高一物理：质点_参考系_空间_时间的、习题

1、第一章运动的描述第一章运动的描述 机械运动 v 各种形态的运动各种形态的运动 热运动热运动 组成微观世界的粒子的活动。 政治运动政治运动 人类社会中，某些利益群体为实现某种利益 诉求而进行的政治斗争。如：辛亥革命 五四运动 机械运动机械运动 物体物体的空间空间位置随时间时间变化的过程。 v 机械运动是最基本最简单的运动形态。力学机械运动是最基本最简单的运动形态。力学 是研究物体机械运动规律的物理学分支。它所研是研究物体机械运动规律的物理学分支。它所研 究的核心问题是：物体在何时运动到何位置。究的核心问题是：物体在何时运动到何位置。 机械运动机械运动 （）机械运动：（）机械运动：一个物体相对于另

2、一个物体位置的改变叫做机械一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械 运动运动. 车辆的行驶、机器的运转是机械运动；树叶摇摆、雄鹰振翅也是机车辆的行驶、机器的运转是机械运动；树叶摇摆、雄鹰振翅也是机 械运动；河水流动、风（空气的流动）等等，只要物体间的相对位置发械运动；河水流动、风（空气的流动）等等，只要物体间的相对位置发 生变化，都是机械运动生变化，都是机械运动. 宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，没有不运动的物体，运宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，没有不运动的物体，运 动的这种特性叫做运动的普遍性和运动的绝对性。太阳在银河系中不停动的这种特性叫做运动的普遍性和运动的绝对性。太阳在

3、银河系中不停 地运动，地球上通常认为不动的物体实际上是在随着地球一起运动，桌地运动，地球上通常认为不动的物体实际上是在随着地球一起运动，桌 面上不动的课本，物体内部的分子、原子也在不停地运动。面上不动的课本，物体内部的分子、原子也在不停地运动。 运动的普遍性和绝对性运动的普遍性和绝对性 v 描述运动的困难描述运动的困难 每个物体有大小和形状。 通常情况，物体上的每个点的运动情况 都是不同的。 如果物体都可以看作一个点点问题将得以简化。 v 思考思考 在现实中，研究物体的运动问题时，可以将物体视为 “点”？请举几个例子，并说明其中的道理。 v 总结总结 研究的问题无需关注物体大小、形状或将物体上

4、的某 个点的运动代替整个物体的运动后，对于研究的结果没 有重大影响，就可以将一个具有质量的点代替这个物体。 物体和质点 v 物理学是一门研究模型的学科，物理学发展的物理学是一门研究模型的学科，物理学发展的 过程是不断构建、完善和应用物理模型的过程。过程是不断构建、完善和应用物理模型的过程。 v “模型模型”的特征与的特征与“理想化理想化”的的思维本质思维本质 模型是“假”的 模型很象“真”的 抓住“主要因素” 忽略“次要因素” v “理想化理想化”的条件的条件 能否进行“理想化”的简化取决于研究问题的性质。 v 模型的分类模型的分类 对象模型：质点 刚体 过程模型：匀速运动 v 质点质点 具有

5、一定质量但没有大小、形状的物体 “质点”模型 （1）质点的两个基本属性）质点的两个基本属性 只占有位置不占有空间。只占有位置不占有空间。 具有所代替的物体的全部质量。具有所代替的物体的全部质量。 （2）质点物理意义的理解）质点物理意义的理解 质点不是实际存在的物体质点不是实际存在的物体,是一个理想的物理模型。是一个理想的物理模型。 质点质点 （3）物体可简化为质点的三种情况）物体可简化为质点的三种情况 物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计 时，可视物体为质点。如地球比较大，但在研究地球绕太阳公时，可视物体为质点。如地球比较大，但在研究

6、地球绕太阳公 转时，地球的大小就变成次要因素，我们完全可以把地球当做转时，地球的大小就变成次要因素，我们完全可以把地球当做 质点来看待。然而，在研究地球自转时，就不能把地球看成质质点来看待。然而，在研究地球自转时，就不能把地球看成质 点了。研究火车从北京到上海的运动时间可以把火车视为质点，点了。研究火车从北京到上海的运动时间可以把火车视为质点， 但研究火车过桥的时间就不能把火车看成质点了。但研究火车过桥的时间就不能把火车看成质点了。 平动的物体可以视为质点。平动的物体是指物体上各个平动的物体可以视为质点。平动的物体是指物体上各个 点的运动情况都完全相同。这样，物体上任一点的运动情况与点的运动情

7、况都完全相同。这样，物体上任一点的运动情况与 整个物体的运动情况相同，可用一个质点代替整个物体。但转整个物体的运动情况相同，可用一个质点代替整个物体。但转 动的物体不能视为质点，因为转动物体上各个点的运动情况并动的物体不能视为质点，因为转动物体上各个点的运动情况并 不相同。不相同。 转动的物体一般不能视为质点，但当转动相对平动而言转动的物体一般不能视为质点，但当转动相对平动而言 可以忽略时，也可以将物体视为质点。如汽车在平直的公路上可以忽略时，也可以将物体视为质点。如汽车在平直的公路上 行驶时，虽然车轮在转动，但我们关心的是汽车整体的运动情行驶时，虽然车轮在转动，但我们关心的是汽车整体的运动情

8、 况，此时汽车就可以视为质点。况，此时汽车就可以视为质点。 （4）大的物体可以视为质点，小的物体有时也可以不视为质点，这）大的物体可以视为质点，小的物体有时也可以不视为质点，这 是由物体的大小、形状对所研究问题的影响是否可以忽略不计所决定的。是由物体的大小、形状对所研究问题的影响是否可以忽略不计所决定的。 如地球是足够大的，但地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素，如地球是足够大的，但地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素， 我们完全可以把地球当作质点看待。当然，在研究地球自转时，就不能我们完全可以把地球当作质点看待。当然，在研究地球自转时，就不能 把地球看成质点了。原子是足够小，但如

9、果研究原子的核外电子绕核运把地球看成质点了。原子是足够小，但如果研究原子的核外电子绕核运 动的情况时，就不能把原子看成质点。动的情况时，就不能把原子看成质点。 （5）在物理的研究中，）在物理的研究中，“理想模型理想模型”的建立具有十分重要的意义的建立具有十分重要的意义。 引入引入“理想模型理想模型”，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。 在现实世界中，有许多实际的事物与这种在现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型理想模型”十分接近，在一十分接近，在一 定条件下作为一种近似，可以把实际事物当作定条件下作为一种近似，可以把实际事物当作

10、“理想模型理想模型”来处理，即来处理，即 可以将研究可以将研究“理想模型理想模型”的结果直接地应用于实际事物。例如在研究地的结果直接地应用于实际事物。例如在研究地 球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径（约球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径（约1.3104 km）比地球和太）比地球和太 阳之间的距离（约阳之间的距离（约1.5108 km）小得多，地球上各点相对于太阳的运动）小得多，地球上各点相对于太阳的运动 可以看作是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，在这种情况下，可以看作是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，在这种情况下， 就可以直接把地球视为一个就可以直接把地球视为一个“质点质点

11、”来处理。来处理。 我们只研究能够简化为质点的物体的运动，因此，如果没有特别说我们只研究能够简化为质点的物体的运动，因此，如果没有特别说 明都可以把物体视为质点来处理。明都可以把物体视为质点来处理。 【解析】做花样滑冰的运动员，有旋转动作，身体各部分运动情况不尽做花样滑冰的运动员，有旋转动作，身体各部分运动情况不尽 相同，不能把其视为质点；在火车的速度相同、火车的大小（长度）相同，不能把其视为质点；在火车的速度相同、火车的大小（长度） 不同时，火车通过站口的时间是不同的，不能把火车视为质点。不同时，火车通过站口的时间是不同的，不能把火车视为质点。 远航的巨轮、运动中的人造卫星本身大小和形状与其

12、轨道相比很远航的巨轮、运动中的人造卫星本身大小和形状与其轨道相比很 小，可视为质点。小，可视为质点。 【例【例1】在下列运动中，研究对象能当作质点的有（】在下列运动中，研究对象能当作质点的有（ ） A.描出远洋航行巨轮轨迹时的巨轮描出远洋航行巨轮轨迹时的巨轮 B.裁判眼中花样滑冰的运动员裁判眼中花样滑冰的运动员 C.研究人造地球卫星的绕行周期研究人造地球卫星的绕行周期 D.火车从车站开出通过站口的时间火车从车站开出通过站口的时间 、 一个物体能否视为质点，不是由物体自身的大小决定的，而是一个物体能否视为质点，不是由物体自身的大小决定的，而是 一个相对概念，即物体自身的形状和大小与所研究的问题相

13、比较可以一个相对概念，即物体自身的形状和大小与所研究的问题相比较可以 忽略时，可以抓住主要因素，忽略次要因素的一种科学抽象方法，所忽略时，可以抓住主要因素，忽略次要因素的一种科学抽象方法，所 以要具体问题具体分析，比如例题中若研究花样滑冰运动员在冰上运以要具体问题具体分析，比如例题中若研究花样滑冰运动员在冰上运 动的径迹，计算火车从甲站开往乙站的时间，运动员和火车都可视为动的径迹，计算火车从甲站开往乙站的时间，运动员和火车都可视为 质点。质点。 名师伴你行 以下几种关于质点的说法，你认为正确的是以下几种关于质点的说法，你认为正确的是( ) A.只有体积很小或质量很小的物体才可以视为质点只有体积

14、很小或质量很小的物体才可以视为质点 B.只要物体运动得不是很快，物体就可以视为质点只要物体运动得不是很快，物体就可以视为质点 C.质点是一种特殊的实际物体质点是一种特殊的实际物体 D.物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可 以忽略不计时，我们就可以把物体视为质点以忽略不计时，我们就可以把物体视为质点 D 参考系与坐标系参考系与坐标系 v 参考系参考系 一切物体都是运动的，即运动具有绝对性。 判断物体位置随时间的变化，需要选择一个假定静止 的物体作为参考标准，这个物体称为参考系参考系（参照物参照物）。 参考系的选择不同，物体的运动情况可能

15、不同。即运 动的相对性。一般在研究地面物体时选择地面为参考系。 v 坐标系坐标系 为标定物体位置，在参考系上建立坐标系。坐标系是 参考系的数学表达，包括：原点原点 坐标轴坐标轴 标度标度 正方向正方向。 参考系参考系 （1）参考系：）参考系：要确定一个物体的位置并描述它的运动情况，就要要确定一个物体的位置并描述它的运动情况，就要 选定某个其他物体做参考，这个被选作参考的物体叫做参考系选定某个其他物体做参考，这个被选作参考的物体叫做参考系. （2）四个角度理解参考系）四个角度理解参考系 标准性：标准性：用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物

16、体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的. 任意性：任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和使运动参考系的选取具有任意性，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，常选地面为参考研究地面上物体的运动时，常选地面为参考 系系. 统一性：统一性：比较物体的运动时，应该选择同一参考系比较物体的运动时，应该选择同一参考系. 差异性：差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同，例同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同，例 如，坐在行驶的车中的乘客，以地面为参考系，乘客是运动的，但如如，坐在行驶

17、的车中的乘客，以地面为参考系，乘客是运动的，但如 果以车为参考系，则乘客是静止的果以车为参考系，则乘客是静止的. 位置位置 v 思考思考 今天上学时你忘记带教材，家人需要将其送到学校。 他最需要了解的信息是什么？ v 位置位置 物体在参考系中的坐标称为物体的位置。 o x z y A(x0,y0,z0) 物体在三维空间中的位置物体在三维空间中的位置 空间位置的标定空间位置的标定 v 二维空间坐标系二维空间坐标系 v 一维空间坐标系一维空间坐标系 2 1 0 1 2 3 4 5 6 x/m v x/m y/m o x0 y0 A（x0 ，y0） 汽车位置：5.2m STICKER 操作惯例操作惯

18、例：以参考 系为原点，以运动 方向为正方向建立 坐标系。 科学漫步科学漫步 v 全球卫星定位系统全球卫星定位系统（教材P11） 1.GPS此刻位于我国哪个城市？ 2.从显示屏上你还能获得哪些信息？ 3.GPS系统的基本原理是什么？ 【例【例2】唐代有一首词，其下阙为：唐代有一首词，其下阙为：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来满眼风波多闪灼，看山恰似走来 迎，仔细看山山不动，是船行迎，仔细看山山不动，是船行”中，中，“看山恰似走来迎看山恰似走来迎”和和“是船是船 行行”所所 选的参考系分别是（选的参考系分别是（ ） A.船和山船和山 B.山和船山和船 C.地面和山地面和山 D.河岸和流水河岸和流水

19、【解析解析】“看山恰似走来迎看山恰似走来迎”，山相对地面是不动的，因此所选的，山相对地面是不动的，因此所选的 参考系为船；参考系为船；“是船行是船行”，船相对地面或山是运动的，因此所选参，船相对地面或山是运动的，因此所选参 考系为地面或山。考系为地面或山。 A 【答案答案】诗中描写船的运动；前两句写景，诗人在船上，卧看云不动是以船为诗中描写船的运动；前两句写景，诗人在船上，卧看云不动是以船为 参考系，云与我俱东是以两岸为参考系，云和船均向东运动。参考系，云与我俱东是以两岸为参考系，云和船均向东运动。 将近将近1 000年前，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽年前，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽

20、 的春日出游时曾经写了一首诗（图的春日出游时曾经写了一首诗（图1-1-1）。在这首诗）。在这首诗 中，诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。诗中，诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。诗 中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参考系中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参考系 的？你对诗人关于的？你对诗人关于“榆堤榆堤”“”“云云”“”“我我”的运动与静的运动与静 止的说法有没有不同的认识？止的说法有没有不同的认识？ 2 图图1-1-11-1-1 原则上讲参考系的选取是任意的，但由于人的观察习惯，常原则上讲参考系的选取是任意的，但由于人的观察习惯，常 选地面或观察者自身做参考系。选地面

21、或观察者自身做参考系。 空间空间 时间时间 时刻时刻 时刻与时间间隔的区别时刻与时间间隔的区别 在时间轴上时刻为一点，时间间隔为一段。在时间轴上时刻为一点，时间间隔为一段。 第第1 s内，第内，第2 s内内第第n s内指的是时间，在数值上内指的是时间，在数值上 都为都为1 s；最初；最初2 s，前，前2 s，最后，最后 2 s内等说法对应的也为时间间内等说法对应的也为时间间 隔；第隔；第1 s末、第末、第2 s末、第末、第3 s初初 等指时刻，且第等指时刻，且第2 s末和第末和第3 s初初 指同一时刻。（图指同一时刻。（图1-1-2） 图图1-1-21-1-2 时间的单位有时间的单位有秒、分钟

22、、小时秒、分钟、小时，符号分别是，符号分别是s s、minmin、h h。还。还 有有飞秒和阿秒飞秒和阿秒，符号是：，符号是：fsfs、asas且且fs=10fs=10-15 -15 s s, ,1 as=101 as=10-18 -18 s s。 。 生活中用各种表来计时，实验室里和运动场上常用生活中用各种表来计时，实验室里和运动场上常用停表停表来来 测量时间，若要比较精确地研究物体的运动情况，有时需要测测量时间，若要比较精确地研究物体的运动情况，有时需要测 量和记录很短的时间，学校的实验室中常用量和记录很短的时间，学校的实验室中常用电磁打点计时器电磁打点计时器或或 电火花计时器电火花计时器

23、来完成。来完成。 平常所说的平常所说的“时间时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，有时指时刻，有时指时间间隔， 如火车到站的时间是时分，开出的时间是时如火车到站的时间是时分，开出的时间是时 分，在本站停留时间是分钟，前两个分，在本站停留时间是分钟，前两个“时间时间”都是指时刻，都是指时刻， 第三个第三个“时间时间”指时间间隔。指时间间隔。 如果用一维坐标系来表示时间轴，时间轴上的点表示时刻，如果用一维坐标系来表示时间轴，时间轴上的点表示时刻， 某一段线段则表示时间间隔。某一段线段则表示时间间隔。 时间的测量时间的测量 时刻与时间（间隔） v 练习练习 请在时间轴上标注内容： 第1秒末 第3秒末

24、第3秒初 第1秒 第2秒 前1秒 前3秒 0 1 2 3 4 5 t/s 第第1s末末 第第3s末末 第第3s初初 第1s第2s 前1s 前3s v 时刻时刻 时间轴上的点表示时刻。 v 时间（间隔）时间（间隔） 时间轴上的线段表示时间。 提示：提示：生活中我们经常混淆“时刻”与“时间”，如： “今天早自习你又迟到，一点没有时间观念！”在物 理学中它们的含义有明确的区别。 【例】【例】以下说法中正确的是（）以下说法中正确的是（） .学校作息时间表上的学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为学生上第一节课的时间为8:00”是是 指指 时间间隔时间间隔 .火车站公布的旅客列车运行表是时刻表火车站

25、公布的旅客列车运行表是时刻表 .体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔 .“神舟神舟”七号绕地球飞行三天多，耗时七号绕地球飞行三天多，耗时80时时30分钟是时刻分钟是时刻 【评析】时间和时刻的区别：时刻是对应于物体所处的状态，即时间和时刻的区别：时刻是对应于物体所处的状态，即 时刻为状态量；时间间隔是对应于物体所经历的某段过程，即时时刻为状态量；时间间隔是对应于物体所经历的某段过程，即时 间间隔为过程量。间间隔为过程量。 【解析】学校作息时间表上的学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为学生上第一节课的时间为:00”:00

26、” 是指学生上第一节课的瞬间，火车站公布的旅客列车运行表是指是指学生上第一节课的瞬间，火车站公布的旅客列车运行表是指 列车到站或离站的瞬间，体育老师用秒表记录某同学完成百米短列车到站或离站的瞬间，体育老师用秒表记录某同学完成百米短 跑所记录的数值是时间间隔，跑所记录的数值是时间间隔，“神舟神舟”七号绕地球飞行三天多，耗七号绕地球飞行三天多，耗 时时8080时时3030分钟分钟指的是时间间隔，故、正确。指的是时间间隔，故、正确。 BC 2010年年3月月5日上午日上午9:00，十一届全国人大三次会议在人民大会堂开幕，会上听，十一届全国人大三次会议在人民大会堂开幕，会上听 取国务院总理温家宝作政府工作报告，审查年度计划报告和预算报告取国务院总理温家宝作政府工作报告，审查年度计划报告和预算报告.8:58分，分， 吴邦国委员长宣布了上午会议有三项议程，并请国务院总理温家宝同志作政府吴邦国委员长宣布了上午会议有三项议程，并请国务院总理温家宝同志作政府 工作报告工作报告.8:59分，温家宝代表国务院，向大会作政府工作报告，分，温家宝代表国务院，向大会作政府工作报告，11:05温总理结温总理结 束了精彩的报告，在长达束了精彩的报告，在长达2个多小时的时间里，总理精彩的报告不断被热烈的个多小时的时间里，总理精彩的报告不断被热烈的 掌声所打断掌声所打断.随后，吴邦国委员长宣布：上午全体会议的各项议