高中物理 第一章 运动的描述 1.1 质点 参考系和坐标系课件 新人教版必修1(2).ppt

第1节质点参考系和坐标系 一 物体和质点阅读教材第9 10页 物体和质点 部分 了解质点的概念 初步知道物体在什么情况下可以看做质点 1 机械运动 物体的 随时间的变化 2 质点 某些情况下 忽略物体的 和 突出 物体具有质量 把它简化成 的物质点 3 把物体看成质点的条件 物体的 和 可以忽略或物体上任意一点的运动可代替 的运动 空间位置 大小 形状 有质量 大小 形状 整个物体 思维拓展如图1所示为撑竿跳高运动的几个阶段 助跑 撑竿起跳 越横竿 讨论并回答下列问题 体会质点模型的建立过程 1 教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时 能否将运动员看成质点 2 分析运动员的助跑速度时 能否将运动员看成质点 3 测量运动员所跳高度 判定运动员是否打破世界纪录 时 能否将运动员看成质点 答案 1 不能 纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作 即运动员的形状及大小 2 能 分析运动员的助跑速度时 可以忽略运动员的姿势及动作 即运动员的形状及大小 3 能 理由同 2 二 参考系阅读教材第10页 参考系 部分 初步了解参考系的概念 1 运动与静止的关系 1 自然界中的一切物体都处于永恒的运动中 即运动是 2 描述某一个物体的运动时 总是相对于其他物体而言的 这便是运动的 绝对的 相对性 2 参考系 1 定义 在描述物体的运动时 被选定做参考 假定为 的其他物体 2 选取原则 参考系的选取是a a 任意的b 唯一的 3 参考系对观察结果的影响 选择不同的参考系观察同一个物体的运动 观察结果 不动 往往不同 思考判断1 参考系一定要选静止不动的物体 2 一个物体的运动情况与参考系的选择无关 3 抬头望明月 月在云中行 诗句中描述的运动选取的参考系是月 三 坐标系阅读教材第11页 坐标系 部分 知道坐标系的概念 初步了解用一维坐标系描述物体位置以及位置的变化 1 建立目的 为了定量描述物体的位置及 2 坐标系的三要素 和单位长度 位置变化 原点 正方向 思维拓展描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢 1 描述百米运动员在跑动中的位置 2 描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置 3 描述翱翔在蓝天上的飞机的位置 答案 1 以起点为坐标原点 建立一维直线坐标系 2 以滑冰场中心为坐标原点 向东为x轴正方向 向北为y轴正方向 建立二维平面直角坐标系 3 确定一点 如机场所在位置 为坐标原点 建立三维空间直角坐标系 预习完成后 请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 要点归纳 1 理解质点应注意以下几点 1 一个物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的 要视具体情况而定 同一个物体 在某种情形下可以看成质点 但在另外一种情形下就不一定能看成质点 2 物体能否被看成质点 与物体的大小和形状没有必然联系 3 质点就是没有形状和大小 只具有质量的物质点 质点及物体看做质点的条件 4 质点不同于几何中的 点 因为质点具有质量而几何中的点无质量 也不同于微观粒子 如电子 质子等 因为微观粒子是实际存在的而质点是 理想化模型 实际是不存在的 2 可将物体看成质点的几种情况 精典示例 例1 多选 下列说法中正确的是 a 研究飞机从成都开往北京所用的时间时 飞机可视为质点b 研究飞机螺旋桨的转动情况时 可将飞机视为质点c 研究火车过长江大桥所用的时间时 可将火车视为质点d 研究汽车过长江大桥所用的时间时 可将汽车视为质点 解析a中飞机的大小对所研究的问题无影响 故可视为质点 b中的飞机螺旋桨只是飞机的一部分 飞机的大小不能忽略不计 因此飞机不能视为质点 c中火车过桥时 火车的长度会影响火车过桥的时间 故火车不能视为质点 d中汽车过桥时 汽车的长度远远小于桥的长度 汽车的长度对汽车过桥的时间的影响非常小 故汽车可视为质点 a d正确 答案ad 判断一个物体能否看成质点的思路 1 判断研究问题的性质 即题中关注的要素是什么 分析 求解的物理量是什么 2 假设物体的形状 大小被忽略 思考要求解的物理量 关注的要素是否受影响 3 若要求解的物理量不受影响 物体就能被看成质点 若受影响 则物体不能被看成质点 针对训练1 2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行 下列比赛中可把研究对象看成质点的是 a 研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术b 研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作c 研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作d 研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射出的子弹轨迹 解析质点是理想化的物理模型 当物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响很小可忽略不计时 物体可以看做质点 研究苏炳添在百米比赛时的起跑技术 马龙的发球动作 施廷懋的跳水动作 他们的形状不能忽略 故不能看成质点 而研究杜丽射出的子弹轨迹时 子弹的大小 形状可以忽略 所以d正确 答案d 要点归纳 1 选取原则 以观测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 常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系 2 对参考系的理解 1 标准性 选做参考系的物体都假定不动 被研究的物体都以参考系为标准 2 任意性 参考系的选择具有任意性 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 参考系 3 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时 必须选择同一参考系 4 相对性 同一运动选择不同的参考系 观察结果可能不同 例如 坐在行驶的车中的乘客 若以地面为参考系 则乘客是运动的 若以车为参考系 则乘客是静止的 精典示例 例2 如图2所示 由于风 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 思路探究 1 河岸上的旗帜向右飘 说明什么问题 2 船上旗帜的飘动方向只和船的运动方向有关吗 解析从河岸上的旗帜的飘动方向 可以判断风向右吹 由此可以判断b船一定向右运动且比风速快 a船可能静止 也可能向左运动 还有可能向右运动 但是比风速慢 答案c 判断物体是否运动的一般思路 1 根据参考系的选取原则选取参考系 2 看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化 3 若变 则物体是运动的 若不变 则物体是静止的 针对训练2 如图3所示是体育摄影中 追拍法 的成功之作 摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的 而模糊的背景是运动的 摄影师用自己的方法表达了运动的美 请问摄影师选择的参考系是 a 大地b 太阳c 摄影师d 步行的人 解析摄影师与滑板运动员以相同的速度运动 摄影师以自己为参考系观察 这样滑板运动员就是静止的 背景就是 运动 的 答案c 要点归纳 1 将物体抽象为质点 确定参考系 建立坐标系 都是为了更好地描述物体的位置和运动 可以用下面的流程图来表示 坐标系 2 常见的坐标系 精典示例 例3 一质点在x轴上运动 各个时刻的位置坐标如下表 1 请在图中的x轴上标出质点在各时刻的位置 2 哪个时刻离开坐标原点最远 有多远 解析 1 以运动路径所在的直线为x轴 标出各时刻质点的位置坐标如图所示 2 由图可知第4s末质点离开坐标原点最远 有7m 答案