山东省冠县武训高级中学高中物理《11 质点 参考系和坐标系》课件 新人教版必修1.ppt

新课标人教版必修一 1 1质点参考系和坐标系 鸟在飞翔 火箭飞向太空 乌龟在跑 地球在转动 运动是绝对的 物体的空间位置随时间的变化 叫机械运动 它是自然界最简单最基本的运动形式 在物理学中 研究物体做机械运动的分支叫力学 问题1 该如何描述物体的运动呢 诗人用气势磅礴来描述大河中的水流 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 一 物体的运动 1 运动是 的一切物体都在不停地 运动 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 绝对 一 物体的运动 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 思考 当我们研究地球公转的规律时怎么样看待地球 如果研究其自转 考查地球上各点的运动 如何看待地球 再看下面的例子 一 质点 用来代替物体的有质量的点 1 特点 a 它没有大小和形状 b 它具有物体的全部的质量 c 它是一种理想化的模型 2 物体被看作质点的条件 当物体的大小和形状对我们研究问题的影响不大可以忽略时 可以把物体看作质点 1 关于质点的以下说法正确的是 a 只有体积很小或质量很小的物体才能看作质点b 只要物体运动不是很快 就可以把物体看作质点c 物体的大小和形状可以忽略时 可将物体看作质点d 质点是客观存在的 c 2 在下列各物体的运动中 可视作质点的物体有 a 从北京开往广州的一列火车b 研究转动的汽车轮胎c 研究绕地球运动时的航天飞机d 表现精彩的芭蕾舞演员e 参加百米跑竞赛的运动员 ac 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 例题4 下列情况不能看成质点的是 a 研究绕地球飞行时航天飞机的轨道b 研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况c 计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间d 计算火车通过路口所用的时间 bd 1下列关于质点的说法 正确的是 a 顺水漂流的小船可以视为质点b 研究火车通过路旁一根电线杆时 火车可以看做质点c 研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时不能把乒乓球看做质点d 研究奥运会跳水运动员跳水动作时 不能将运动员看做质点 解析顺水漂流的小船各点的运动情况一致 是平动的物体 可视为质点 a对 研究火车通过路旁的一根电线杆时 火车的长度不能忽略 火车不能看做质点 故b错误 研究旋转多变的乒乓球的弧圈运动时 乒乓球的大小不能忽略 乒乓球不能看做质点 故c正确 研究运动员的跳水动作时 要研究转体和翻滚等高难动作 也不能看做质点 故d正确 答案acd 2关于质点 下列说法正确的是 a 质点就是一个体积很小的小球b 只有很小的物体才能被视为质点c 质点不是实际存在的物体 只是一种理想模型d 大的物体有时也可以被视为质点 解析质点不是实际存在的物体 更不是小球 是实际物体的近似 是理想模型 不一定小的物体才可以被视为质点 如地球很大 但在研究地球公转时可将其视为质点 答案cd 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 思维体操 同样的物体 运动会不同 如何解释小孩的静止 二 参考系 1 运动的相对性 描述运动要寻找参考物体2 参考系 referenceframe 1 选择的任意性 一般选择地球和相对于地球静止的物体 2 对不同参考系 运动可能不同 注意 比较两个物体的运动情况 必须选择同一个参考系才有意义 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 体会诗境中的相对运动 1 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 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 cd 2 列车a和b并排停在某站 当a启动后b还未启动 此时列车b内的一乘客看到自己所乘的列车运动了 他选的参考系是 a 列车ab 列车bc 站台d 铁轨 a 4观察图中的烟和小旗 关于甲 乙两车相对于房子的运动情况 下列说法正确的是 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 解析图中房子相对地面是静止的 由烟囱冒出的烟向左飘 可知此时风向向左 相对于地球而言 甲车上的旗子也向左 则有三种可能情况 一是甲车不动 风把小旗向左刮 二是甲车向右运动 风相对甲向左 风把小旗向左刮 三是甲车向左运动但小于风速 因此风仍能把小旗向左刮 对于乙车 则只有乙车向左运动并大于风速 此时风把小旗向右刮 故选项d正确 答案d 思考 我们曾说过运动是绝对的 现在又说运动是相对的 矛盾么 文字描述方便吗 能精确吗 有没有简便又准确的方法 区分 定性与定量 笛卡儿发明坐标系 若物体只在一条直线上运动 如何描述位置变化 若在某平面 操场 上呢 如何确定物体的位置 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 4 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 练习 a点坐标xa 3m x m o 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 1 2 3 4 2 3 4 a b b点坐标xb 2m 走过的路程 b m 知识归纳坐标系 1 定义 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 2 一维坐标系 选某一位置为坐标原点 以某个方向为正方向 选择适当的标度建立一个坐标轴 就构成了一维坐标系 适用于描述物体在一维空间运动 即物体沿一条直线运动 时物体的位置 3 二维坐标系 由两个互相垂直的坐标轴组成 适用于物体在二维空间 即在同一平面 内运动时 又称为平面直角坐标系 4 三维直角坐标系 由三个互相垂直的坐标轴组成 又称为立体直角坐标系 适用于描述物体在三维空间中的具体位置 上一页 目录 5 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 如图所示 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 解析 本题中的物体沿直线运动 可以在该直线上建立直角坐标系 来定量描述物体的位置 若以地面为原点 则出发点 最高点 落地点的坐标分别为x1 3m x2 8m x3 0 若以抛出点为原点 则x1 0 x2 5m x3 3m 归纳总结 定量描述沿直线运动的物体的位置及变化 只需建立直线坐标系 一维坐标系 但当物体在同一平面内运动时 要用平面直角坐标系 二维坐标系 才能定量描述出物体的位置及位置的变化 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 生活中的物理 手持式gps 科学漫步 全球卫星定位系统 gps gps显示屏信息 车载gps 放大图 典型例题1 在下列物体的运动中 可视作质点的物体有 a 从北京开往广州的一列火车b 研究转动的汽车轮胎c 研究绕地球运动时的航天飞机d 表演精彩芭蕾舞演员e 参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中f 在斜下推力的作