高中物理 第一章第一节1.1质点、参考系和坐标系课件 新人教版必修1 .ppt

第一章运动的描述 第1课时质点参考系和坐标系 知识导入1 机械运动 是指一个物体相对于其他物体的位置变化 2 参照物 为了描述物体的运动而假定为静止不动的物体 知识梳理1 机械运动物体的随时间的变化 是自然界中最简单 最基本的运动形态 称为机械运动 是绝对的 是相对的 2 质点研究物体的运动时 在某些特定情况下 可以不考虑物体的和 把它简化为一个 称为质点 质点是一个的物理模型 3 参考系和坐标系在描述物体的运动时 要选定某个其他物体做参考 观察物体相对于它的位置是否随变化 以及怎样变化 这种用来做参考的 假定的物体称为参考系 为了定量地描述物体的位置及位置变化 需要在参考系上建立适当的 自我校对1 空间位置运动静止2 大小形状有质量的点理想化3 时间静止不动坐标系 典型例题1 下列运动中 可把运动物体看做质点的是 a 研究绕太阳公转时的地球b 研究匀速直线行驶的汽车的运动c 研究足球运动员的射门技术时的足球d 研究运动汽车上的轮胎运动时的轮胎 解析 足球射门技术也包括一种类似乒乓球 弧圈球 的技术 称为 香蕉球 也是靠气体压强差使足球转弯 而且只要足球有一半体积以上越过球门线就算进球 所以研究射门技术时不能把足球看做质点 汽车运动时 汽车轮胎上各点的转动快慢并不相同 所以也不能把它看做质点 正确选项为ab 答案 ab 2 关于参考系的选取 以下说法中错误的是 a 参考系是可以任意选定的b 参考系虽然可以任意选定 但为了研究问题的方便 应选择一个恰当的参考系c 参考系必须是静止的d 参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体 解析 参考系的选取是任意的 答案 c3 敦煌曲子词中有这样的诗句 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 船和山b 山和船c 地面和山d 河岸和流水 解析 根据参考系的定义 参考系是假定不动的 所有的运动都是相对于参考系而运动的 所以看山 走来迎 时 是以船或者船上的人为参考系的 是船行 则是以河岸或地面 山之类相对于大地不动的物体为参考系 答案 a 宋代诗人陈与义乘着小船 在风和日丽的春日出游时写下 襄色道中 一诗 根据图中的诗句 诗人是如何表达他对运动的相对性的理解的 在这首诗中 诗人艺术的表达了他对运动相对性的理解 诗中的 飞花 是以船为参考系的 云不动 说明风吹云与船一起东行 云与船的位置不变 以船为参考系 则云是静止的 因此 物理学中的运动和静止都有相对性 同一物体选择不同的参考系 得到的结果往往是不同的 若选择地面为参考系 则诗中的 花 是静止的 而 云 则是运动的 一 质点1 当我们在描述物体的运动时 如果物体的形状 大小对运动的描述没有影响或影响很小可以忽略不计时 我们就可以用一个有质量的点来代替物体 这个具有质量的点就是质点 2 质点是一个理想化的物理模型 所谓理想化模型是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象 实际中并不存在 即突出所研究问题的主要因素 忽略次要或无关因素而建立的物理模型 理想化模型是物理学常采用的一种研究方法 3 物体可以看做质点的几种情况 1 物体的形状和大小对所研究的问题没有影响 2 物体上各点的运动情况都相同 3 物体的自身转动或物体上的某部分的运动对我们研究其整体的运动无关 如地球的自转对其围绕太阳公转没有影响 汽车轮子的运动与我们研究其整体的直线或曲线运动无关 例1 改编题 下面关于质点的一些说法正确的是 a 体操运动员在做单臂大回环时 可以看做质点b 研究地球的公转时 可以把地球看做质点c 研究地球自转时 可以把地球看做质点d 细胞很小 可以把它看做质点 点拨 掌握物体可看做质点的条件 解析 如果物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用 其影响可以忽略不计 就可把它看做质点 对于体操运动员 人们所要观看的主要是运动员的动作 所以不能看做质点 研究地球公转时 地球的大小相对于日地距离来说 可以忽略不计 故可以看做质点 而研究地球自转时地球本身的大小不能忽略 所以此时地球不能被看做质点 尽管细胞很小 但由于不明确所要研究的问题 无法确定细胞的大小对所研究的问题的影响是否可以忽略 故不一定能看做质点 所以只有选项b正确 答案 b 点评 质点模型突出物体的质量 位置 忽略了物体的形状和大小 同一物体 在不同的问题中 有时可看做质点 有时却不能看做质点 如本题中的地球 1 2010年3月15日 在多哈室内田径世锦赛男子60米栏决赛中 伤后复出的刘翔以7秒65获得第七名 也刷新了个人赛季最好成绩 关于刘翔的运动 以下说法正确的是 a 刘翔在飞奔的60米中 测其速度时可以看成质点b 教练为了分析其动作要领 可以将其看成质点c 无论研究什么问题 均不能把刘翔看成质点d 能否把刘翔看成质点 取决于我们研究的问题 解析 物体能否看成质点 由研究的具体情况而定 答案 ad 二 参考系1 参考系是研究机械运动的标准 要研究一个物体的运动 首先必须选定参考系 2 理论上讲 参考系的选取是任意的 但在实际问题中 参考系的选取应以便于观测和描述物体的运动为基本原则 通常选地面 相对地面静止或做匀速直线运动的物体为参考系 3 对于同一个运动 如果选择不同的物体为参考系 观察到的运动情况可能不相同 比如甲 乙两汽车都以15m s的速度沿同一直线由东向西行驶 若以路旁的树木为参考系 则两车都以15m s的速度向西行驶 若以甲车为参考系 则乙车是静止的 若以乙车为参考系 甲车也是静止的 例2从早期的88版 西游记 到最近的张纪中版 西游记 西游记 电视剧可谓常拍不衰 剧中常有孙悟空 腾云驾雾 的镜头 这通常是采用 背景拍摄法 让 孙悟空 站在平台上 做着飞行的动作 在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云 同时加上烟雾效果 摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头 放映时 观众就感觉到 孙悟空 在 腾云驾雾 这时 观众所选的参考系是 a 孙悟空 b 平台c 飘动的白云d 烟雾 点拨 本题的关键在于掌握参考系对于描述运动的作用 解析 在放映时 观众所看到的 孙悟空 在 腾云驾雾 是以飘动的白云为参考系来判断 孙悟空 的运动的 选项c正确 答案 c 点评 本题取材新颖 在考查运动的相对性 参考系等知识的同时 还介绍了许多影视镜头的拍摄中所使用的 背景拍摄法 既增长了同学们的知识 又激发了同学们的兴趣 2 歌词 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走 所描写的运动的参考系分别是 a 竹排 江岸b 江岸 竹排c 竹排 青山d 青山 竹排 解析 在第一句歌词中认为 竹排 是运动的 其参考系应是江岸或青山 在第二句歌词中认为 青山 是运动的 其参考系应为竹排 正确选项为bd 答案 bd三 坐标系1 坐标系相对于参考系是静止的 它是为了定量描述物体的位置和位置变化而引入的 2 质点的位置对应于坐标系中的点的坐标 而质点位置的改变则用坐标值的变化描述 例3一个小球从距地面5m处落下 被地面弹回 在距地面0 5m处被接住 取坐标原点在抛出点下方2m处 向下的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 3m 2 5mb 2m 3m 2 5mc 5m 0m 0 5md 0m 5m 4 5m 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点为地面 坐标为3m c点为接住点 坐标为2 5m 所以a选项正确 答案 a 点评 解答本题的关键是正确建立坐标系 并在坐标系中标出多个时刻对应的位置 3 一物体从o点出发 沿东偏北30 的方向运动10m至a点 然后又向正南方向运动5m至b点 sin30 0 5 1 建立适当坐标系 描述出该物体的运动轨迹 2 依据建立的坐标系 分别求出a b两点的坐标 解析 1 坐标系如图所示 线oab为运动轨迹 2 xa 10 cos30 m 5mya 10 sin30 m 5m xb xa 5m yb 0m 故a b的坐标分别为 53 5 53 0 抛开研究问题的性质 把质点看成很小的物体 把很小的物体看做质点 从而把质点与微观粒子如电子等混同起来是对质点概念理解的一个误区 例 下列关于质点概念的说法中正确的是 a 任何微小的物体都可以看做质点b 任何静止的物体都可以看做质点c 一个物体是否可以看做质点 要看研究问题的具体情况而定d 一个物体如果在某种情况下可以看做质点 那么在另外的情况下也可以看做质点 错解 ad 剖析 质点是一个理想化模型 一个物体能否看做质点 是依据物体的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响大小而定 不是以物体的大小而定的 如地球很大 在研究