质点参考系-【新教材】人教版高中物理必须讲义

第一章运动的描述质点参考系目标：1.了解质点的定义。2.理解参考系概念，理解什么是机械运动。3.理解坐标系概念。4.初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。过程：引：有同学说，我是静止的？你怎么看？（同学们，你摸摸自己的胸口，你有什么样的感觉？心在跳，热血澎湃。你的每个细胞，每个分子都在不停地运动着。再说了，我们脚下的地球也在不停地转动着，它还绕大阳转呢，整个银河系也在不停地运动着，整个宇宙也在不停地运动着。）有同学说，桌子是静止的？你又怎么看？……（我们脚下的地球也在不停地转动着，它还绕大阳转呢，整个银河系也在不停地运动着，整个宇宙也在不停地运动着。再说了，组成桌子的分子、原子也在永不停息做无规则运动呢。）因此，运动是绝对的，静止是相对的。总结：什么是机械运动？（板书）一、机械运动：（板书）（一个物体相对另一个物体的位置改变叫机械运动）①定义中“另一物体“叫什么名字？一、机械运动：一、机械运动：一个物体相对另一个物体的位置改变叫机械运动参照物参考系高中研究对象（板书）例：飞机在天空飞，参考系是什么？（C919大飞机）参考系：地面、天空；云朵合适吗？（月亮在云中穿梭）Q：月亮在云中穿梭，是以谁为参考系的？A：地球。Q：我们要注意，一个物体相对另一个物体的位置改变叫机械运动。前面这个物体叫研究对象，后面这个物体叫参考系。月亮在云中穿梭，月亮是研究对象，云是参考系。为什么产生这样的效果呢？引导：以地面为参考系，月亮动不动？A：动。Q：注意，我们观察月亮是短时间的，月亮在云中穿梭说的也是短时间的。以地面为参考系，月亮是静止的。那么，云呢？A：动。Q：故以云为参考系，就观察到月亮在云中穿梭的效果。②Q：不选参考系能知道物体在运动吗？不指明时，常（描述地面上物体的运动）默认地面为参考系。不指明不等于就不选择参考系。因此，描述运动必须选择参考系。她坐在那儿，他跑得飞快（暗指地面为参考系）。我们来看一段视频（视频2参考系）：这轮船在运动吗？（核心是大海上的轮船，由于无法选定参考系，我们就无法确定它是运动还是静止的。）③图片：对跳伞员，飞行员观察到什么运动？地面上的人观察到什么运动？得到什么结论？地面为参考系地面为参考系飞机为参考系同一物体的运动，选择不同的参考系，观察结果可能不同。如：描述月球运动。若以太阳为参考系呢？因此，关于参考系，我们要明确这样几点。（PPT）2（PPT）2、参考系（1）参考系：可以任意选取得当得简单。运动必须弄清参考系；一般以地面为参考系。（2）运动是绝对的，运动的描述是相对的。Q：思考：运动是绝对的（以前说），运动是相对的（现在说），矛盾吗？运动是绝对的，说的是运动是物体的固有属性。运动是相对的，说的是运动的描述。运动是绝对的运动是相对的运动是绝对的运动是相对的运动是物体的固有属性运动的描述 Q：在教室里，你是静止的，但你又是运动的，为什么呢？A：如果以教室为参考系，我是静止的；如果以地心为参考系，我又是运动的、毛主席有句诗“坐地日行八万里”。（PPT）巩固练习1、以下说法正确的是A、参考系就是不动的物体（这个不动只是我们假定为不动。）B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系（在奔驰的火车上，描述火车上物体的运动，可以以火车为参考系。）C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果。有了参考系，我们就可以描述物体的运动了。接下来我们看我们该怎样去描述呢？Q：大家说说看？这并不是一件简单的事。困难和麻烦在哪？这是因为任何物体都有一定的形状和大小，物体各部分的运动情况一般不一样。这个运动员要做动作，如果我们能精确描述他的运动，就能造出机器人了。Q：怎么办？A：……如果物体是没有形状和大小，那就简单多了。譬如，我们可以说他呼了一下下来了，这个时候，我们就没有考虑他的形状大小，就很方便。但是，不可能。如果物体都是一个个点，那自然界显得太单调了，象沙漠一样。Q：怎么办？A：……师：但，我们可以换一个角度。在自然界中，在某些情况下，有些物体是否可以用点来代替呢？（有，能否举出一些例子）（引导）在足球比赛中，在运动员眼里，足球能看成点吗？而在球迷或观众眼里，足球能看成点吗？（运动员，不能，踢小石子；球迷，观众，能，飞来飞去，进球了。）椒江临海椒江临海客车长5m约60km平均速度43km/h需要考虑车长吗？需要准确画出客车车形吗？需要考虑前后轮的转动情况吗？为什么不需要？情景二：途中经过一座长为20m的小桥，若求通过小桥的时间，是否考虑车长？如果仅考虑汽车过桥时的运动快慢，是否考虑车长？若一个人过此小桥，要考虑身体的厚度和形状吗？跳舞的舞蹈演员可看成质点吗？请列举几个类似的例子：地球绕日转动rr日地=×1011mR地=×106m张角10-4rad地球大小约是日地距离的万分之一。操场直道100m，万分之一是cm，就好比在操场的一头看操场另一头的一只苍蝇或一粒米。不考虑物体的形状大小，而用一个有质量的点来代替物体，这个点我们就把它叫做质点。二、质点概念（板书）：质点（只有质量，没有大小形状的点）总结条件：一个物体能否看作质点的条件是什么？（板书）二、物体和质点把运动物体看成质点的条件:（1）物体的大小和形状物体运动的空间化微不足道，对研究问题的精度影响很小;（2）研究的问题中只关注物体整体的运动情况;（3）物体上各点运动情况完全相同,物体上任意一个点的运动都可以代表整个物体的运动。其实这就是平动物体。（2）（3）我们都可以说是平动物体。以身示范：上身平动，下身既有平动又有转动。情景三：（亲历互动：保持上身不动）研究我的运动快慢，我可以看成点吗？判：有人说：小物体可看成质点，大的不行，这样的总结条件合理吗？（乒乓球、地球）其实大小，都是相对而言的。我们所说的大小其实都是相对于我们自己而言的。大象，好大。地球好大。乒乓球好小。原子好小。而一个物体能不能看成一个点，是要看这个物体的形状大小是否可以忽略。因此，能不能把物体看成一个点是与物体的大小并没有直接关系，而是由问题的性质决定的。看成质点时，说物体很小，都是相对具体情境来说的，这远比我们平时所说的物体很小广泛得多。天问一号到达火星时，距离地球约亿千米，实际飞行路程约亿千米。在这样的情境中，天问一号能看成质点吗？截至8月28日10时08分，我国首次火星探测任务天问一号探测器飞行路程达到1亿千米，探测器姿态稳定、能源平衡，多个载荷完成自检，确认设备状态正常，相关工作正按计划稳步推进。在这样的情境中，天问一号能看成质点吗？（PPT）巩固练习[课堂练习]1、下列关于质点的说法正确的是（）A、质点是一个理想化模型，实际并不存在B、因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C、凡轻小的物体，都可看作质点D、如果物体的大小形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点。2、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是（）A、做精彩表演的花样滑冰运动员B、参加马拉松比赛的运动员C、研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子弹D、研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机3、一个物体能否看成质点由问题的性质决定。为什么要引入质点的概念？质点是一种科学的抽象。在物理学中，突出问题的主要方面，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。质点就是这种物理模型之一。真正的质点并不存在！（这些概念，好像对我们学习一点都没用。大家注意，概念、规律好比身上的血液。平时，并感觉不到它的存在，但是不能或缺。相信，学好概念、规律，大家的物理学习便能蒸蒸日上。高中物理的研究对象，重点就是质点。因此，很简单。如果觉得难，就要想想，有没有把研究对象看成质点。）巩固练习:3.在电视连续剧《西游记》里，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头。这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做飞行动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一齐摄入镜头。放影时，观众就感到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这里，观众所选的参考系是A、“孙悟空”B、平台C、飘动的白云D、烟雾点评：参考系，我们平时很少提到，但它也是一个非常有用的概念。4.如图所示，根据图中的小旗和烟囱冒出的烟的方向，判断下列关于甲、乙两车相对房子运动情况的说法正确的是A．甲、乙两车一定向左运动B．甲、乙两车一定向右运动C．甲车可能运动，乙车向右运动D．甲车可能静止，乙车向左运动点评：房子是静止的，烟的方向能确定风向左。车子是运动的，旗帜飘动的方向不是由风向决定的，而是由旗帜相对空气的运动方向决定的。乙一定向左，且v乙>v风。甲可能静止，可能向右运动，可能向左但v甲<v风板书：一、机械运动：一个物体相对另一个物体一、机械运动：一个物体相对另一个物体的位置改变叫机械运动参照物参考系科学用语（PPT）2、参考系（1）参考系：可以任意选取得当得简单。运动必须弄清参考系；一般以地面为参考系。（2）运动是绝对的，运动的描述是相对的。运动是绝对的（以前说）运动是相对的（现在说）矛盾吗？运动是绝对的，说的是运动是物体的固有属性。运动是相对的，说的是运动的描述。二、物体和质点1、在某些情况下，我们可以忽略物体的形状和大小，而突出物体具有质量这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，称为质点；2、在另外一些情况下，我们虽然不能忽略物体的形状和大小，但是可以用其上的任意一点的运动来代替整体的运动，于是整个物体的运动就可以简化为一个点的运动，把物体的质量赋于这个点，它