广西崇左市宁明县宁明中学高中物理 质点 参考系 空间 时间课件 教科版必修1.ppt

一 课程标准1 内容标准 1 通过史实 初步了解近代实验科学产生的背景 认识实验对物理学发展的推动作用 2 通过对质点的认识 了解物理学研究中物理模型的特点 体会物理模型在探索自然规律中的作用 3 经历匀变速直线运动的实验研究过程 理解位移 速度和加速度 了解匀变速直线运动的规律 体会实验在发现自然规律中的作用 4 能用公式和图像描述匀变速直线运动 体会数学在研究物理问题中的重要性 2 活动建议 1 通过实际观察 理解各种物体的运动特点 2 通过实验探究质量相同 大小不同的物体在空气中下落的情况 从中了解空气对落体运动的影响 3 通过查找资料等方式 了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义 二 高考考纲 1 参考系 质点 2 位移 速度和加速度 3 匀变速直线运动及其公式 图像 第十六届亚运会男子百米飞人大战决赛于2010年11月22日晚在广东奥体中心田径场举行 中国选手劳义 横空出世 以10秒24的成绩位居8名选手首位 获得了中国亚运历史上首枚男子百米金牌 我们知道百米比赛分为起跑 途中跑 冲刺三个阶段 但鸣枪后 劳义的起跑并不理想 0 170s的反应时间排名倒数第二 半程过后 劳义的速度逐渐显现 并最终以0 02秒的微弱优势力压沙特阿拉伯选手亚西尔 纳希里夺冠 亚西尔 纳希里的起跑阶段比劳义起跑阶段跑得快 但我们都说劳义比亚西尔 纳希里跑得快 这是为什么 运动员在起跑阶段 途中跑阶段和冲刺阶段分别做什么运动呢 冲刺之后又做什么运动呢 我们可以用哪些方法来描述他们的运动规律呢 本章就是来研究物体的运动以及如何描述物体的运动规律的 第1节质点参考系空间时间 1 机械运动一个物体相对于另一个物体位置的改变 这种运动称为机械运动 2 质点 1 质点的定义 用来代替物体的有质量的点称为质点 2 物体可看成质点的条件 物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略 3 质点是一种理想模型 3 参考系 1 定义 物体的运动和静止是相对的 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照物 也称为参考系 2 同一物体 选取不同的参考系 其运动情况可能不同 3 参考系的选取是自由的 应视研究的问题而定 一般取地面或相对于地面静止的物体作为参考系 4 空间时间时刻 1 任何物体的运动都是在空间和时间中进行的 2 时刻是指某一瞬间或瞬时 时间是指两个时刻之间的间隔 3 在物理学中 常用时间轴上的一个点表示时刻 用时间轴上的一段距离表示时间 自主探究 平常说的 一江春水向东流 地球的公转 钟表的时针在转动 太阳东升西落 等等 分别是说什么物体相对什么参考系在运动 答案 水相对于河岸 地球相对于太阳 时针相对于钟表表盘 太阳相对于地面 1 物体可视为质点的条件对于一个物体能否看成质点主要不是看这个物体体积的大小 而关键在于看这个物体的大小和形状对我们所研究的问题的影响如何 假如物体的大小和形状对我们所研究的问题无关紧要 几乎没有影响 这时我们就可以把这个物体视为质点 如公转时的地球 如果物体的大小和形状对我们所研究的问题影响比较大 这个时候物体就不能看做质点 一般说来 实际物体在下列三种情况下都可以简化为质点 1 物体的大小和形状对所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是相同的 所以研究它上面某 点 的运动规律就可以代表它的整体运动情况了 故此物体也可以当作质点处理 3 有转动但相对平动而言可以忽略时 也可以把物体视为质点 例如 汽车在运行时 虽然车轮有转动 但我们关心的是车辆整体的运动 此时汽车就可以看成质点 2 质点是一种理想化模型突出现象中的主要因素 忽略次要因素 建立起理想的 物理模型 是研究物理问题的一个重要方法 质点是一个理想化模型 严格意义上的质点实际上是不存在的 质点就是对实际物体的近似 所谓 理想化 就是指它没有大小 形状 却具有物体的全部质量 说它是模型 是因为它可以代表原来的真实物体 在空间占一定位置 3 走出质点概念判断的误区 1 不能说平动的物体一定能视为质点 而转动的物体一定不能视为质点 2 物体能否被看做质点与物体的大小无关 并不是大的物体不能看做质点而小的物体就一定能看做质点 3 同一个物体在一种物理情景中可以被看做质点 而在其他的物理情景中不一定可以看做质点 4 质点不同于几何中的 点 质点有质量 同时占有空间 而几何中的点没有质量 仅表示在空间的位置 例1 关于质点的判断 下列说法中正确的是 a 运动中的地球不能看成质点 而原子核可以看成质点b 研究火车通过路旁一根电线杆的时间时 火车可看成质点c 研究奥运会乒乓球女单冠军张怡宁打出的乒乓球时 不能把乒乓球看成质点d 研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时 可以将汽车看成质点 解析 当研究地球的公转时 由于地球直径 约1 3 107m 比地球与太阳之间的距离 约1 5 1011m 要小得多 可以忽略不计 所以可以把地球看成质点 忽略地球的自转 当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时 就不能忽略地球的大小和形状 当然就不能把地球看成质点了 当研究电子绕原子核的运动情况时 因为原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一 所以可以把原子核看成质点 但若研究有关原子核结构的问题时 就不能把原子核看成质点 选项a错 研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时 因电线杆的粗细比火车的长度小得多 故电线杆可看成质点 而火车不能看成质点 选项b错 奥运冠军张怡宁打出的乒乓球虽小 但飞旋多变 不能看成质点 c正确 在平直的高速公路上飞驰的汽车 尽管车轮在转动 但我们研究的是汽车的速度 对整个车的运动来讲 车轮的转动不是研究的主要问题 可将车看成质点 d正确 车的运动来讲 车轮的转动不是研究的主要问题 可将车看成质点 d正确 答案 cd 解析 刘翔参赛的项目是110m跨栏 以经过110m的距离所用时间的多少判断比赛成绩 他的动作属于次要因素 可以看做质点 故选项a正确 分析其跨栏技术动作要领时 其抬腿的高度 摆臂的幅度等因素属于主要因素 如果看做质点 其摆臂 跨栏等动作将被掩盖 无法研究 故选项b错误 根据质点的定义 能否将物体看做质点 关键是物体自身大小和形状等因素对我们所研究问题的影响 而不能笼统地说能或不能 故选项cd错误 答案 a 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 例如 甲 乙两辆汽车由西向东沿同一直线以15m s的相同速度行驶 若甲车以路边的树木或地面为参考系 则甲车是以15m s的速度向东行驶 若以乙车作为参考系 则甲车是静止的 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 例如研究火车上物体的运动情况时 一般选取火车作为参考系 研究地面上物体的运动时 常选地面或相对地面不动的物体作为参考系 这时 参考系常可以略去不提 如 汽车运动了 就不必说成 汽车相对地面运动了 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 例如研究地面上物体的运动 一般取地面或相对地面不动的物体作为参考系 若分析太阳系中各行星的运动 一般以太阳作为参考系比较方便 若研究火车 轮船 汽车内乘客的运动情况 一般以运动的火车 轮船 汽车等为参考系比较方便 3 几点注意问题 1 在研究物体的运动情况时 如果一个物体一旦被选为参考系 就认为它是静止不动的 2 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 3 在同一个问题中 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 例2 甲 乙 丙三架观光电梯 甲中乘客看见一高楼在向下运动 乙中乘客看见甲在向下运动 丙中乘客看见甲 乙都在向上运动 这三架电梯相对地面的运动情况可能是 a 甲向下运动b 乙向上运动c 丙向下运动d 丙向上运动 但比甲 乙都慢 解析 逐项分析如下 答案 bcd 解析 题图中房子相对于地面是静止的 由烟囱冒出的烟向左飘 可知此时风向向左 相对于地面而言 甲车上的旗子向左飘 则有三种可能的情况 一是甲车不动 风把小旗向左刮 二是甲车向右运动 风相对甲车向左 风把小旗向左刮 三是甲车向左运动但速度小于风速 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且速度大于风速时 风才能把小旗向右刮 故只有选项d正确 答案 d 1 时间和时刻的区别和联系 2 注意几种时间和时刻的说法 1 第1s内 第2s内 第3s内 第ns内指的是时间 在数值上都等于1s 2 最初2s内 最后2s内 最初ns内都是指时间 在数值上对应所述值 3 第1s末 或第2s初 第2s末 或第3s初 都是指时刻 如图所示 测控导航 巩固基础1 关于质点 下列说法中正确的是 c a 质点一定是体积和质量极小的物体b 因为质点没有大小 所以与几何中的点没有区别c 研究运动员在3000米长跑比赛中运动的快慢时 该运动员可看成质点d 欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时 可以把芭蕾舞表演者看成质点 解析 物体能否被看成质点与物体本身的体积和质量的大小无关 主要是看其大小和形状在所讨论的问题中能否可以忽略 故a错 质点有质量 几何中的点没有质量 所以不同 故b错 研究运动员在长跑比赛中的运动快慢时 可用一个点代替 故c正确 芭蕾舞表演者跳舞时其身体的各个部分不能忽略 所以不能看成质点 故d错 2 南非世界杯开幕式已于2010年6月11日21 00时 北京时间 在约翰内斯堡举行 所有比赛历时31天 以上记录时间的数据分别指的是 a a 时刻和时间间隔b 时间间隔和时刻c 都是时刻d 都是时间间隔 解析 2010年6月11日21 00时指的是开幕式的时刻 31天是所有比赛所用的时间 指的是时间间隔 故a正确 3 地面观察者看到雨滴竖直下落时 坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是 d a 向前运动b 向后运动c 倾斜落向前下方d 倾斜落向后下方 解析 这是以乘客为参考系的 此时雨滴在水平方向相对于乘客是向后运动的 再加上竖直下落的运动 故应为倾斜落向后下方 选项d正确 4 在下列运动中 研究对象可当作质点的有 bd a 做花样滑冰的运动员b 运行中的人造地球卫星c 转动中的砂轮d 沿斜面滑下的木块 解析 做花样滑冰的运动员 有着不可忽略的旋转动作 身体各部分运动情况不全相同 不能当作质点 砂轮在转动过程中 它的形状和大小对运动起主要作用 不能忽略 也不能当作质点 运行中的人造地球卫星本身的大小和它到地球的距离相比小得多 故可以当作质点 从斜面上滑下的木块 各点的运动情况都相同 可以当作质点 所以选b d 5 2010年合肥模拟 下列关于质点的说法中正确的是 d a 只要是体积很小的物体都可看做质点b 只要是质量很小的物体都可看做质点c 质量很大或体积很大的物体都一定不能看做质点d 由于所研究的问题不同 同一物体有时可以看做质点 有时不能看做质点 6 关于时间间隔和时刻 以下说法中正确的是 bc a 学校作息时间表上的 学生上第一节课的时间为8 00 是指时间间隔 一节课的时间为45分钟 是指时刻b 火车站公布的旅客列车运行表是时刻表c 体育老师停表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔d 神舟 七号绕地球飞行45周 耗时68小时27分钟是时刻 解析 学生上第一节课的时间为8 00 指上第一节课的时刻 而 一节课的时间为45分钟 指时间间隔 故a错误 神舟 七号绕地球飞行45周 经过68小时27分钟返回地球 这里的68小时27分钟指的是时间间隔 故d错误 提升能力7 甲 乙 丙三个观察者 同时观察一个物体的运动 甲说 它在做匀速运动 乙说 它是静止的 丙说 它在做加速运动 这三个人的说法 d a 在任何情况下都不对b 三人中总有一人或两人是讲错的c 如果选择同一参考系 那么三人的说法就都对了d 如果各自选择自己的参考系 那么三人的说法就可能都对了 解析 被选作参考系的物体是被假定不动的物体 另外物体相对于参考系发生位置的变化 就是运动的 没有相对位置的改变 即静止的 如果被观察物体相对于地面是静止的 甲 乙 丙相对于地面分别做匀速运动 静止 加速运动 再以他们自己的参考系 则三人说的都正确 a b错误 d正确 在上面的情形中 如果他们都选择地面为参考系 则只有乙正确 c错误 8 如图所示的时间轴 下列关于时刻和时间的说法中正确的是 b a t2表示时刻 称为第2s末或第3s初 也可以称为2s内b t2 t3表示时间 称为第3s内c t0 t2表示时间 称为最初2s内或第2s内d tn 1 tn表示时间 称为第 n 1 s内 解析 第n秒末等于第n 1秒初 n秒内指的是从0秒至n秒末共n秒的时间 而第n秒内指的是从n 1秒末至n秒末共1秒的时间 故选项b正确 当涉及几秒末 几秒初等描述时 表示的是时刻 当涉及几秒内 在几秒的时间里等描述时 表示的是时间 9 下列几种情况下的物体 哪些可当作质点来处理 bc a 放在地面上的木箱 在箱子上角处用水平力推它 木箱可绕箱子下角转动b 放在地面上的木箱 在箱子的中部用水平力推它 木箱在地面上滑动c 在海面上空飞行的搜索舰艇的飞机d 研究钟表时针转动时的钟表 解析 a选项中木箱绕下角转动不可以视为质点 a选项错误 b选项中木箱在地面上