内容正文:
第一章 运 动 的 描 述
第一节 质点 参考系
物体的空间位置随时间变化,是自然界最简单、最基本的运动形式,叫作机械运动(mechanical moion),简称运动。在物理学中,研究物体做机械运动规律的分支叫力学(mechanics)。
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旋转飞行的足球 翱翔的老鹰
雄鹰在空中翱翔时,身体向前运动、翅膀上下运动;足球在绿茵场上滚动时,它在向前运动同时还在转动;你可以准确描述它们的运动吗?
思考:
描述运动时存在什么困难?如何才能准确地描述物体的运动?
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。
1、定义:用来代替物体的有质量的”点”叫质点。
(1)质点没有大小和形状
(2)质点具有物体的全部的质量(质量不可忽略)
(3)质点是一种理想化的模型,实际并不存在
3、特点:
知识点一、物体和质点
2、条件:
物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计。
对理想化模型的理解
(1)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。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。模型是物理概念和物理理论赖以建立的基础。
(2)物理模型作为一种理想化模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在。
研究跳水运动员在跳水比赛中的动作,并对其进行技术打分时,能否当成质点?
问题:
地球绕太阳公转,同时又在自转。地球到太阳的距离达1.5×108km,而地球的直径只有1.3×104km,在研究地球公转周期或速度的时候,能把地球看做一个质点来研究吗?
地球的直径还不到地日距离的万分之一,在研究地球公转引起的位置变化问题时,由地球的大小引起的运动差异很小,因此,可以忽略地球的大小和形状而把地球视为质点。
问题:
探究小结
一个物体能否看成质点,是由所研究问题决定的,而不是由物体本身决定,跟物体自身体积、质量、和速度均无关。同一物体,研究问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
D
例1 两列具有完全知识产权的中国标准动车组“复兴号”,在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站发车成功。“复兴号”高度从“和谐号”的3 700 mm增高到4 050 mm,单车长度伸展到25 m。下列说法正确的是( )
A.“复兴号”体积太大不能看成质点;内部乘客可看成质点,因为体积小
B.“复兴号”在运行时的任何情况下都不能看成质点,因为车轮在转动
C.研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时,可将它看成质点
D.计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间,可将它看成质点
B
训练1 在如图所示的女排比赛中,下列情景中的研究对象可以被视为质点的是( )
A.研究比赛中运动员扣球的动作时
B.确定运动员在球场上的位置时
C.研究比赛中运动员发出的旋转球时
D.确定落在边线处的排球是否在界内时
根据右图中呈现的物理问题,为什么同一个运动物体的描述,会有所差异,他们的依据又是什么?怎样才能准确的描述一个物体的运动情况?怎样判断物体是否运动?
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,假定这个“其他物体”不动,观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化,这个用来做参考的物体,叫参考系。
知识点二、参考系
1.参考系:为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体。
选择不同的参考系来观察同一物体的运动,看到的现象会不一样。
空中加油机是给飞行中的战机及直升机补加燃料的飞机,其作用可使受油机增大航程,延长续航时间,增加有效载重,以提高航空兵的作战能力。
(1)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
高速运动
2、思考与讨论:根据下列问题,说出你的发现
3.参考系的特性
(1)可以任意选取,但不能选研究对象为参考系
(2)某物体被选作参考系后,被认为该物体是静止的,其他物体的运动情况就以该物体为参考标准进行分析
(3)参考系的选取不同,对物体运动的描述可能不同;
(4)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义;
任意性
统一性
相对性
标准性
BD
例2 (多选)“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”是宋代诗人陈与义在春日乘着小船出游时作的一首诗,此诗与五代词中的“仔细看山山不动,是船行”有异曲同工之妙。从物理学的角度来看,下列说法中正确的是( )
A.“卧看满天云不动”是因为诗人以山为参考系来观察的
B.“云不动”和“云与我俱东”说明参考系不同物体运动
情况也不同
C.“百里榆堤”是因为诗人以自己为参考系来观察的
D.研究“船行”的运动规律时可以将船看作质点
C
例3 如图所示,由于有风,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘,则两条船的运动状态是( )
A.A船肯定是向左运动的
B.A船肯定是静止的
C.B船肯定是向右运动的
D.B船可能是静止的
课堂小结
质点
质点:把物体简化为一个有质量的物质点。
条件:物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。
意义:是一理想化的物理模型。
参考系
参考系:为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体或物体系。
选取的参考系不同,对物体运动的描述可能不同。
选取参考系应以观测方便、描述简单为原则。
质
点
参考系
Lavf59.6.100
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