高中物理 第1章 质点 参考系和坐标系课件 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 运动的描述 第一章 1 1 1集合的概念 1 质点参考系和坐标系 第一章 1 1 1集合的概念 下雨天 地面观察者看到雨滴竖直下落时 坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却是斜向后方的 如图所示 你观察过这种现象吗 是否思考过其中的原因 1 1 定义物体相对于其他物体的 变化 叫做机械运动 简称运动 2 运动的绝对性和静止的相对性宇宙中没有不动的物体 一切物体都在不停地运动 运动是 的 静止是 的 机械运动 位置 绝对 相对 2 1 实际物体有一定的 和 并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般 2 质点 1 定义 研究物体的运动时 在某特定情况下 可以不考虑物体的 和 把它简化为一个有 的物质点 这样的点称为质点 2 把物体看成质点的条件 物体的 和 等因素不影响问题的研究时 就可以把物体看成质点 物体和质点 大小 形状 不同 大小 形状 质量 大小 形状 3 1 定义要描述一个物体的运动 就必须选择另外一个物体作 这个用来作 就叫做参考系 2 选取原则 1 研究物体的运动时 参考系的选取是 一般根据研究问题的方便来选取 2 在研究地面上物体的运动时 通常把 或者 的其他物体作为参考系 参考系 参考 参考的物体 任意的 地面 相对于地面静止不动 4 1 建立坐标系的目的定量地描述物体的 及位置的 2 建立坐标系的方法 1 建立何种坐标系要针对物体是在 平面内 还是空间中运动而定 2 建立坐标系时应明确坐标原点 及单位长度 标明坐标单位 坐标系 位置 变化 直线上 正方向 一 理想化模型与质点1 理想化模型 1 理想化模型 是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象 实际并不存在 2 理想化模型 是以研究目的为出发点 突出问题的主要因素 忽略次要因素而建立的 物理模型 3 理想化模型 是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映 是物理学中经常采用的一种研究方法 2 对质点的理解 1 质点是用来代替物体的有质量的点 其突出的特点是 具有质量 但是质点没有大小 体积 形状 它与几何中的 点 有本质区别 2 质点是一种 理想化模型 3 可将物体看成质点的几种情况 特别提醒 物体能否被视为质点 不是取决于物体的大小 而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略 同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点 有的则不能视为质点 研究下列现象 涉及的物体可看做质点的是 a 研究地球绕太阳运动的轨迹时b 研究撬棒用力大小与支点位置关系c 研究旋转的乒乓球旋转方向d 研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素 1 答案 a解析 研究地球绕太阳运动的轨迹时 由于地球的半径远小于日地之间距离 所以地球可看做质点 支点位置影响撬棒用力大小 撬棒不可以看做质点 研究乒乓球如何旋转 不能看做质点 扇叶所受阻力与扇叶形状大小有关 不能看做质点 选a 二 对参考系的进一步理解1 选择参考系的意义要描述一个物体的运动 必须首先选好参考系 对于同一个运动 如果选不同的物体作参考系 观察到的运动情况可能不相同 2 选择参考系的原则 1 选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定 2 参考系的选取可以是任意的 在实际问题中 参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则 特别提醒 1 由于运动描述的相对性 凡是提到物体的运动 都应该明确它是相对哪个参考系而言 2 在同一个问题当中 若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时 必须选取同一个参考系 3 无论物体原来运动情况如何 一旦把它选为参考系 就认为它是静止的 江阴市五校2013 2014学年高一上学期期中 观察下面的漫画 图中司机说乘车人 你没动 而路上的小女孩说他运动得 真快 关于司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为 2 a 地面 地面b 地面 汽车c 汽车 地面d 汽车 汽车答案 c解析 乘车人和车具有相同的速度 保持相对静止 而相对地面来说 车在运动 故选项c正确 三 坐标系1 建立坐标系的物理意义借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化 2 三种坐标系的比较 特别提醒 1 建立何种坐标系 由物体的运动特点确定 建立坐标系的原则是能够方便 准确地描述物体的位置及位置变化 2 物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值 与正方向的规定和原点的位置有关 山东海岳中学2013 2014学年高一上学期期中 如图所示 运动员将铅球奋力掷出 铅球出手后在水平方向前进10m时 在竖直方向上升了4m到达最高点 你认为应该建立怎样的坐标系能方便地描述铅球在最高点所处的位置 按你所建立的坐标系 铅球在最高点的位置坐标是多少 3 答案 应建立平面直角坐标系 10m 4m 解析 因为小球在二维空间运动 需要建立平面直角坐标系 若以抛出点为坐标原点 水平向右 即运动的水平方向 为x轴正方向 竖直向上为y轴正方向 则可得其最高点的位置为x 10m y 4m 即用坐标表示为 10m 4m 山东兖州市2013 2014学年高一上学期期中 关于下列情况中的物体可否看作质点 判断正确的是 a 研究一列火车通过南京长江大桥的时间 火车可视为质点b 分析高射炮弹的轨迹长度 炮弹可视为质点c 研究地球的自转 地球可视为质点d 分析跳高运动员的过杆技术 运动员可视为质点 1 对质点概念的理解 1 解析 研究一列火车通过南京长江大桥的时间时 火车长度相对于大桥长 不能忽略 不能看成质点 a错误 研究地球的自转时 地球各部分的运动情况不一样 所以不能看成质点 c错误 分析跳高运动员的过杆技术时 不能忽略运动员的动作 d错误 分析高射炮弹的轨迹长度时 炮弹大小可以忽略 b正确 答案 b 点评 物体能否被看成质点 关键要看所研究的问题 当物体的大小和形状对所研究的问题无影响或者影响可以忽略时 此时物体可以看成质点 如图所示 下列物体或人可以看成质点的是 a 研究从北京开往天津的一列高速列车的速率b 研究绕月球运动的 嫦娥二号 卫星的运行轨迹c 体操运动员在单杠比赛中d 表演精彩芭蕾舞的演员 1 答案 ab解析 完成单杠动作的运动员和表演芭蕾舞的演员 他们的姿态 肢体动作是需要研究的 不能把他们看成质点 c d错 从北京开往天津的高速列车和绕月球运动的卫星的形状 大小对于所研究的问题可忽略 可看成质点 a b正确 甲 乙 丙三人各乘一个热气球 如下图所示 甲看到楼房匀速上升 乙看到甲匀速上升 甲看到丙匀速上升 丙看到乙匀速下降 那么 从地面上看 甲 乙 丙的运动情况可能是 2 参考系与相对运动 2 a 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙停在空中b 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙匀速上升c 甲 乙匀速下降 v乙 v甲 丙匀速下降 且v丙 v甲d 以上说法均不正确 解析 甲 乙 丙三人在观察其他物体的运动时 是以自己所乘的热气球为参考系的 楼房和地面连为一体 是同一个参考系 甲看到楼房匀速上升 说明甲相对于地面匀速下降 乙看到甲匀速上升 说明乙相对于地面也在匀速下降 且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲 甲看到丙匀速上升 则丙的运动有三种可能情况 1 丙静止 2 丙匀速上升 3 丙匀速下降 但v丙 v甲 而在这三种可能的情况下 丙看到乙一定是匀速下降 符合题意 故选项a b正确 答案 ab 钓鱼岛自古以来就是中国领土 其附近海域是渔民祖祖辈辈传承的谋生渔场 如图所示 中国 歼15 战斗机在钓鱼岛领空内开展例行维权巡航 假设a b两飞机并排行驶 a机上的飞行员看见钓鱼岛向东移动 b机上的飞行员发现a机没有动 如果以钓鱼岛为参照物 上述事实说明 2 a a飞机向西运动 b飞机不动b b飞机向西运动 a飞机不动c a飞机向西运动 b飞机向东运动d a b两飞机以相等的速度都向西运动答案 d 如图所示 某人从学校门口a处开始散步 先向南走了50m到达b处 再向东走了100m到达c处 最后又向北走了150m到达d处 则a b c d各点位置如何表示 3 坐标系的应用 3 解析 可以以a点为坐标原点 向东为x轴的正方向 向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系 如图所示 则各点坐标为a 0 0 b 0 50m c 100m 50m d 100m 100m 答案 a 0 0 b 0 50m c