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 新人教版必修1(1).ppt

1质点参考系和坐标系 自主阅读 自我检测 一 物体和质点1 定义 在某些情况下 不考虑物体的大小和形状 把它简化为一个有质量的点 称为质点 2 质点具有物体的质量 没有大小和形状 3 什么条件下物体才可以看作质点 提示 物体看作质点的条件 物体的大小和形状对所研究的问题可以忽略时 可以把物体看作质点 自主阅读 自我检测 二 参考系1 怎样理解运动的绝对性和相对性 提示 一切物体都是运动的 绝对静止的物体是不存在的 所以运动是绝对的 描述物体的位置随时间变化必须相对其他物体 这是运动的相对性 2 参考系的定义 在描述物体的运动时 被用来作参考 假定为不动的其他物体 3 参考系的意义 观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随时间变化以及如何变化 4 同一个物体的运动 选取不同的参考系 所得出的结果可能是不同的 5 怎样选取参考系 提示 参考系的选取是任意的 应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为原则 自主阅读 自我检测 三 坐标系1 研究物体的运动时 为什么要建立坐标系 提示 为了定量描述物体的位置及位置变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 2 物体做直线运动时 怎样建立坐标系 提示 当物体沿直线运动时 往往以这条直线为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 自主阅读 自我检测 1 正误辨析 1 很小的物体总可以看作质点 较大的物体有时也能看作质点 解析 物体能不能看作质点与物体大小无关 而是看物体的大小和形状对所研究的问题有多大影响 答案 2 质点是为了突出问题的主要因素 忽略次要因素而建立的理想化模型 解析 质点是一种突出物体质量这一要素而建立的理想化的模型 答案 3 建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化 解析 建立了坐标系 物体的位置可以用坐标定量表示 位置的变化可以用坐标之差来定量表示 答案 自主阅读 自我检测 4 参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体 解析 参考系的选取具有任意性 可以选任意物体作为参考系 答案 5 描述直线运动 一般建立直线坐标系 解析 描述运动时建立何种坐标系由物体的运动特点决定 一般用直线坐标系描述直线运动 答案 自主阅读 自我检测 2 如图所示 词人曾写下这样的词句 满眼风波多闪烁 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 山和船b 船和山c 河岸和流水d 山和地面解析 看山恰似走来迎 是人看见山在迎面走来 人和船相对静止 选取的参考系是人或船 是船行 是船相对河岸 地面或山是运动的 选取的参考系是河岸 地面或山 所以选项b正确 答案 b 知识点一 知识点二 知识点三 对质点与物理模型的理解问题导引地球在自转的同时 也在绕太阳公转 那么在研究地球的自转和公转这两个问题的时候能否将地球都看作质点呢 知识点一 知识点二 知识点三 要点提示 研究地球的自转时 地球上各点的运动情况不相同 若将地球看作质点 那么这个质点的运动不能反映地球上各点的运动情况 也就无法研究地球的自转 此时不能把地球看作质点 研究地球的公转时 因日 地间的距离远大于地球本身的大小 由地球的大小和形状而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计 此时可将地球看作质点 知识点一 知识点二 知识点三 知识归纳1 质点的特点 1 质点是用来代替物体的有质量的点 它忽略了物体的大小和形状等次要因素 而突出了物体具有质量这个主要因素 它与几何中的 点 有本质区别 2 质点是一种科学抽象 是一种理想化的物理模型 实际上不存在 2 物体可以看作质点的条件 物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计 知识点一 知识点二 知识点三 3 对物理模型的理解 1 物理模型是在物理研究中 突出问题的主要因素 忽略次要因素而建立的 是经常采用的一种科学研究方法 质点就是典型的物理模型之一 2 物理模型作为一种理想化模型 是为了研究问题的方便而对实际问题的科学抽象 实际中并不存在 画龙点睛物体能不能被看作质点 不是取决于物体而是取决于问题 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例1 在研究以下四种情况中所提出的问题时 所涉及的对象可看作质点的是 知识点一 知识点二 知识点三 解析 绕太阳公转时 地球的大小远小于地球到太阳的距离 符合看成质点的条件 火车进站时间是从车头进站开始到车尾进站为止 不能将火车看成质点 花样滑冰运动员比的是身体各部分的动作及协调性等方面 不能将其看成质点 要研究运动员跨栏的姿势 即身体各部分的位置及协调性 不能将其视为质点 只有选项a正确 答案 a规律方法一个物体能否看作质点不是以其大小而论的 更不能看物体的轻重 而是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略不计 知识点一 知识点二 知识点三 变式训练1下列关于质点的说法 正确的是 a 质点是一个理想化模型 实际上并不存在 所以引入这个概念没有多大意义b 体积很小的物体更容易看作质点c 凡轻小的物体 皆可看作质点d 当物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时 即可把物体看作质点解析 建立理想化模型是物理学中重要的研究方法 对于复杂问题的研究有重大意义 a错误 一个物体能否看作质点不应看其大小 而是看其大小对所研究的问题的影响能否忽略 体积很小的物体有时可以看成质点 有时不能看成质点 b错误 一个物体能否看作质点不以轻重而论 c错误 物体能否看成质点取决于其大小和形状对所研究的问题是否属于无关或次要因素 若是就可以看成质点 d正确 答案 d 知识点一 知识点二 知识点三 对参考系的理解问题导引下雨天 地面观察者看到雨滴竖直下落 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 要点提示 这是因为选取的参考系不同 以地面为参考系时 看到雨滴是竖直下落的 以匀速行驶的车厢为参考系 看到的雨滴是斜向后方运动的 知识点一 知识点二 知识点三 知识归纳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 只有选定参考系后 才能研究物体的运动情况 2 参考系对观察结果的影响 1 选取的参考系不同 对同一个物体运动的描述也往往不同 2 运动和静止的相对性 如果一个物体相对参考系位置不变 我们就说这个物体是静止的 如果物体相对参考系的位置改变 我们就说这个物体是运动的 静止是相对的 而运动是绝对的 3 参考系的选取原则 参考系的选取可以是任意的 在实际问题中 参考系的选取以研究问题方便 对运动的描述尽可能简单为基本原则 如果题目不做特殊说明 一般是选地面为参考系 知识点一 知识点二 知识点三 画龙点睛参考系的四个性质 标准性 研究运动的参照物 任意性 任意选取 统一性 比较多个物体运动时应选同一参考系 和差异性 不同参考系得到不同结果 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例2 下列语句中加下划线部分描绘的运动情景 可以选取山为参考系的是 a 两岸猿声啼不住 轻舟已过万重山b 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走c 满眼风波多闪烁 看山恰似走来迎d 两岸青山相对出 孤帆一片日边来解析 由题意可知 舟的运动应是相对于山 故诗人选取的参考系为山 故a正确 巍巍青山两岸走 是以竹排为参考系的 故b错误 看山恰似走来迎 选择的参考系是自己或者船 故c错误 两岸青山相对出 是相对于船来说的 故d错误 答案 a 知识点一 知识点二 知识点三 规律方法假设法判断参考系假设以某物体为参考系 看对物体运动的描述与给定的描述中的结果是否一致 若一致 假设的物体可能就是参考系 知识点一 知识点二 知识点三 变式训练2观察图中的旗帜和甲 乙两火炬手所传递的圣火火焰 关于甲 乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况 下列说法正确的是 旗杆和甲 乙火炬手在同一地区 a 甲 乙两火炬手一定向左运动b 甲 乙两火炬手一定向右运动c 甲火炬手可能运动 乙火炬手向右运动d 甲火炬手可能静止 乙火炬手向左运动解析 旗向左偏 说明有向左吹的风 由甲的火焰向左偏 无法确定甲的运动状态 甲可能静止 也可能向右运动 还可能向左以小于风速的速度运动 乙的火焰向右偏 所以乙一定向左运动 且速度大于风的速度 答案 d 知识点一 知识点二 知识点三 对坐标系的理解问题导引田径场上 要描述百米赛跑运动员在运动中的位置 需要建立什么样的坐标系 要描述800米赛跑运动员在运动中的位置 需要建立什么样的坐标系 在足球场上 要描述足球的位置 需要建立什么样的坐标系 知识点一 知识点二 知识点三 要点提示 田径场上 在描述百米赛跑运动员的位置时 因运动员是在一条直线上运动 故建立直线坐标系即可 在描述800米赛跑运动员的位置时 因800米跑道是弯曲的 运动员在平面内运动 此时应建立平面直角坐标系 足球场上 足球并非在同一平面内运动 故应建立空间三维坐标系才能描述足球的位置 知识点一 知识点二 知识点三 知识归纳1 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 建立坐标系时 必须标上原点 正方向和单位长度 3 坐标系的分类及建立方法 知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 知识点二 知识点三 典例剖析 例3 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 以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解析 根据题意建立如图所示的坐标系 a点为抛出点 坐标为 2m b点为坐标原点 d点为落地点 坐标为2m c点为接住点 坐标为1m 所以选项b正确 答案 b 知识点一 知识点二 知识点三 归纳总结位置坐标的 相对性 和位置变化的 绝对性 1 物体的位置坐标与坐标系原点的选取 坐标轴正方向的规定有关 同一位置 建立某种坐标系时所选取原点不同 或选定的正方向不同 物体的位置坐标不同 2 物体位置的实际变化与坐标系原点的选取 坐标轴正方向的规定无关 知识点一 知识点二 知识点三 变式训练3国庆盛典上 游行的队伍和彩车依次从天安门前经过 以北京长安街为坐标轴x 向西为正方向 以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点o 建立一维坐标系 一辆彩车最初在原点以东3km处 一段时间后行驶到原点以西2km处 这辆彩车最初位置坐标和最终位置坐标分别是 a 3km2kmb 3km2kmc 3km 2kmd 3km 2km解析 坐标轴的正方向向西 则位置在原点以西为正 在原点以东为负 彩车最初在原点以东且距原点3km处 所以最初位置是 3km 同理最终位置是2km 故b正确 答案 b 1 2 3 4 1 如图所示 下列几种情况下的物体 哪些情况可将物体当作质点来处理 a 甲中研究正在吊起货物的起重机的姿态b 乙中研究坐在翻滚过山车中的小孩坐姿c 丙中测量太空中绕地球飞行的宇宙飞船的周期d 丁中研究门的运动 1 2 3 4 解析 起重机吊起货物时臂架仰起时幅度大小要考虑 起重机不能看成质点 选项a错误 小孩的坐姿对小孩的安全很重要 小孩不能当作质点 选项b错误 绕地球飞行的宇宙飞船的大小 形状可以忽略 可以看成质点 选项c正确 门是转动的 各点运动情况不同 不能当作质点 选项d错误 答案 c 1 2 3 4 2 多选 我们描述某个物体的运动时 总是相对一定的参考系而言的 下列说法正确的是 a 我们说 太阳东升西落 是以地球为参考系的b 我们说 地球围绕太阳转 是以地球为参考系的c 我们说 同步卫星在高空静止不动 是以太阳为参考系的d 坐在火车上的乘客看到前方铁路旁的树木 电线杆向他飞奔而来 乘客是以火车或他自己为参考系的解析 太阳东升西落 是相对于地球而言 是以地球为参考系的 所以a正确 地球围绕太阳转 是以太阳为参考系的 所以b错误 同步卫星在高空静止不动 是相对于地球而言的 是以地球为参考系的 所以c错误 火车上的乘客看到前方铁路旁的树木 电线杆向他飞奔而来 是以火车或他自己为参考系的 所以d正确 答案 ad 1 2 3 4 3 多选 如图所示 对运动的描述正确的是 a 甲说 他在沿直线下落呀 是假定自己不动的b 乙说 他明明在沿曲线下落嘛 是以地面为参考系的c 为了准确描述物体的运动 只能选地面为参考系d 研究物体运动时不一定要选择参考系 1 2 3 4 解析 甲看到小球沿直线运动是以甲本身为参考系的 选项a正确 乙看到小球沿曲线运动是以地面为参