物理第一章《运动的描述》.ppt

高一物理必修1第一章 运动的描述 2 第一节 质点 参考系和坐标系 理想化模型 质量 大小 形状和 大地 参考系 不同 不动 运动 位置 运动是绝对的 静止时相对的 1 机械运动 一个物体相对于另一个物体的 改变叫机械运动 简称 它包括平动 转动和振动等 2 参考系 为了研究物体的运动而假定为 的物体叫参考系 同一个物体由于选择的参考系 观察的结果往往是不同的 所以研究运动是 必须指明 通常取 作为参考系 3 质点 在研究机械运动时 可以不考虑物体的 便可以把物体简化成一个只有 的点 这就是质点 它是一种 基本概念 对质点概念的深入理解 一个物体能否看成质点 并不取决于这个物体的大小 而是看在所研究的问题中物体的形状 大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素 若为次要因素 即使是很大的物体也可以视质点 例 在研究地球公转问题时 地球到太阳的距离为1 5x108km 而地球的直径只有1 3x104km 还不到它和太阳距离的万分之一 在这个时候地球就可以视为质点 相反 若物体的大小 形状属于主要因素 即使物体很小 也不能视为质点 例 在研究乒乓球的弧旋球技术中 乒乓球的大小和形状都不能忽略 此时乒乓球就不能视为是质点 一个物体能否视为质点是相对的 例 研究火车从北京开往广州的时间 火车可以视为是一个质点 但当研究货车经过一座桥时间 就不能把火车视为质点了 随堂习题 例1 下列物体中 可当做 质点 的有 A 做花样滑冰的运动员B 远洋航行的巨轮C 环绕地球的人造卫星D 转动着的砂轮例2 下列关于质点的说法中 正确的是 A 质点是一个理想化模型 实际上并不存在 所以引入这个感念没有多大意义 B 只有体积很小的物体才能看作质点 C 凡是轻 小的物体 皆可以看作是质点 D 如果物体的形状和大小度所研究的问题属于无关或者为次要因素时 即可把物体看作质点 BC D 参考系 描述运动时 假定不动物作为参考的物体 对参考系应明确以下几点 运动的相对性 对同一运动物体 选取不同的物体作参考系时 对物体的观察结果往往不同的 参考系的选取是任意的 在研究实际问题时 选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化 能够使解题显得简捷 选择前有任意性 选择后有唯一性 在研究问题时可以任意选取较为简单的一个参照物为参考系 但一旦确定了某物为参考系后就不能再更换参考系 以防发生混乱 因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动 所以通常取地面作为参照系 坐标系 为了可以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 随堂习题 例1 坐在行驶的列车里的乘客 看到铁轨两旁的树木迅速后退 行驶的列车 和 树木迅速后退 的参考系分别为 A 地面 地面B 地面 列车C 列车 列车C 列车 地面例2 平常说的 一江春水向东流 是以 为参考系 地球的公转 是以 为参考系 钟表的时针在转动 是以 为参考系 太阳东升西落 是以 为参考系 B 大地 太阳 表盘 地平线 第二节 时间和位移 时间和时刻 时间间隔 一段时间 指的是两时刻间的间隔 在时间轴上用一段线段表示 如4秒内 0 4秒末 第4秒内 3秒末到4秒末 等均为时间 时刻 某一瞬间 指的是某一瞬间 在时间轴上用一个点来表示 如第2秒末 第5秒末等均为时刻 随堂习题 例1 以下各种说法中 哪些是指时间 哪些是指时刻 A 列车员说 火车8点42分到站 停车8分 B 您这么早就来 等了很久吧 C 前3秒 最后3秒 第3秒末 第3秒内 时刻 时间 时刻 时间 时间 时间 时间 时刻 路程和位移 路程 物体 的长度 是标量 位移 描述物体 变化的物理量 是从物体的 指向 的有向线段 是矢量 位移的大小 初位置到末位置的距离 位移的方向 由初位置指向末位置 如果物体做单方向直线运动 则位移大小就等于路程 位移 路程 运动轨迹 位置 初位置 末位置 例1 某市出租车的收费标准是1 20元 公里 1 60元 公里 2 00元 公里 其中的 公里 是指路程还是位移 例2 田径场跑道周长是400米 1 百米赛跑选用跑道的直道部分 运动员跑完全程的路程是多少 2 在800米跑比赛中 不同跑道的运动员跑完全程的路程相同吗 跑完全程的位移相同吗 随堂习题 路程 100米 路程相同 位移不同 矢量和标量 标量 有大小没有方向的物理量 如长度 质量 时间 温度 路程 能量等 矢量 既有大小又有方向的物理量 如位移 力 速度 加速度等 矢量和标量的区别 矢量有方向 而标量没有方向 描述一个矢量 必须有大小和方向两个方面 矢量相等必须大小相等 方向相同 运算法则不一样 标量是简单的加减法 矢量是根据平行四边形法则进行运算 第三节 运动快慢的描述 速度 速度 表示物体运动快慢的物理量 位移变化快慢 它等于位移 x跟发生这段位移所用时间 t的比值 即v x t通常来说 上式求得的在某一时间间隔 t内的平均快慢程度 称为平均速度 而当 t非常非常小时 我们把 x t称做物体在时刻t的瞬时速度 而瞬时速度的大小通常叫做速率 基本概念 例1 318国道 是一条连接上海和西藏中尼边界友谊桥的公路 里程碑以上海为起点 公路几乎是沿着北纬三十度线前行的 本题可将它的东段视为直线 以公路为X轴建立坐标系 上海为坐标原点 里程碑的示数即为坐标值 一辆汽车某日8时30分驶过X1 963km 当日9小时10分驶过X2 922km的位置 这段时间内汽车在向什么方向运动 平均速度是多大 例2 光在真空中传播的速度为3 0 x108m s 1 1光年 光在一年中传播的距离 是多少米 2 除太阳外 最靠近地球的恒星是半人马座中的比邻星 它离我们4 0 x1013km s 它发出的光要多长时间才能到达地球 随堂习题 例3 汽车从制动到停止下来共用了5s 这段时间内 汽车每1s前进的距离分别是9m 7m 5m 3m 1m 1 求汽车前1s 前2s 前3s 前4s和全程的平均速度 这五个平均速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度 它比这个瞬时速度略大还是略小些 2 汽车运动最后一秒的平均速度是多少 汽车的末速度是多少 例4 如图所示是京九铁路北京西至深圳某一车