距离,选择的参考系是船。
(1)楚人记下的是剑相对船的下落位置,故是以船为参考系。
THANKS
谢谢
——身正心定 闳中博学——
人教版(2019) 物理(必修第三册)
Lavf57.62.100
Lavf58.12.100
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