第节1质点质点 参考系参考系高中物理高中物理 必修第一册必修第一册第一章学习目标任务1：发现准确描述物体运动的困难任务2：建构质点模型，领会理想化方法任务3：通过实例理解能看成质点的条件任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念任务5：学会合理选择参考系.找茬游戏找出两张照片的不同之处？如果把甲图看成开始时的情况，乙图看成一段时间后的情况。哪些小孩是静止的？哪些小孩是运动的？判断依据是什么？鸟鸟在在飞飞翔翔 火火箭箭飞飞向向太太空空汽汽车车在在跑跑地地球球在在转转动动 物体的物体的空间位置空间位置随时间的变化随时间的变化，叫，叫机械运动机械运动，它是自然，它是自然界最简单最基本的运动形式。界最简单最基本的运动形式。问题情境:沿弧线飞向球门的足球(图1)，拍打翅膀在空中翱翔的雄鹰(图2)，飞车特技表演(图3)，飞驰的汽车(图4)1.图1中的足球向前运动时，还伴随着旋转，你认为足球上各个点的运动轨迹、速度完全相同吗?任务1：发现准确描述物体运动的困难问题不相同图1图2图3图42.图2、3、4中物体上每一点的运动相同吗？3.完整描述物体每一部分的运动情况容易吗?物体每一部分的运动情况对我们分析解决问题是否都是必要的?不相同把物体每一个部位的运动情况描述清楚存在困难。很多情况不需要掌握物体每一部分的运动情况。准确描述物体的全部运动的存在困难任务2：建构质点模型，领会理想化方法问题情境：2018年国际田联钻石联赛，在男子100米的比赛中，中国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下图为某次比赛的视频截图。问题1.如果你是一个普通观众，观看苏炳添100米比赛时，你关心什么问题?这时他身体的形状、大小对所研究的问题影响大吗?2.如果你是苏炳添的教练，观看苏炳添100米比赛时，你是否会关心苏炳添身体各部分的位置和运动情况?3.作为一名物理学习者，如果要计算苏炳添跑完全程的速度，苏炳添的形状、大小重要吗?为什么?比赛用的时间 不大关心，各部分的动作影响成绩的发挥不重要，只关心时间即可以算出全程的速度任务2：建构质点模型，领会理想化方法问题情境：2018年国际田联钻石联赛，在男子100米的比赛中，中国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下图为某次比赛的视频截图。问题可以由研究的问题决定；每一点的运动能否代替整体的运动不是实际存在的；理想化模型的方法，可以抓住主要因素，忽略次要因素4.如果物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，或者影响很小，是否可以忽略形状大小将它看成一个有质量的点?5.一个物体能否看成质点是由物体本身决定的，还是由研究问题的性质决定的?同一物体能否看成质点的依据是什么？6.质点是实际存在的吗?将物体看做质点运用了什么方法?这种方法的功能是什么?当物体的当物体的大小和形状大小和形状对我们对我们研究的问题研究的问题相比可以忽略时，我相比可以忽略时，我们可以这样：们可以这样：最后看作一个点最后看作一个点任务2：建构质点模型，领会理想化方法任务3：通过实例理解能看成质点的条件问题情境:太阳系中地球的运动问题1.如图，研究地球自转时，能否将地球看成质点?为什么?2.研究地球公转时，能否将地球看成质点?为什么?不能，看成质点就没法研究了可以；关注整体的运动，地球大小相比地球到太阳的距离小得多任务3：通过实例理解能看成质点的条件问题3.如图，研究火车的运动时，关注哪些问题时可以将高铁看成质点，关注哪些问题时不可以看成质点?研究从万州到重庆的时间可以看作质点研究火车车轮的转动时，不可以看成质点4.能否总结将物体看成质点的条件?不由物体自身大小决定，与研究的问题有关，任意一点的运动可以代替整体的运动时可以看作质点问题情境:一列从万州开往重庆的高铁列车一、质点：一、质点：用来代替物体的有质量的点用来代替物体的有质量的点。1 1、特点：、特点：A A、它没有大小和形状。、它没有大小和形状。B B、它具有物体的全部的质量。、它具有物体的全部的质量。C C、它是一种理想化的模型。、它是一种理想化的模型。2 2、条件：条件：当物体的当物体的大小和形状大小和形状对我们对我们研究问题研究问题的影响不大或者影的影响不大或者影响可以忽略时，可以把物体看作质点响可以忽略时，可以把物体看作质点。思考：跳水运动员跳水，芭蕾舞演员表演，这些情况下能看成质点么？任务3：通过实例理解能看成质点的条件例 下列说法中正确的是（）A.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的引导员看成一个质点B.在战斗机飞行训练中，研究战斗机的空中有动作翻滚动作时，可以把战斗机看成质点C.研究“辽宁舰”在大海中运动轨迹时，可以把“辽宁舰”看成质点D.由于“辽宁舰”体形巨大，故任何情包括远洋航行况下都不能将其看成质点【点拨】物体能看成质点的条件是：物体的大小、形状对所研究的问题不会产生影响，物体的大小、形状能忽略，与其他因素无关。A 错飞行员要按照引导员的指挥手势操作驾驶B错将战斗机视为质点后，就不可能研究战斗机的空中翻滚动作了C对D错“辽宁舰”虽大，但分析其在辽阔的大海中的航行轨迹时，“辽宁舰”的大小可以忽略不计C毛主席著名诗词送瘟神中：“坐地日行八万里，巡天遥看一天河”从这句话中描述的：人到底是运动还是静止的呢？任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念评价事物评价事物皆有参考皆有参考美？丑？美？丑？高？矮？高？矮？快？慢？快？慢？任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念问题情境：空中加油机给战机加油问题1.如图是空中加油机通过油管给战机加油的情景，在空中加油机看来，战机的运动情况是怎样的?2.从地面上的人看来，空中加油机和战机的运动情况是怎样的?静止的，加油时需要保持相对静止高速飞行（运动）3.要描述战机的运动情况，首先必须选择一个作为参考的物体，这个物体叫做什么?参照物（参考系）、参考系可以、参考系可以任意任意选择选择 特点：特点：、同一物体选不同的参考系，其运动、同一物体选不同的参考系，其运动情况可能不同情况可能不同、通常选、通常选地面地面为参考系为参考系任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念参考系：参考系：用来做参考的物体用来做参考的物体 大家一起来讨论下坐在火车中的人是静止的还是运动的？如何判定？任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念任务5：学会合理选择参考系问题情景:飞机投弹照片，模拟飞机投弹1.飞机投弹时，你认为飞机是静止还是运动的?你做此判断时是以什么物体为参考系的?2.如果以飞机为参考系，炸弹的飞行轨迹是怎样的?3.通过实验，我们观察到炸弹的运动轨迹是一条曲线，如图所示，这和问题2的分析结果产生了矛盾，你认为原因是什么呢?问题运动的；以地面为参考系竖直向下的运动选择的参考系不同二 参考系的理解相对性用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的任意性参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系统一性在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，必须选择同一参考系差异性同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同【注意】（1）物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。（2）由于运动的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。（3）不做特别说明的情况下，一般选取地面为参考系。小结（1）判断一个物体究竟是运动还是静止，都要选择另外的物体作为参照。选择参照的物体不同，结论可能不同。被选为参照的物体叫做参照物。有了参照物，可以判定物理动还是不动，但不能定量描述动的快慢、运动的方向等等。（2）为了确切地或定量地说明一个物体的运动，仅选择一个参考物还不行，还必须在参考物上建立一套坐标系，例如笛卡尔直角坐标系等。有了坐标系，就可以定量地确定物体在空间的位置。但描述物体的运动还需指明另一要素，即它在什么时刻经过什么位置，也就是说要说明位置随时间变化的情况。因此，从原则上说，坐标系的各处都应该配置一个钟，而且同一坐标系各处的钟都必须是“同步”的，即走得快慢一样。（3）一个依托参照物建立的“标示空间位置的坐标系”和配置在此坐标系内各点的“一套指示时间的同步的钟”就组成一个参考系。（4）参考系是确定的一个空间，它与参照物相联系，但在绝对时空观中，有时可能只有参考系，而不一定有真实的参考物件。故在今后的研究中，往往用坐标系代替参考系来确定物体的位置、一段时间内的位移等，从而实现对物体运动的定量研究。拓展参照物与参考系是一回事吗，有什么区别与联系？【说明】通常情况下，一般不区分“参考物”和“参考系”，而强调“坐标系是参考系的数学抽象”。在讨论一般性问题时，往往只给出坐标系而不必具体地指明它所参照的物体或参考系。1 1、以下说法正确的是（、以下说法正确的是（）A、参考系就是不动的物体 B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系 C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的 D、同一物体的运动，对不同参考系可能有不同观察结果CD2 2、列列车车A A和和B B并并排排停停在在某某站站，当当A A启启动动后后B B还还未未启启动动，此此时时列列车车B B内内的的一一乘乘客客看看到到自自己己所所乘乘的的列列车车运运动动了了，他他选选的的参参考考系是系是（）A列车AB列车BC站台 D铁轨 A3 3、甲乙两汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考、甲乙两汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是（系的说法正确的是（）A、如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的B、如果观察的结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车C、如果以甲车中一走动的人为参考系，乙车仍静止D、如果甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，以乙车为参考系，甲车向西行驶ABD三三.坐标系坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的变为了定量地描述物体的位置及位置的变 化，需要化，需要在参考系上建立适当的坐标系。在参考系上建立适当的坐标系。原点、正方向、单位长度原点、正方向、单位长度当物体运动到当物体运动到A A点时，它的位置坐标是点时，它的位置坐标是x xA A=3m=3m当物体运动到当物体运动到B B点时，它的位置坐标是点时，它的位置坐标是x xB B=-2m=-2m 1 1、关于质点的说法正确的是（、关于质点的说法正确的是（）A只有体积很小或质量很小的物体才能看作质点 B只要物体运动不是很快，就可以把物体看作质点 C物体的大小和形状可以忽略时，可将物体看作质点 D质点是客观存在的 C 2 2、在在下下列列各各物物体体的的运运动动中中，可可视视作作质质点点的的物物体体有有（）A从北京开往广州的一列火车B研究转动的汽车轮胎C研究绕地球运动时的航天飞机D表现精彩的芭蕾舞演员AC3 3、下面是关于质点的一些说明，其中正确的有（、下面是关于质点的一些说明，其中正确的有（）A、体操运动员在做单臂大回环，可以视为质点B、研究地球的公转时，可以把地球看成质点C、研究地球自转时，可以把地球看成质点D、细胞很小，可把它看成质点B习题习题1 1、关于参考系的选择，下列说法错误的是、关于参考系的选择，下列说法错误的是()()A描述一个物体的运动，参考系可以任意选取B选择不同的参考系，同一运动，观察的结果可能不同 C观察或研究物体的运动，必须选定参考系 D参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体2 2、关于质点，下列说法中正确的是、关于质点，下列说法中正确的是()()A只要体积小就可以视为质点B若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体当作质点C质点是一个理想化模型，实际上并不存在D因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的DBC3 3在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云中穿行，这时选取的参考系是中穿行，这时选取的参考系是 ()()A月亮B云 C地面D星4 4 研究下列情况中的运动物体，哪些可