第1节质点参考系空间时间

1、 第一章第一章 运动的描述运动的描述雅安市田家炳中学高效课堂多媒体资料雅安市田家炳中学高效课堂多媒体资料 教科版物理必修教科版物理必修1张明俊张明俊张明俊 2013-12-102013-12-102013-12-10课堂指南课堂指南课堂指南课堂指南课堂指南课堂指南o 在我们周围可以看到各种各样的运动：汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。 物体的空间位置随时间的变化，物体的空间位置随时间的变化，叫叫机械运动机械运动，它是自然界最简单最，它是自然界最简单最基本的运动形式。基本的运动形式。 在物理学中，研究物体做机械运在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫动的分支叫力学力学。人类的认知规律：o

2、 运动：由浅入深由浅入深由表及里由表及里o 问题问题1 1：该如何描述物体的运动呢？：该如何描述物体的运动呢？o 诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。科学家呢科学家呢？一.物体的运动 1.运动是绝对的，运动是绝对的， 一切物体都在不停的运动一切物体都在不停的运动 谁能准确描述下列物体的运动？ 如：雄鹰在空中翱翔 足球的滚动 树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃一.物体的运动 难道我们真的无法描述物体的运动？ 例：飞机以某速度从南京飞向北京, 研究火车在城市之间运行 2、质点（mass point） （1）某些情况下，将

3、物体简化为一个某些情况下，将物体简化为一个有质量的点的点 （2）理想化的的“物理模型物理模型” 忽略次要因素：形状、大小 突出主要因素：具有质量（本质属性）物体都可以看物体都可以看作质点么？作质点么？（3）物体能否看作质点是物体能否看作质点是有条件的： 物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计o 几点说明几点说明: :o 1 1、物理各点的运动情况相同（平动）时，一般可以看作、物理各点的运动情况相同（平动）时，一般可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。o 2 2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问、物体有转动，但物体的转

4、动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。可以看作质点。o 3 3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点。物体看作质点。o 4 4、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。质量的多少和运动速度的大小无关。o 5 5、一个物体能否看作质点取决于所研究问题

5、的性质，即、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作质点。质点，而有的情况下不可以看作质点。思考与讨论：o质点和几何中的点是一回事吗？1、相同点：都是没有形状和大小的点。、相同点：都是没有形状和大小的点。2、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对

6、的小。量，仅表示位置，而且应该绝对的小。问题： 1能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？关吗？ 2 2研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？能否把汽车看作质点？ 3 3原子核很小，可以把原子核看作质点吗？原子核很小，可以把原子核看作质点吗？【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（下列情况中的物体，哪些可以看成质点（ ） A研究绕地球飞行时的航天飞机。研究绕地球飞行时的航天飞机。 B研究汽车后轮上一点

7、的运动情况的车轮。研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。 C研究从北京开往上海的一列火车。研究从北京开往上海的一列火车。 D研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。ACD课堂训练： 1下述情况中的物体，可视为质点的是（下述情况中的物体，可视为质点的是（ ） A研究小孩沿滑梯下滑。研究小孩沿滑梯下滑。 B研究地球自转运动的规律。研究地球自转运动的规律。 C研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。 D研究人造地球卫星绕地球做圆周运动研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。2.2.下列各种情况中，可以把研究对象（红色字体）看作质下列各种情况中，

8、可以把研究对象（红色字体）看作质点的是（点的是（ ） A. A.研究研究小木块小木块的翻倒过程。的翻倒过程。 B B研究从桥上通过的研究从桥上通过的一列队伍一列队伍。 C研究在水平推力作用下沿水平面运动的研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱木箱。 D汽车汽车后轮后轮，在研究转动情况时。，在研究转动情况时。ACDC二 、参考系o 1.运动的相对性：o 描述运动要寻找参考物体o 2. 参考系（reference frame）o （1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）o （2）对不同参考系，运动可能不同注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。思维体操：o 同样

9、的物体，运动会不同？v 如何解释小孩的如何解释小孩的静止？体会诗境中的相对体会诗境中的相对运动运动小小竹排江中游小小竹排江中游 巍巍青山两岸走巍巍青山两岸走 请说出下列运动的参考系请说出下列运动的参考系对质点模型的理解对质点模型的理解 例例1下列说法正确的是下列说法正确的是 () A运动中的地球不能看成质点，而原子核可以看运动中的地球不能看成质点，而原子核可以看成质点成质点 B研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看成质点可看成质点 C研究世锦赛乒乓球女单冠军丁宁打出的乒乓球研究世锦赛乒乓球女单冠军丁宁打出的乒乓球旋转情况时，不能把乒乓球看成质点旋转

10、情况时，不能把乒乓球看成质点 D研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，可以将汽车看成质点可以将汽车看成质点CD思考：o 我们曾说过运动是绝对的，现在又说运动是相对的，矛盾么？ 人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_的。以车厢为参考系，人是的。以车厢为参考系，人是_的。的。【例二】【例二】【例三例三】对于参考系，对于参考系，下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A参考系参考系必须选择地面。必须选择地面。 B研究物体的运动，研究物体的运动，参考系参考系选择任意物体其运动情况是选择任意物体其运动情况

11、是 一样的。一样的。 C选择不同的选择不同的参考系参考系，物体的运动情况可能不同。，物体的运动情况可能不同。 D研究物体的运动，必须选定研究物体的运动，必须选定参考系。参考系。运动静止CD课堂训练：课堂训练：1 1甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）A.A.一定是静止的。一定是静止的。 B B一定是运动的。一定是运动的。C C有可能是静止的或运动的有可能是静止的或运动的 D D无法判断。无法判断。2关于机械运动和参照物，以下说法正确

12、的有（关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（ ） A. 研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。 B. 由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。 C. 一定要选固定不动的物体为参照物。一定要选固定不动的物体为参照物。 D. 研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。BA回忆一下有关时间的基本知识o 时间的单位：年（y）月（m）日（d）小时（h）分钟（min）秒（s）o 时间的单向性（不可逆性）三、时刻和时间间隔o 运动与时间息息相关，描述物体的运动

13、总要用一些时间的名词，来看一下生活中的例子。o 例例1. 1.妈妈：妈妈：“小明，现在小明，现在7 7：5050了，还有了，还有1010分钟就分钟就要要8 8：0000了，赶快起床。了，赶快起床。7 7：5050和和1010分钟有什么区分钟有什么区别呢？别呢？o 例例2. 2.我国在我国在20032003年年1010月成功地进行了首次载人航月成功地进行了首次载人航天飞行天飞行1010月月1515日日0909时时0 0分，分，“神舟神舟”五号飞船五号飞船点火，经点火，经9 9小时小时4040分分5050秒至秒至1515日日1818时时4040分分5050秒，我秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国

14、国旗和联合国国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经旗，再经1111小时小时4242分分1010秒至秒至1616日日0606时时2323分，飞船分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆在内蒙古中部地区成为着陆o 1010月月1515日日0909时时0 0分和分和9 9小时小时4040分分5050秒有什么区别呢？秒有什么区别呢？ 2013年12月2日1时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将“嫦娥三号”送入太空。 “2013年12月2日1时30分”是时间还是时刻？下面是T16次列车的时刻表 ，我们来分析一下由表中可以看出，火车在16:52从广州出发，到达北京西站时间是第

15、二天的14：58，沿途共用时间是22小时6分，火车到达北京西站的时间和沿途所用的时间这两种表达时间的说法在物理学中是有区别的，其中，火车出发时间16：52和到达时间14：58，在表示时间的数轴上，它们分别对应一个点，物理上叫做时刻；火车沿途所经过的时间22小时6分对应的是时间段，物理学上叫做时间间隔。通常两个时刻之间的时间表示时间间隔。请体会以下几个有关时间的表述指的是时间还是时刻：第1 s末；1 s末；2 s内；第4 s内t/s235140第1 s末或1 s末第2 s初或2 s初2 s内第4 s内o 时间和时间间隔的测量031233435637839411043121445164718492

16、051225324265557285901267891011345121314停表（秒表）o停表是测量时间的常用仪表，有机械停停表是测量时间的常用仪表，有机械停表和电子停表两类表和电子停表两类o停表的使用方法：第一次按下按钮，表停表的使用方法：第一次按下按钮，表针开始转动（启动）；第二次按下，表针开始转动（启动）；第二次按下，表针停止转动（停止）；第三次按下，表针停止转动（停止）；第三次按下，表针弹回零点（复位）。针弹回零点（复位）。o电子停表比机械停表更加准确，分度值电子停表比机械停表更加准确，分度值一般是一般是0.01 s。但由于手动按表，一般。但由于手动按表，一般有有0.10.2 s的误

17、差，所以电子停表的误差，所以电子停表0.01 s的读数只能具有理论意义了。的读数只能具有理论意义了。当堂展示1.1.关于时刻和时间，下列说法中正确是关于时刻和时间，下列说法中正确是 ( )( ) A. A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B B时刻对应状态，时间对应过程时刻对应状态，时间对应过程 C. C. 作息时间表上的数字表示时刻作息时间表上的数字表示时刻 D D1 min1 min内有内有6060个时刻个时刻o 答案：B CB C2. 在广州亚运会上，刘翔以在广州亚运会上，刘翔以13秒秒09勇夺勇夺110米跨栏冠军。坚强的飞人在受伤米跨栏冠军。坚强

18、的飞人在受伤之后再一次站在了大赛的最高领奖台之后再一次站在了大赛的最高领奖台上，伴随着雄壮的国歌，世界各地的上，伴随着雄壮的国歌，世界各地的华人流下了激动的泪水。关于刘翔的华人流下了激动的泪水。关于刘翔的下列说法正确的是下列说法正确的是 ()图图112ADA在考虑刘翔在考虑刘翔110 m跨栏比赛成绩时，可以把刘翔看做跨栏比赛成绩时，可以把刘翔看做 质点质点B教练为了分析刘翔运动中的动作要领，可以将刘翔看教练为了分析刘翔运动中的动作要领，可以将刘翔看 做质点做质点C无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点D是否能将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题是否能将刘

19、翔看做质点，决定于我们所研究的问题图图113 3. “嫦娥二号嫦娥二号”探月卫星由地面发射后，经过探月卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。简入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。简化后的路线示意图如图化后的路线示意图如图113所示。下列说所示。下列说法中正确的是法中正确的是 ()B图中卫星绕地球运动的轨道是以地球为参考系的图中卫星绕地球运动的轨道是以地球为参考系的图中卫星绕月球运动的轨道是以地球为参考系的图中卫星绕月球运动的

20、轨道是以地球为参考系的图中卫星绕月球运动的轨道是以月球为参考系的图中卫星绕月球运动的轨道是以月球为参考系的图中卫星运动的轨道均是以太阳为参考系的图中卫星运动的轨道均是以太阳为参考系的ABC D审题指导审题指导解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)研究发射轨道时以地球为参考系。研究发射轨道时以地球为参考系。(2)研究工作轨道时以月球为参考系。研究工作轨道时以月球为参考系。4 4下列关于质点的说法，正确的是下列关于质点的说法，正确的是 ( ( D ) )A A只要是体积很小的物体都可以看成质点只要是体积很小的物体都可以看成质点B B只要是质量很小的物体都可以看成质点只要是质量很

21、小的物体都可以看成质点C C质量很大或体积很大的物体都一定不能看成质点质量很大或体积很大的物体都一定不能看成质点D D由于所研究的问题不同，同一物体有时可以看成质点，有时不能看由于所研究的问题不同，同一物体有时可以看成质点，有时不能看成质点成质点解析：解析：物体能否看成质点，并不取决于物体本身的大小，而是物体能否看成质点，并不取决于物体本身的大小，而是取决于物体的形状和大小在所研究问题中的作用，故取决于物体的形状和大小在所研究问题中的作用，故A A、B B、C C错，错，D D对。对。答案：答案：D D5. 图图114是特技跳伞运动员在空中是特技跳伞运动员在空中的造型图。当运动员们保持该造型向的造型图。当运动员们保持该造型向下降落时若某一个运动员以自己为参下降落时若某一个运动员以自己为参考系，感觉到大地考系，感觉到大地 ()A静止静止B向上运动向上运动C向下运动向下运动D水平方向运动水平方向运动图图114B6关于时间和时刻，下列说法正确的是关于时间和时刻，下列说法正确的是 ()A第第4 s末就是第末就是第5 s初，指的是同一时刻初，指的是同一时刻B物体在物体在5 s时指的是物体在时指的是物体在