高一物理必修一第一章

人教课标版高中物理必修①第一章运动的描述不了解运动，就不了解自然。

——亚里士多德请看下面生活中的一些例子地球在转动乌龟在跑手在动(上课可不能这样)在我们周围可以看到各种各样的运动：请看下面生活中的一些例子雄鹰在展翅翱翔火箭飞向苍穹的太空小朋友在奔跑地球绕太阳公转一切物体都在运动着运动是绝对的

他们都在动!!上述六个例子给你最强烈的感觉是什么?它们的空间位置随时间的变化！1、机械运动：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。2、力学：在物理学中，研究物体做机械运动的分支。

“无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范------力学之于物理学如同骨骼之于人体。”

——霍尔顿

人们在力学的研究中，不仅了解了物体做机械运动的规律，而且还创造了科学研究的基本方法。1、机械运动：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。2、力学：在物理学中，研究物体做机械运动的分支。第一章运动的描述怎样描述物体的运动呢？

物理学家海森堡说：“为了理解现象，首要条件是引入适当的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”

问题：该如何描述物体的运动呢？

诗人用“气势磅礴”的词语描述大河中的水流，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？质点参考系和坐标系1人教课标版高中物理必修①第一章运动的描述科学家该如何描述物体的运动呢？分析几幅日常运动的图片描述物体的运动有无困难？由于物体有大小和形状，物体的各部分运动情况一般不一样，要描述物体的各部分的空间位置随时间的变化，是很困难的。

谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔足球的飞滚树叶、纸张的飘落海浪的汹涌澎湃精确描述之难

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我们是否要考虑飞机本身大小？车箱的颤动我们考虑吗？我们已经很自然的忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面。抛出的木棒在空中的运动

在描述上述物体运动时，我们遇到了哪些困难和麻烦，这个困难和麻烦是由于什么原因造成的？想一想

研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？你可能会想，要是物体都是一个个没有大小和形状的“点”的话，这些困难和麻烦不就自然地消失了吗？然而，如果自然界中的物体，包括我们每一个人，都是一些没有大小和形状的“点”，这样的世界岂不过于单调乏味了吗？尽管这种想法与真实的自然界并不相符，但也不要因此而折断想像的翅膀。我们可以换一个角度，提出这样一个问题：在现实的自然界中，在某些情况下，根据所要研究问题的性质，是否可以忽略某些物体的大小和形状，而把它们看做“点”呢？让我们考察以下几种情况。可以作为“点”处理的物体的条件：大小和形状对运动没有影响或影响可以忽略。研究地球公转

地球上各点的公转速度相差很小，忽略地球自身尺寸的影响，作为“点”处理。思考:当我们研究地球公转的规律时怎么样看待地球?再看下面的例子我们已经很自然的忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面（物体具有质量）。信息窗：

“神舟”五号飞船载人舱长7.4m，直径2.8m,用长58m.重达480吨的“长征”2号火箭发射。理想化物理模型：抓住问题的主要方面，忽略次要因素。神州五号轨迹视频一、物体和质点1、神舟五号2、地球绕太阳转研究地球公转时，可以忽略地球的大小，把它视为一个点。用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船质点(masspoint）：用来代替物体的有质量的点。研究地球自转

地球上各点的速度相差很大，地球自身的大小和形状不能忽略，不能作质点处理。思考：如果研究其自转,考查地球上各点的运动,如何看待地球？

除车轮外，汽车各部分运动情况完全相同，车轮的运动是次要的，可把汽车作为质点处理。研究汽车在平直道路上运动

涉及转动问题，汽车各部分运动情况不同，各车轮受力差异很大，不能把汽车作质点处理。研究汽车突然刹车“前倾”或“转弯”

可不可以这样说：大物体不能当作质点，小物体才能当作质点？想一想

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

从这些例子可以看出，一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的。在研究地球的自转和调整飞船的飞行姿态时，或是研究火车车轮的运动时，如果再把地球、飞船和火车当做质点，那就荒唐可笑了。一、物体和质点1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。2、物体可以看作质点的条件：物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。3、注：①质点是一种科学抽象的理想化的模型；②物体本身大小不是能否看成质点的标准；③物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。亲身体会几点说明:1、物理各点的运动情况相同（平动）时，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。2、物体有转动，但物体的转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，物体可以看作质点。3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点。4、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，质量的多少和运动速度的大小无关。5、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质点，而有的情况下不可以看作质点。6、没有大小和形状、它具有物体的全部的质量。思考与讨论：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。2、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，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，而且应该绝对的小。机械运动：物体在空间中所处的位置的变化．怎样判断动与静？右图车中的人是静止还是运动的？

可分为：直线运动和曲线运动、平动与转动等如何解释小孩的运动与静止？想一想观察“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”（毛泽东诗词）

这句话中描述的人到底是运动还是静止的呢？

匀速飞行的飞机上，驾驶员看跳伞员是直线下落还是曲线下落呢？地面上的人观察呢？跳伞员和驾驶员看到的一样吗？？？可见，物体的运动和静止是相对的——运动的相对性描述运动要寻找参考物体描述物体运动时,用来作参考(假定为不动)的另外的物体参考系是参照物的科学说法参考系-----同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明．二、参考系：说明：用来做参考的物体(假定为静止)1、运动和静止都是相对于参考系的．2、参考系的选取是任意的。3、选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样．4、选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便．通常选大地为参考系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

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。诗境中的相对运动体会1、电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？2、“月亮在莲花般的云朵里穿行”3、坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的。这与诗句里的描述是否矛盾？说明理由。4、敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么？想一想，做一做······河岸、竹排云朵不矛盾人山（地面）

如何确定物体的位置？

若物体只在一条直线上运动，如何描述位置及位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？

笛卡儿发明坐标系区分：定性与定量为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。XO5m三、坐标系一个坐标系有几个要素呢？数字原点单位长度正方向物理量的符号和单位三、坐标系（coordinatesystem）为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。1、坐标系建立的作用2、坐标系的构成要素：原点、正方向、标度、物理量、单位除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？说一说

对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？二维(直角)坐标系

描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系

描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维直角坐标系

描述立体空间运动的物体的位置变化，可以建立三维空间坐标系x/mx/my/my/mx/mz/m科学漫步：全球卫星定位系统在地球上看到的经纬线，实际上就是在地球表面建立的坐标系，地面上任一点的位置地可以用这点的坐标表示科学漫步

全球卫星定位系统（GPS）

手持式GPS定位器

此GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？

生活中的物理生活中的物理GPS：全球定位系统

(授时与测距导航系统----全球定位系统)

全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。车载GPS定位系统GPS系统包括三大部分：（1）GPS卫星（空间部分）（2）地面支撑系统（地面监控部分）（3）GPS接收机（用户部分)定位仪中所示位置练习A点坐标XA=-3mX/mO如图所示，汽车沿X轴做直线运动，从A点运动到B点，由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。1-1234-2-3-4ABB点坐标XB=2m走过的路程ＳＡB=５m§1-1质点、参考系和坐标系一、机械运动：1、定义:物体的空间位置随时间的变化。2、注:①运动是绝对的，静止是相对的；②自然界中一切物体都在不停地运动着；③描述物体的运动必须要有个参照标准；④位置的变化:一个物体相对于另一物体；物体的一部分相对于另一部分.小结：二、物体和质点：1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。2、物体可以看作质点的条件：物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。3、注:①质点是一种科学抽象的理想化的物理模型；②物体本身大小不是能否看成质点的标准；③物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。三、参考系：1、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的其他物体。2、注：①描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动；②选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；③参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；④通常选取地面为参考系；⑤比较两个物体的运动应选同一参考系。四、坐标系1、全球卫星定位系统（GPS）2、坐标系：x/m0123-1一维二维（直角坐标系）x/my/m102-2-1-1-221例1、从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，如图，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格坐标原点的设置出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标以地面为原点以抛出点为原点3m8m0m-3m5m0m例题2.根据机械运动的定义，下面说法正确的是（）Ａ、机械运动就是一切机械的运动，空气的流动不属于机械运动Ｂ、机械运动就是物质的一切运动Ｃ、一切物体相对于别的物体的位置改变叫机械运动Ｄ、物体做怎样的运动跟参照物的选择无关Ｃ1、以下说法正确的是（）

A、参考系就是不动的物体

B、任何情况下，只有地球才