湖南省隆回县万和实验学校高中物理 质点 参考系和坐标系教学课件 新人教版必修1.ppt

第一章运动的描述 请您欣赏 请您欣赏 请您欣赏 在我们周围可以看到各种各样的运动 雄鹰在飞翔 火箭飞向太空 乌龟在跑 地球在转动 一切物体都在运动着 运动是绝对的 我们的生活因为运动而多姿多彩 运动是永恒的 静止是相对的 不了解运动就不了解自然 亚里士多德 物体的空间位置随时间的变化 叫机械运动 简称运动 它是自然界最简单最基本的运动形式 机械运动 第一节质点参考系和坐标系 学习目标 1 理解质点的概念 知道它是一种理想化的物理模型 知道建立理想化模型是一种常用的研究方法 2 理解参考系的选取在物理中的作用 会根据实际情况选定参考系 3 会用坐标系描述物体的位置和位置的变化 问题 该如何描述物体的运动呢 诗人用 气势磅礴 的词语描述大河中的水流 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 你能准确描述下列物体的运动吗 小汽车的运动 试一试 抛出的木棒在空中的运动 在描述上述物体运动时 我们遇到了哪些困难和麻烦 这个困难和麻烦是由于什么原因造成的 难道我们真的无法准确描述物体的运动吗 车箱的颤动我们考虑吗 我们是否要考虑飞机本身大小形状 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 例 飞机以某速度从南京飞向北京 火车在南京与上海之间的运行时间 研究飞机在空中的位置 离开地面的高度 飞行的速度 运动轨迹等问题时 需要考虑它本身的大小和形状吗 研究飞机在空中的位置 离开地面的高度 飞行的速度 运动轨迹等问题时 可以用一个小点代替这个 庞大 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 发射神舟五号飞船时在控制室荧光屏上用小光点代替这个 庞大 的飞船 2 质点是一个理想化的 物理模型 1 某些情况下 将物体简化为一个有质量的点 质点 质点就是用代替物体的有质量的点 忽略次要因素 形状 大小等突出主要因素 具有质量 本质属性 能否把物体视为 质点 的关键是什么呢 探究 通过以下事例的分析得出把物体视为质点的条件 1 长150m的一列火车以一定的速度通过长2000m的铁桥 若要计算它过桥用了多长时间 此时要不要考虑火车长度 能不能将火车视为质点 答 不能视为质点 因为火车的长度对过桥时间的长短有影响 2 高铁火车从长沙到北京将用时8个小时 此时要不要考虑火车长度 能不能将火车视为质点 答 能视为质点 因为火车的长度相比长沙到北京的距离太小了 对运动8小时没有什么影响 3 老师在楼上观看王法同学在操场上做操 a 他站在第二行第二个 b 老师正观赏他做操的动作好认看哟a b两种情况下王法同学能否视为质点 4 地球是一个庞然大物 直径约为12800km 与太阳相距1 5xl08km 研究地球绕太阳的公转时 能不能把它看成质点 研究地面上各处季节变化时 能不能把它看成质点 答 a情况中可视质点 b不能 答 前者可视质点 后者不能 看物体的大小 形状对研究的问题是否有影响 若没有影响或影响很小可以忽略时就可以把物体视为质点 反之就不能 结论 能否把物体视为 质点 的关键是 质点 是一种科学的抽象 实际上不存在 是理想化的 物理模型 在物理学中 突出问题的主要方面 忽略次要因素 建立理想化的 物理模型 并将其作为研究对象 是经常采用的一种科学研究方法 质点就是这种物理模型之一 可不可以这样说 大物体不能当作质点 小物体才能当作质点 3 物体能否看作质点是有条件的物体的大小和形状对研究问题没有影响或影响可以忽略不计 想一想 做一做 1 下列关于质点的说法中 正确的是 a 体积很小的物体都可看成质点b 质量很小的物体都可看成质点c 不论物体的质量多大 只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时 就可以看成质点d 只有低速运动的物体才可看成质点 高速运动的物体不可看作质点 感悟 质点 概念 想一想 做一做 2 下列情形中的物体可以看作质点的是 a 跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中b 一枚硬币用力上抛 猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上c 木箱从高空沿直线下落d 花样滑冰运动员在比赛中 感悟 质点 概念 感悟 质点 概念 3 下列情况中的物体不能看作质点的是 a 绕太阳运转的地球b 研究飞行中螺旋桨转动情况的直升机c 计算从北京开往汕头运行时间的火车d 计算通过路口所用时间的火车 想一想 做一做 1 一般情况下 物体上各点的运动情况相同时 可以看作质点 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 归纳 3 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 4 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 要具体问题具体分析 归纳 观察 如何解释小孩的静止 物体的运动是相对的 运动的相对性描述运动要寻找参考物体 机械运动的概念是一个物体相对别的物体的位置变化叫机械运动 简称运动 讨论 1 概念中说的那个 相对别的物体 的那个物体 我们通常把它叫什么 2 研究物体的运动是否可以不选参考系 为什么 3 参照物的可以任意选择的么 4 选择不同的参考系对于物体运动的观察得到的结论一定是一样的么 5 通常我们是选什么为参考系 2参考系 referenceframe 为描述物体的运动而选用来做参考的另外物体称为参考系 参考系是参照物的科学名称 观察 思考 同样的物体 运动为何会不同 参考系的选择 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 同一物体对于不同的参考系 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 2参考系 referenceframe 我们所说的 日出东方 夕阳西下 是以 作为参考系的 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走 第一句以为参考系 第二句是以为参考系 如何确定物体位置 文字描述方便吗 能精确吗 有没有简便又准确的方法 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 从a到b位置变化了多少 3坐标系 coordinatesystem 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 1 坐标系建立的作用 2 坐标系的构成要素 原点 正方向 标度 物理量 单位 对于在平面上运动的物体 例如要描述他们的位置 你认为应该怎样建立坐标系 对于在空间上运动的物体 例如要描述他们的位置 你认为应该怎样建立坐标系 建立二维坐标系 建立三维坐标系 说一说 这节课我们学习了质点 参考系和坐标系等概念 它们是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念 1 要描述物体的运动 首先要对实际物体建立一个物理模型 最简单的是质点模型 2 由于运动的相对性 描述质点的运动时必须明确所选择的参考系 3 为了准确地 定量地描述质点的运动 还要建立坐标系 物理学研究问题的基本方法 建立物理模型 课堂小结 4 质点是一种科学的抽象 在物理学中 突出问题的主要方面 忽略次要因素 建立理想化的 物理模型 并将其作为研究对象 是经常采用的一种科学研究方法 质点就是这种物理模型之一 课堂互动讲练 物体能否看做质点的判断 下列关于质点的一些说法 其中正确的有 a 研究和观察日食时 可以把太阳看成质点b 研究地球的公转时 可以把地球看成质点c 研究地球的自转时 可以把地球看成质点d 原子核很小 一定可把它看做质点 思路点拨 物体能否被看做质点 关键是要看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可以忽略 精讲精析 观察日食时 会看到日偏食 日全食等现象 显然太阳的大小不能忽略 故选项a错误 由于地球的直径是1 28 104km 其公转半径是1 49 108km 它是地球直径的104倍还要多 故研究地球的公转时 可以把地球看成质点 选项b正确 显然在研究地球的自转时 地球本身的体积就不能忽略了 这时就不能把地球看做质点了 因此选项c错误 原子核虽小 但研究其结构时 无论如何也不能把它看做质点 选项d也是错误的 答案 b 方法总结 1 一个物体能否看做质点 要看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可忽略 2 研究的目的不同 同一个物体的主 次要因素也会发生变化 变式训练1下列有关质点的说法中 正确的是 a 研究哈雷彗星的公转时 哈雷彗星可看做质点b 花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作 此时该运动员看做质点c 用gps定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员的位置时 该队员可看做质点d 因为子弹的质量 体积都很小 所以在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时 可以把子弹看做质点 解析 选ac 哈雷彗星的大小与公转轨道的长度相比可忽略 故能看做质点 a对 若把滑冰运动员看做质点 无法研究其动作 故b错 在确定科考队员的位置时 该队员可看做质点 故c对 研究子弹穿过一张纸的时间时 纸的厚度可忽略 而子弹的长度不能忽略 故d错 参考系与相对运动问题 两列火车平行地停在一站台上 过了一会儿 甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动 乙车内的乘客发现甲车仍没有动 若以地面为参考系 上述事实说明 a 甲车向东运动 乙车不动b 乙车向东运动 甲车不动c 甲车向西运动 乙车向东运动d 甲 乙两车以相同的速度向东运动 精讲精析 物体的运动是相对参考系而言的 同一物体所选参考系不同 其运动情况一般不同 本题中 树木和地面是连在一起的 相对地面静止 甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动 说明甲车在向东运动 乙车内的乘客发现甲车仍没有动 说明乙车相对甲车静止 由于甲车相对地面向东运动 所以乙车相对地面也向东运动且与甲车速度相同 答案 d 方法总结 物体是静止还是运动 都是相对于参考系而言的 选定参考系后 某物体相对于参考系的位置发生了改变 则该物体就是运动的 某物体相对参考系的位置没有发生改变 则该物体为静止的 变式训练2敦煌曲子词中有这样的诗句 满眼风光多闪烁 看山恰似走来迎 仔细看山山不动 是船行 其中 看山恰似走来迎 和 是船行 所选的参考系分别是 a 流水和河岸b 船和山c 山和船d 河岸和山 解析 选b 从 看山恰似走来迎 好像山迎面走来 可以知道 这时观察者站在船上 是以船为参考系的 仔细看山山不动 是船行 指山其实没有动 只是船动了 以山为参考系 船是运动的 b是正确的 对坐标系的理解和应用 一个小球从距地面4m高处落下 被地面弹回 在距地面1m高处被接住 坐标原点定在抛出点正下方2m处 向下方向为坐标轴的正方向 则小球的抛出点 落地点 接住点的位置坐标分别是 a 2m 2m 1mb 2m 2m 1mc 4m 0 1md 4m 0 1m 思路点拨 解答本题的关键是正确地建立坐标系 并在坐标系中标出各个时刻对应的位置 自主解答 根据题意建立如图1 1 2所示的坐标系 a点为抛出点 坐标为 2m b点为坐标