教科版高中物理必修第一册第1节参考系时间质点课件

第1节参考系时间质点第一章内容索引010203自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结04随堂练习课标定位1.知道参考系,知道对物体运动的描述具有相对性。2.知道时间和时刻的区别,会在坐标轴上表示时间和时刻。3.理解什么是质点,知道质点是一种理想化的物理模型。4.能说出把物体看作质点的条件。素养阐释1.通过参考系的学习,能够科学地描述运动的相对性,形成运动观念。2.通过对时间与时刻的比较,体会利用坐标轴来表示时间和时刻的科学方法。3.经历质点这一理想化模型的建构过程,体会建构物理模型的科学思维方式。自主预习·新知导学一、参考系1.为什么说运动既具有绝对性又具有相对性?提示:自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的,即运动是绝对的。描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性。2.参考系(1)定义:我们研究物体的运动时,总要选取一个物体作为参照,这个作为参照的物体叫作参照物,它以及与它保持相对静止的物体组成一个系统,叫作参考系。(2)选取参考系有什么要求?选取不同的参考系,对观察结果有什么影响?提示:参考系的选择原则上是任意的,通常以地面为参考系。选择不同的参考系,物体的运动情况可能会有所不同。二、时间和时刻1.时刻:指某一瞬间。在时间轴上,时刻用点表示。2.时间:指某两个时刻之间的间隔。在时间轴上,时间用一段长度表示,即Δt=t2-t1。3.如图(a)(b)所示,“上午8时上课、8时45分下课”“每节课45分钟”“第2s初”“第5s末”“第6s内”……(a)(b)(1)以上说法中,哪些表示时刻?哪些表示时间间隔?(2)“第2s初”“第5s末”“第6s内”分别对应时间轴上的哪一点或哪一段?在图(b)上标明。提示:(1)表示时刻的有“8时”“8时45分”“第2

s初”“第5

s末”;表示时间间隔的有“45分钟”“第6

s内”。(2)三、质点1.机械运动:物体的空间位置随时间变化的过程。2.保留主要因素而忽略次要因素的思维方法通常称为理想化方法。从实际物体中抽象出来的、被理想化了的研究对象称为理想模型。3.质点:在满足一定条件时,我们可以把物体简化、抽象为一个具有质量的点,称为质点。质点是一种理想模型。4.判断物体能否看作质点是否以物体的大小和形状作为依据?提示:不以物体的大小和形状作为依据。对于做平动的物体,由于各部分的运动情况都相同,即它们的位置随时间变化的规律都相同,我们可以把物体看作质点。对于各部分运动情况不同的物体,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计时,也可以把物体看作质点。【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。(1)参考系可任意选取,对同一运动,选择不同的参考系观察的结果一定相同。(

)(2)李明用15s跑完100m,15s指时间间隔。(

)(3)上午第一节课8点10分上课,8点10分是时刻。(

)(4)只有体积很小的物体才可以看作质点,体积较大的物体不能看作质点。(

)(5)乒乓球很小,可以看成质点;但地球比较大,一定不能看成质点。(

)(6)质点虽然是一个理想模型,但实际上也是存在的。(

)×√√×××2.我们站在公路旁边,描述汽车的运动时,一般选择谁为参考系?我们坐在车里,描述车里同学的运动时,一般选择谁为参考系?提示:我们站在公路旁边,描述汽车的运动时,一般选地面为参考系。我们坐在车里,描述车里同学的运动时,一般选车为参考系。3.李爷爷起床后外出晨练,在公园遇到张爷爷。“您这么早!练多长时间了?”“十五分钟左右吧。现在是什么时间?”张爷爷说。“大约六点。”李爷爷说。对话中两个“时间”,哪个是“时间”,哪个是“时刻”?提示:第一个是时间,第二个是时刻。“练多长时间”,是指时间间隔;“现在是什么时间”指的是一个瞬间,所以是指时刻。4.研究一列火车从北京到上海的路程,火车能否看作质点?研究火车经过一座桥梁所需要的时间,火车能否看作质点?研究火车发动机、传动机构及车轮的转动时,火车能否看作质点?提示:研究一列火车从北京到上海运动的路程,火车可以看作质点;研究火车经过一座桥梁所需要的时间,火车的长度与桥梁的长度相比较不能忽略,火车不能看作质点;研究火车发动机、传动机构及车轮的转动,火车不能看作质点。合作探究·释疑解惑知识点一对参考系的理解【问题引领】

当中国航天员坐在中国空间实验室中绕地球飞行时,若以地球为参考系,航天员如何运动?以空间实验室为参考系呢?提示:以地球为参考系,航天员在绕地球转动;以空间实验室为参考系,航天员处于静止状态。【归纳提升】

1.选取参考系的意义:要描述一个物体的运动,首先必须选定参考系,之后才能确定物体的位置,研究物体的运动。对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果往往不同。2.参考系的选取原则(1)对物体运动的描述尽可能简单。(2)一般地,根据研究对象所在的系统来选取,当研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。【典型例题】

【例题1】

(多选)下列关于运动的描述中,叙述正确的是(

)A.诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中“云与我俱东”是以船为参考系的B.“明月松间照,清泉石上流”,是以山石为参考系的C.“太阳东升西落”,是以太阳为参考系的D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,是以旗杆为参考系的答案:BD解析:选项A中的研究对象是“云”和“我”,是以两岸为参考系的,该选项错误;选项B中的研究对象是“泉水”,是以山石为参考系的,该选项正确;选项C中的研究对象是“太阳”,是以地球为参考系的,该选项错误;选项D中的研究对象是“国旗”,是以地面或旗杆为参考系的,该选项正确。用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,该物体可能就是参考系。【变式训练1】

观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是(

)A.甲、乙两车一定向左运动B.甲、乙两车一定向右运动C.甲车可能运动,乙车向右运动D.甲车可能静止,乙车向左运动答案:D解析:题图中房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言)。甲车上的小旗向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左吹;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹。对于乙车,则只有乙车向左运动并且速度大于风速时,才能使小旗向右飘。故只有选项D正确。知识点二时间和时刻【问题引领】

中考结束后,爸爸带小明乘火车去深圳旅游,火车20:30准时从北京西站出发,经5小时23分于第二天1:53到达山东菏泽站,停2分钟后出发,于4:26到达安徽阜阳站……这一段话中提到的时间哪些是时刻,哪些是时间间隔?提示:20:30、1:53、4:26是时刻,5小时23分、2分钟是时间间隔。【归纳提升】

1.时刻和时间间隔表示方法的不同在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。2.时间间隔与时刻的区别和联系

区分时刻和时间间隔的方法(1)利用上下文判断:分析所给的说法,根据题意体会。(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔标出来,时刻对应一个点,时间间隔对应一条线段。【典型例题】

【例题2】

(多选)关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是(

)A.物体在5s时指的是物体在5s末时,指的是时刻B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔D.第4s末就是第5s初,指的是时刻答案:ACD解析:画出时间轴:

从坐标轴上分析,选项A、C、D正确。借助数学方法解决物理问题借助数学方法解决物理问题是一种很重要的能力,例如借助图像分析解决问题、借助函数求解极值问题等,本题借助画出的时间轴来分析时间和时刻问题,使得问题形象直观,这体现了科学思维这一素养。【变式训练2】

(多选)“北京时间6月13日凌晨2点15分,第20届国际足联世界杯开幕式在圣保罗的科林蒂安竞技场举行,此次开幕式耗时仅仅25分钟……”下列说法正确的是(

)A.6月13日凌晨2点15分表示时间间隔B.25分钟表示时间间隔C.6月13日凌晨2点15分表示时刻D.25分钟表示时刻答案:BC解析:6月13日凌晨2点15分表示时刻,25分钟表示时间间隔,故选B、知识点三质点【问题引领】

2018国际田联挑战赛马德里站,在男子100米决赛中,中国运动员以9秒91的成绩夺冠,这个成绩平了该项目亚洲纪录。(1)中国运动员在比赛中头、手臂、腿、脚等运动情况相同吗?(2)在分析中国运动员比赛过程中的技术动作时能否将其看作质点?(3)在研究中国运动员百米比赛的成绩时能否将其看作质点?提示:(1)不相同。(2)不能。(3)能。【归纳提升】

1.质点的特点(1)质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是具有质量和占有位置,但是质点没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别。(2)质点是一种“理想模型”。①在物理学中,突出问题的主要因素,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。质点这一理想模型就是这种方法的具体应用。②理想模型是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在。2.实际物体视为质点的常见情况

物体能不能被看作质点,不是取决于物体而是取决于问题。

【典型例题】

【例题3】

在研究以下四种情况中提出的问题时,所涉及的对象可看作质点的是(

)答案:A解析:研究地球绕太阳公转的周期时,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,A正确;火车进站时间是从车头进站开始到车尾进站为止所用的时间,不能将火车看成质点,B错误;花样滑冰运动员比赛时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,C错误;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,D错误。理想模型是一种很重要的物理模型,在建构理想模型时要突出主要因素而忽略次要因素,在建构质点这个理想模型时就忽略了物体的大小和形状等次要因素,而保留了动力学中很重要的物理量——质量。【变式训练3】

下列关于质点的说法,正确的是(

)A.凡轻小的物体,皆可看作质点B.只有体积很小的物体才能看作质点C.质点是一个理想模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义D.如果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答案:D解析:质点是一个理想模型,实际上并不存在,引入这个概念可以简化我们分析的问题,不是没有意义,所以C错误;体积大的物体也可以看作质点,比如地球,所以B错误;轻小的物体不一定可以看作质点,要看它的大小和形状对分析的问题有没有影响,所以A错误;如果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,所以D正确。课堂小结随堂练习1.(参考系的判断)“嫦娥三号”在月球表面着陆过程中,先减速调整,速度从1700m/s逐渐减为0,这里1700m/s的速度所选的参考系最有可能是(

)A.太阳 B.月球表面C.地球表面 D.“嫦娥三号”答案:B2.(时间和时刻)(多选)下列计时数据指时间的是(

)A.《新闻联播》每晚19点播出B.太原开往北京的列车于8时2分从太原南站发车C.第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛中,中国选手以54秒66的成绩夺得冠军D.“嫦娥三号”历