运动学几个基本概念.ppt

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。” 学习目标: 1、理解质点的概念，通过对质点的认识，掌握物理学中 的一种重要的研究方法：科学抽象，理想化模型。 2、理解参考系和坐标系的概念，明确描述机械运动必 须选取参考系。 3、理解参考系选取的不同，对物体运动的描述不同 4、理解时间与时刻的区别 5、理解距离与位移的概念及其区别 6、了解矢量与标量的区别 运动运动 与与 参考系参考系 一、常见的运动 在我们生活的周围有各式各样运动着 的物体。 一、常见的运动 一、常见的运动 物体相对于其他物体的位置变 化叫机械运动，简称运动 描述物体的位置及其变化时，又总是相对 其它物体而言，即运动和静止的相对性 自然界的一切物体都处于永恒的运动中 描述物体运动时,用来作参考(假定为不动) 的另外的物体-叫做参考系 参考系的选择是任意的 二 参考系 我国是文明古国，对运动早就有研究早在 汉代成书的尚书纬考灵曜中就有这样 的记载：“地恒动不止，而人不知。譬如人 在大舟中，闭牖(窗户)而坐，舟行而人不觉 也。” 二、参考系 对面的伯伯看到女孩是静止的，那么路边的人看到的情 况又是怎样的呢？ 对面的老伯看过来 二、参考系 选择参考系的原则是什么？ （虽然参考系可以任意选取，但实际上总是 本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的 原则选取） （一般研究地面上运动的物体时选取地面为 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 例题： 电影闪闪的红星中 ，有一句歌词：“小小竹 排江中游，巍巍青山两 岸走”，问：“竹排江中 游”和“青山两岸走”分别 是以什么做为参考系的 ？ “小小竹排江中游”是以两岸为参考系的。 “巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系的。 坐地日行八万里，巡天遥看一千河 满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎 。仔细看山山不动，是船行。 2、第一次世界大战期间，一名法国飞行员 在2000米的高空飞行时，发现旁边有一个小 东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓 过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹 。飞行员能抓住子弹的原因是（ ） A、飞行员反应快 B、子弹相对飞行员是静止的 C、子弹已经飞行的没劲了 D、飞行员有手劲 B 3.在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵 果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下 ，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运 动轨迹是_车中人以车为参考系观察到 果子的运动轨迹是_ ABCD A D 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。 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。 X O 5m 研究飞机在空中的位置、离开地面的高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？考虑它本身的大小和形状吗？ 研究飞机在空中的位置、离开地面的高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，度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以可以 用一个小点代替这个用一个小点代替这个“庞大庞大”的飞机的飞机 因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响 很小,可忽略不计 在物理学中为了研究的方便,可以用一个小 点代替物体 这个有质量的点称为质点 质质 点点 三、质点 研究列车从广州开往北京和列车通过一座桥梁时，什么 情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么？ 研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度！ 研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度！ 三、质点 研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球与太阳之间的距离 可以忽略，可以不考虑地球的大小。（研究地球公转时，地球本身研究地球公转时，地球本身 的大小和形状是次要因素可忽略的大小和形状是次要因素可忽略） 研究地球的自转时，随着纬度的不同，地球表面的转动情况不同， 地球的形状和大小不能忽略。 三、质点 有时，物体上各点的运动情况完全相同， 或者差别小到可以忽略，此时，我们研究一点 的运动可以代表物体上所有的点。 如果物体上各点的运动情况相同，或者差异相对于 所研究的问题可以忽略时，我们也可以将物体简化 为一个集中物体全部质量的点（质点）。 例题： 1、以下关于质点的说法中，正确的是 A、质量很小的物体就可以当作质点 B、质量很大或体积很大的物体一定不能看成质点 C、体积很小的物体就可以看作质点 D、同一物体有时可看作质点，有时不能看作质点 D 2、下列情况中可视为质点的是 A、研究一端固定并可绕该端转动的木杆时 B、研究月球绕地球运动时的月球 C、研究体操运动员在平衡木上的动作时 D、研究火车经过桥梁时 B 巩固练习 巩固练习 3、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，只有地球才是最理想的参考系 C、不选定参考系，有时也可以研究某一物体的运动 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 D 4、在平直的公路上并排行驶的汽车，甲车内的人看见窗 外的树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果 以地面为参考系，上述事实说明： A、甲车向西运动，乙车不动 B、乙车向西运动，甲车不动 C、甲车向西运动，乙车向东运动 D、甲、乙两车同时向西运动 D 小结质点 1质点：用来代替物体的有质量的点叫做质点 2质点的概念是一种科学的抽象，是一种理想化的 模型 3将物体看做质点的条件大体可归为两类： （1）运动物体的大小跟它在运动过程中所涉及的 空间范围相比很小时，可将物体作为质点处理例 ：在铁路上长距离运行的火车，远航的飞机、轮船 、绕太阳运动的地球等 （2）运动物体上各个点的运动情况完全相同时（ 这种运动叫平动），可以拿物体上的某一点的运动 来代替整个物体的运动，将物体看成是质点例： 沿斜面下滑的木块 4轨迹：运动质点通过的路线叫做质点 轨迹 直线运动，曲线运动是曲线的 叫做 南宁二中凤凤岭校区作息时间时间 表 节节 次时时 间间备备 注 早起床6:40-公寓开门6:40 早 操6:50- 早 餐7:05- 公寓关门7:35 第一节节7:40-8:20 第二节节8:30-9:10 眼操、课间课间 活动动 时时 间间 与与 时刻时刻 请讨论下列情形中涉及的是什么概念？请讨论下列情形中涉及的是什么概念？ 物理中经常出现的说法：物理中经常出现的说法： 第2秒初、第3秒末、开始运动时 第2秒内、前3秒中、开始运动至静止时 在国际单位制（SI制）中，时间和时刻的单位：秒（s） 时间与时刻时间与时刻 时间与时刻时间与时刻 时刻是描述不同事件发生的顺序的，时间间 隔是描述同一事件所发生的过程持续的 时刻是指某一瞬时，可以用数轴上的点表示 时间间隔简称时间，在数轴上用一段线段来 表示 时间计量 法定计时单位 :秒、分、时、（日）、年 常用时间单位 :刻 周 季度 时间的测量: 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 1445 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 78 9 10 11 3 4 5 12 13 14 北京 重庆 （1）飞机 （2）火车 （3）先火车，再乘船 不同点？不同点？ 共同点？共同点？ 轨迹不相同轨迹不相同, , 位置变化相同位置变化相同 路程与位移路程与位移 3.路程与位移的比较 路程只有大小，没有方向，是标量标量； 位移有大小，有方向，是矢量矢量； 质点在做方向不变的直线运动时，位移大小才等于路程，其 他情况下位移大小要小于路程。 路程与位移在国际单位制中有相同的单位：米（m） 请讨论下列情形中涉及的是什么概念？请讨论下列情形中涉及的是什么概念？ 路程与位移路程与位移 1.路程物体运动轨迹的长度； 2.位移从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段 ； 矢量与标量 矢量：既有大小，又有方向,例如：位移 标量：只有大小，没有方向,例如：路程、 时间、质量、温度等 长度的单位 国际单位制中，长度的标准单位是“米”， 用符号“m”表示 其他的长度单位还有兆米(Mm)、千米(km)、 分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m) 、纳米(nm) 、海里(1852米) 、英里(1609米) 我国传统的长度单位还有尺、寸、丈等。它 们和米之间的换算关系为： 米（尺）（寸）.（丈） 在天文学中常用“光年”来做长度单位，它 是真空状态下光年所走过的距离，也因此 被称为光年。光年9.046531012km 问题问题1 1对“某人走了1km的路”，甲认为这1km指 的是位移，乙则认为这1km指的是路程，根据你自己 的理解,对甲、乙的说法作一评述。 问题问题2 2一条小船在广阔的湖面航行，开始向东 行驶了20km，接着向西行驶8km，再又向北航行了 16km，求小船在此过程中的位移和所走的路程。 下列关于位移和路程的说法中，正确的（） A、位移大小和路程不一定相等 B、位移的大小等于路程，方向由起点指向 终点 C、位移描述物体相对位置的变化，路程描 述路径的长短 D、位移描述直线运动，路程描述曲线运动 AC 课堂练习 课堂练习 关于时刻和时间，下列说法中正确是 ( ) A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B时刻对应位置，时间对应位移 C. 作息时间表上的数字表示时刻 D1 min内有60个时刻 BC 一支300m长的队伍，以1m/s的速度行 军，通讯员从队尾以3m/s的速度赶到 队首，并立即以原速率返回队尾，求 通讯员的位移和路程各是多少？ 225m 、 675m 课堂练习 一实心的长方体，三边长分别是a、 b、c（abc），如图所示有 一质点，从顶点A沿表面运动到长 方体的对角B，求：（1)质点的最 短路程（2)质点的位移大小 课堂练习 直线运动的位置和位移 建立一维坐标系 坐标的正负表示位置在原点的哪一侧， 坐标的数值表示位置到原点的距离 用位置坐标的变化量表示物体位移 ， 用正、负表示运动物体位移的方向 怎样定量（准确）地描述刘翔所在的位置? 如图，一个物体从如图，一个物体从A A运动到运动到B B，初位置初位置 的坐标是的坐标是 x xA A =3 m=3 m，末位置的坐标是末位置的坐标是x x B B 一一2 m2 m，它的坐标变化量是它的坐标变化量是 x x ? ?位位 移是多少？移是多少？ 课堂练习 分组研究 思考与讨论 一位同学从操场中心A出发 ，向北走了40 m，到达C点，然 后又向东走了30m，到达B点。 用有向线段表明他第一次、第二 次的位移和两次行走的合位移（ 即代表他的位置变化的最后结果 的位移）。 三个位移的大小各是多少？ 你能通过这个实例总结出矢量相 加的法则吗？ 说明 在没有特殊说明的情况下，求矢量，则 必须说明其大小和方向。 位移路程 方向 大小 运算法则则 是矢量 需考虑方向 是标量 不需考虑方向 位移的大小与路径无关； 一般情况下：路程位移的大小； 只有当物体做单向直线运动时，物体的 位移大小才等于路程。 平行四边形法则 算术加法 位移和路程的区别 小结 1.时间:是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时 刻的间隔表示一段时间，在时间坐标轴上对应于一段 2.时刻:时刻是指某一瞬时，在时间坐标轴上对应于一点 3.位移:初位置指向末位置的有向线段表示位移，描述物体位 置的改变，是矢量，与运动路径无关，只由初末位置决定 4.路程:质点运动轨迹的长度，是标量，取决于物体运动路径 5.矢量:矢量既有大小，又有方向 6.标量:只有大小，没有方向，标量相加遵从算术加法的法则 7.位置:用坐标表示位置 8.位移:用位置坐标的变化量表示物体位移 小结： 参考系运动的相对性； 质点代替物体有质量的点； 时刻与时间间隔质点运动情况的描述量； 位移质点位置的变化； 直线运动和曲线运动机械运动的常见形式 矢量和标量1、矢量：既有大小又有方向的物理量 。如：位移、力、速度 2、标量：只有大小没有 方向的物理量。如：温度、质量、时间、密度 1、质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次 要因素，对实际物体的近似，是一个理想化的模型。 2、参考系是可以任意选取的，但是，实际选取参考系的时候，需要考虑 到使运动的尽可能简单。研究地面上物体的运动，通常取地面或相对于 地面不动的其他物体作参考系比较方便。 一个物体能否视为质点，要具体情况具体分析。实际物体在下列两 种情况下都可简化为质点： （1）物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。 （2）物体上的各点的运动情况都相同，所以研究它上面某一点的运动 规律就可以代表它的整体运动情况