高中物理 第一章 运动的描述 1.1 质点、参考系和坐标系课件2 新人教版必修1.ppt

第一章运动的描述质点参考系和坐标系 1 质点 1 定义 把物体简化为一个有 的物质点 2 将物体看成质点的条件 在研究物体的运动时 当物体的 和 对所研究问题的影响可忽略不计时 物体可视为质点 3 质点是一种 模型 实际并不存在 质量 形状 大小 理想化 2 参考系 1 定义 在描述物体的运动时 用来作 的物体 2 对参考系的理解 描述一个物体的运动时 参考系可以 选择 但应以观测方便和描述运动简单为原则 在研究地面上物体的运动时 常选 为参考系 参考 任意 地面 选择不同的参考系来观察同一个物体的运动 其结果会有所不同 所以说物体的运动具有 相对性 3 坐标系 1 为了定量地描述物体的位置及 需要在参考系上建立适当的坐标系 2 建立直线坐标系需在直线上规定原点 和 位置的变化 正方向 单位长度 3 直线 平面内 预习自测 1 抬头望明月 月在云中行 诗句中描述的运动选取的参照物是 a 月亮b 观察者自己c 地面d 云 解析 选d 选作参照物的物体为静止的 月在云中行 说的是月亮在运动 所以诗人选的参照物是云 故选d 2 关于质点的下列说法正确的是 a 研究地球公转时 由于地球很大 所以不能将地球看成质点b 万吨巨轮在大海中航行 研究巨轮所处的地理位置时 巨轮可看成质点 c 研究火车经过南京长江大桥所用的时间时 可以将火车看成质点d 研究短跑运动员的起跑姿势时 由于运动员是静止的 所以可以将运动员看成质点 解析 选b 物体可以看成质点的条件是物体的形状大小在所研究的问题中可以忽略不计 在研究地球公转时 虽然地球很大 但是在我们所研究的问题中 地球的大小和形状可以忽略不计 所以可以看成质点 所以a项错误 研究万吨巨轮的位置时 可以看成质点 所以b项正确 在研究火车过桥时 需要考虑火车头上桥到火车 尾出桥的时间 所以火车的长度不能忽略 所以不能看成质点 所以c项错误 在研究运动员的起跑姿势时 需要研究动作 所以运动员不能看成质点 所以d项错误 3 多选 关于坐标系 下列说法正确的是 a 建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化b 坐标系都是建立在参考系上的c 坐标系的建立与参考系无关d 物体在平面内做曲线运动 需要用平面直角坐标系才能确定其位置 解析 选a b d 坐标系是建立在参考系上的 是用来定量描述物体的位置及位置变化的 a b正确 c错误 描述物体的直线运动需建立一维直线坐标系 在平面内做曲线运动时需建立平面直角坐标系 d正确 问题探究 1 研究火车的各种运动情况时 如图 情况1 研究火车进站的时间 情况2 研究火车从北京到重庆的时间 情况3 研究火车车轮上某点的运动情况 试比较三种情况下 能否将火车看作质点 提示 情况1 火车进站时 火车的长度与站台相比不能被忽略 所以在研究火车进站的时间时 不能将火车看作质点 情况2 火车的长度与从北京到重庆的距离相比 可以忽略不计 所以在研究火车从北京到重庆的时间时 可以将火车看作质点 情况3 火车车轮上某点的运动情况与车轮的大小和形状有关 这种情况下不能将火车看作质点 2 在研究地球绕太阳公转和地球自转时 能否将地球看作质点 提示 研究地球绕太阳公转时 地球的形状和大小属于次要因素 地球可以看作质点 研究地球自转时 地球的形状不可忽略 不能将地球看作质点 3 是不是很大的物体一定不能看作质点 而很小的物体一定可以看作质点 请举例说明 提示 不是 研究地球绕太阳的公转时可以把地球看作质点 而研究乒乓球的发球 如旋转问题 时不能把乒乓球看作质点 探究总结 1 将物体看成质点的条件 1 物体的大小 形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下 物体可看成质点 如研究地球绕太阳公转时 地球大小相对于太阳到地球的距离可忽略 故可将地球视为质点 2 当物体上各部分的运动情况都相同时 物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动 物体可看成质点 3 只研究物体的平动时 或物体虽转动但不研究转动及转动的各个部分时 可以把物体看作质点 2 质点与几何点的异同 质点是一个理想化模型 质点没有体积 没有大小 也不是几何上的 点 是一个与物体质量相等的 不占空间的抽象模型 3 质点与物体的大小无关 1 物体能否看成质点取决于所研究问题的性质 与物体的大小无关 2 大的物体有时可以看成质点 如研究地球绕太阳公转时 可以把地球看成质点 小的物体有时不可以看成质点 如研究电子绕原子核旋转时 原子不可以看成质点 典例示范 下列有关质点的说法中正确的是 a 只有质量和体积都极小的物体才能视为质点b 研究一列火车过铁路桥经历的时间时 可以把火车视为质点 c 研究自行车的运动时 因为车轮在不停地转动 所以在任何情况下都不能把自行车作为质点d 虽然地球很大 还在不停地自转 但是在研究地球的公转时 仍然可以把它视为质点 解析 选d 物体能否看成质点 不是看物体的质量和体积大小 而是看形状和大小在所研究的问题中能否忽略 故a错误 研究火车过铁路桥的时间时 火车的长度不能忽略 不能看成质点 故b错误 研究车轮的转动 车轮的形状不能忽略 自行车不能看成质点 但在研究自行车的运动速度时 就可以忽略自行车的自身大小 则可以把自行车看成质点 故c错误 地球很大 在研究 地球公转时 地球的大小与日地距离比较 可以忽略 可以看成质点 故d正确 故选d 探究训练 2017 金华高一检测 小行星撞击地球的可能性尽管很小 但是人类不能掉以轻心 那么科学家在研究小行星撞击地球的时候 a 地球和小行星都可以看作质点b 地球可以看作质点 小行星不能看作质点c 小行星可以看作质点 地球不能看作质点d 地球和小行星都不可以看作质点 解析 选d 在研究小行星撞击地球时 要研究两者碰撞的位置及碰撞所产生的后果 此时两者的体积和形状均不能忽略 都不能看成质点 故d正确 补偿训练 1 在研究下述运动时 能把物体看作质点的是 a 研究空中跳水运动员的跳水动作b 研究飞往火星的宇宙飞船的最佳运行轨道c 研究地球自转d 研究一列火车通过长江大桥所需的时间 解析 选b 研究跳水运动员在空中的跳水动作时 运动员的大小和形状不能忽略 不能看作质点 否则就无法研究他在空中的动作了 故a错误 研究飞往火星的宇宙飞船的最佳运行轨道时 宇宙飞船的大小相对于运动的距离很小 故宇宙飞船可看作质点 故b正确 研究地球自转时 因为地面上各点的运动状态不同 故不能看作质点 选项c错误 研究一列火车通过长江大桥所 需的时间 火车的长度不能忽略 故此时火车不能看作质点 故d错误 故选b 2 关于质点 下列说法中正确的是 a 评委为体操运动员刘璇的 跳马 动作评分时 可将刘璇看成质点b 质点是一个理想化模型 但实际是存在的c 物理学中的 质点 跟几何学中的 点 没有区别d 如果物体的大小和形状在所研究的问题中属于无关的或次要的因素 就可以把物体看作质点 解析 选d 当物体的形状 大小对我们所研究的问题影响不大 或者可以忽略时 物体可以看作一个有质量的点 评委需要根据体操运动员的动作情况打分 所以不能看作质点 a错误 d正确 质点是理想化的模型 现实中是不存在的 b错误 几何中的点没有质量 而质点是一个有质量的点 c错误 本题选d 3 多选 下列关于质点的说法正确的是 a 只要是小的物体 就可以看作质点b 当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时 可用质点来代替物体c 裁判判定跳水运动员的成绩 可以将其视为质点d 研究足球的运动轨迹可将其视为质点 解析 选b d 当物体的形状和大小对我们所研究的问题影响不大或者可以忽略时 物体可以看作一个有质量的点 即质点 与物体的大小无关 如地球比较大 但是研究地球的公转时可以将地球看作一个质点 a错误 b正确 裁判判定跳水运动员的成绩时需要研究跳水运动员的动作 所以不能看作质点 故c错误 研究足球的运动轨迹时 足球的形状和大小可以忽略 能看作质点 故d正确 4 2017 温州高一检测 在考查下列运动员的比赛成绩时 可视为质点的是 解析 选d 在考查高低杠 跳水 花样滑冰的比赛成绩时 会考虑运动员动作的规范性 不能将其看作质点 a b c错误 马拉松比赛则不需要考虑运动员运动的细节 可以将其看作质点 d正确 主题二参考系和坐标系 问题探究 探究点1参考系选取原则 丽丽站在自家的窗户旁 看到不远处一列高速行驶的 和谐号 动车飞驰而过 惊叹道 真快呀 兰兰坐在动车里随妈妈去旅游 她看到路旁树林飞速向后掠过 而回过头来看车厢时 却发现车厢没动 1 观察同一列动车的运动 为什么会出现这两种不同的现象呢 提示 这是因为选择的参考系不同 丽丽是以房屋 或地面 为参考系 发现动车位置在变化 所以丽丽认为动车在运动 兰兰是以自己或动车为参考系 看到树林向后运动而车厢没有动 2 研究物体的运动时为什么必须选择参考系 提示 因为运动是绝对的 而静止是相对的 所以要描述一个物体是否运动 怎样运动的时候必须选择参考系 探究点2坐标系描述下列三种运动均需要建立坐标系 情况1 描述百米运动员在运动中的位置 情况2 描述冰场上花样滑冰运动员的位置 情况3 描述翱翔在蓝天上的飞机的位置 1 情况1中应该建立怎样的坐标系 提示 以起点为坐标原点 建立一维直线坐标系 2 情况2中应该建立怎样的坐标系 提示 以冰场中心为坐标原点 向东为x轴正方向 向北为y轴正方向 建立二维平面直角坐标系 3 情况3中应该建立怎样的坐标系 提示 确定一点 如机场所在位置 为坐标原点 建立三维空间直角坐标系 探究总结 1 参考系的 四性 1 标准性 不管物体是运动还是静止 一旦被选为参考系 物体就被看作是静止的 2 任意性 参考系的选取是任意的 以方便和使对物体运动的描述尽可能简单为原则 如不特别说明一般以地面为参考系 3 差异性 同一物体的运动 相对于不同的参考系一般是不同的 4 同一性 比较多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时 必须选择同一参考系 2 坐标系的建立 1 如果物体沿直线运动 即一维运动时 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 2 当物体在平面上运动 即二维运动时 需采用两个坐标确定它的位置 3 当物体做空间运动 即三维运动时 需要三个坐标确定它的位置 拓展延伸 运动的相对性 1 对一个物体运动情况的描述 取决于所选的参考系 参考系选取不同 对同一个物体运动的描述一般也不同 2 相对静止 如果两个运动物体运动的快慢相同 运动的方向相同 我们就说这两个物体是相对静止的 例如 肩并肩一起走的两个人之间就是相对静止的 平时人们所说的静止的物体 就是指相对静止 绝对静止是没有的 3 凡是提到运动 都应搞清楚它是相对哪个参考系而言的 虽然生活中我们描述某物体的运动时 很少点明参考系 但是实际上我们已经自觉地选取了参考系 典例示范 2017年4月22日12时23分 天舟一号 与 天宫二号 顺利完成第一次自动交会对接 在对接时 两者要保持一样的运动速度 下列说法正确的是 a 组合体相对地球是静止的b 天舟一号 相对于 天宫二号 是运动的c 组合体相对于地球是运动的d 天舟一号 相对于地球是运动的 天宫二号 相对于地球是静止的 解题指南 解答本题应明确以下两点 1 选择不同的参考系时 对物体运动的描述一般是不同的 2 物体的运动具有相对性 解析 选c 以地球为参考系 天舟一号 和 天宫二号 对接时 两者在围绕地球高速运动 a d错误 c正确 在 天舟一号 与 天宫二号 对接时 两者要保持一样的运动速度 两者相对静止 b错误 探究训练 2017 绍兴高一检测 刻舟求剑的故事家喻户晓 舟已行矣 而剑不行 这句话所选用的参考系是 a 舟b 舟上的人c 地面d 流动的水 解析 选c 舟已行是说船相对于地面在运动 而剑落水后相对地面不再移动 故此句选用的参考系是地面 补偿训练 1 某校高一的同学分别乘两辆汽车去市公园游玩 两辆汽车在平直公路上运动 甲车内一同学看见乙车没有运动 而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动 如果以地面为参考系 那么 上述观察说明 a 甲车不动 乙车向东运动b 乙车不动 甲车向东运动c 甲车向西运动 乙车向东运动d 甲 乙两车以相同的速度都向东运动 解析 选d 乙车内同学看见地面上的树木向西运动 说明以地面为参考系 乙车向东运动 而甲车内同学看见乙车没有运动 说明甲车和乙车的运动情况相同 故选d 2 多选 甲 乙 丙三架观光电梯 甲中乘客看一高楼在向下运动 乙中乘客看甲在向下运动 丙中乘客看甲 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 甲向上 乙向下 丙不动b 甲向上 乙向上 丙不动c 甲向上 乙向上 丙向下d 甲向上 乙向上 丙也向上 但比甲 乙都慢 解析 选b c d 甲中乘客看一高楼在向下运动 说明甲一定向上运动 乙中乘客看甲在向下运动 说明乙也向上运动 且其速度比甲快 a错误 若丙不动 则会看到甲 乙都向上运动 b正确 若丙向下 则也会看到甲 乙向上运动 c正确 若丙也向上 速度比甲 乙都慢 则会