2019_20學(xué)年高中物理第一章1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系課件新人教版必修.pptx

第一章 運(yùn)動(dòng)的描述,1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),一、物體和質(zhì)點(diǎn) 1.機(jī)械運(yùn)動(dòng):物體的空間位置隨時(shí)間的變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 2.質(zhì)點(diǎn)定義:在某些情況下,不考慮物體的大小和形狀,把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn),稱為質(zhì)點(diǎn)。 3.物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的形狀和大小在所研究的問題中是次要因素,可以忽略時(shí)。,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),二、參考系 1.運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和相對(duì)性:自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中,絕對(duì)靜止的物體是不存在的。就此意義而言,我們說運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的;但是,描述某一個(gè)物體的位置及其隨時(shí)間的變化,卻又總是相對(duì)于其他物體而言的,這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。 2.參考系的定義:在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),被用來作參考、假定為不動(dòng)的其他物體。 3.參考系的意義:觀察被研究的物體相對(duì)于參考系的位置是否隨時(shí)間變化以及如何變化。 4.同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),選取不同的參考系,所得出的結(jié)果可能是不同的。,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),三、坐標(biāo)系 1.如果物體沿直線運(yùn)動(dòng),為了定量描述物體的位置及位置變化,可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度,建立直線坐標(biāo)系。如圖所示,若物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),此時(shí)它的位置坐標(biāo)xA=3 m,若物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則此時(shí)它的位置坐標(biāo)xB=-2 m。 2.為了定量描述滑冰場(chǎng)上花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置,我們應(yīng)建立平面(或二維)坐標(biāo)系。,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),1.正誤辨析 (1)很小的物體總可以看作質(zhì)點(diǎn),較大的物體有時(shí)也能看作質(zhì)點(diǎn)。( ) 解析物體能不能看作質(zhì)點(diǎn)與物體大小無(wú)關(guān),而是看物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題有多大影響。 答案 (2)質(zhì)點(diǎn)是為了突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的理想化模型。( ) 解析質(zhì)點(diǎn)是一種突出物體質(zhì)量這一主要因素而建立的理想化的模型。 答案,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),(3)建立坐標(biāo)系是為了定量描述物體的位置和位置變化。 ( ) 解析建立了坐標(biāo)系,物體的位置可以用坐標(biāo)定量表示,位置的變化可以用坐標(biāo)之差來定量表示。 答案 (4)參考系必須選取地面或相對(duì)于地面靜止的其他物體。( ) 解析參考系的選取具有任意性,可以選任意物體作為參考系。 答案 (5)描述直線運(yùn)動(dòng),一般建立直線坐標(biāo)系。( ) 解析描述運(yùn)動(dòng)時(shí)建立何種坐標(biāo)系由物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)決定,一般用直線坐標(biāo)系描述直線運(yùn)動(dòng)。 答案,新知預(yù)習(xí),自主檢測(cè),2.如圖所示,詞人曾寫下這樣的詞句:滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來迎,仔細(xì)看山山不動(dòng),是船行。其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是( ) A.山和船 B.船和山 C.河岸和流水 D.山和地面 解析“看山恰似走來迎”是人看見山在迎面走來,人和船相對(duì)靜止,選取的參考系是人或船;“是船行”是船相對(duì)河岸、地面或山是運(yùn)動(dòng)的,選取的參考系是河岸、地面或山,所以選項(xiàng)B正確。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),對(duì)質(zhì)點(diǎn)與物理模型的理解 情景導(dǎo)引 小明從家到學(xué)校參加體操比賽,在研究小明從家到學(xué)校所用時(shí)間時(shí),能否將小明看作質(zhì)點(diǎn)?在研究小明做體操的動(dòng)作時(shí)能否將小明看作質(zhì)點(diǎn)?,小明做體操,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),要點(diǎn)提示研究小明從家到學(xué)校所用時(shí)間時(shí),因家到學(xué)校的距離遠(yuǎn)大于小明本身的大小,由小明的大小和形狀而引起的小明身上各部分的運(yùn)動(dòng)差異就可以忽略不計(jì),此時(shí)可將小明看作質(zhì)點(diǎn);研究小明做體操的動(dòng)作時(shí),小明身上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不相同,若將小明看作質(zhì)點(diǎn),那么這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不能反映小明身上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,也就無(wú)法研究小明的動(dòng)作,此時(shí)不能把小明看作質(zhì)點(diǎn)。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),知識(shí)歸納 1.質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn),2.物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的大小和形狀對(duì)所研究問題的影響可以忽略不計(jì)。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),3.對(duì)物理模型的理解 (1)物理模型是在物理研究中,突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的,是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。 (2)物理模型作為一種理想化模型,是為了研究問題的方便而對(duì)實(shí)際問題的科學(xué)抽象,實(shí)際中并不存在。 畫龍點(diǎn)睛物體能不能被看作質(zhì)點(diǎn),不是取決于物體的大小、輕重和形狀而是取決于所研究的問題。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),典例剖析 例1在研究以下四種情況中所提出的問題時(shí),所涉及的對(duì)象可看作質(zhì)點(diǎn)的是( ),探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),解析繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小遠(yuǎn)小于地球到太陽(yáng)的距離,符合看成質(zhì)點(diǎn)的條件;火車進(jìn)站時(shí)間是從車頭進(jìn)站開始到車尾進(jìn)站為止,不能將火車看成質(zhì)點(diǎn);花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作比的是身體各部分的動(dòng)作及協(xié)調(diào)性等方面,不能將其看成質(zhì)點(diǎn);要研究運(yùn)動(dòng)員跨欄的姿勢(shì)(即身體各部分的位置及協(xié)調(diào)性),不能將其視為質(zhì)點(diǎn),只有選項(xiàng)A正確。 答案A,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),規(guī)律方法1.一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)不是以其大小而論的,更不能看物體的輕重,而是看物體的大小和形狀對(duì)所研究問題的影響是否可以忽略不計(jì)。 2.物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的幾種情況 (1)平動(dòng)的物體因各部分運(yùn)動(dòng)情況相同,一般可以看作質(zhì)點(diǎn)。但是當(dāng)物體的大小對(duì)所研究問題的影響不能忽略時(shí),不能把物體看作質(zhì)點(diǎn),如研究火車過橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車看作質(zhì)點(diǎn)。 (2)物體有轉(zhuǎn)動(dòng),但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所要研究的主要問題,物體本身的形狀和大小已變成了次要因素時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),變式訓(xùn)練1在巴西里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)上,中國(guó)代表團(tuán)參加了包括田徑、體操、柔道等項(xiàng)目的比賽,下列幾種比賽項(xiàng)目中的研究對(duì)象可視為質(zhì)點(diǎn)的是( ) A.在撐竿跳高比賽中研究運(yùn)動(dòng)員手中的支撐竿在支撐地面過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況 B.帆船比賽中確定帆船在大海中的位置 C.跆拳道比賽中研究運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作 D.跳水比賽中研究運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)情況,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),解析撐竿跳高時(shí),若將支撐竿看作質(zhì)點(diǎn),則無(wú)法研究支撐竿的轉(zhuǎn)動(dòng)情況,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;研究帆船在大海中的位置時(shí),帆船的大小和形狀可以忽略,故可將帆船看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B正確;跆拳道比賽中,若將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),則運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作就無(wú)法研究,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;研究跳水運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),運(yùn)動(dòng)員的大小和形狀不能忽略,故不能將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),對(duì)參考系的理解 情景導(dǎo)引 下雨天,地面觀察者看到雨滴豎直下落,坐在勻速行駛的車廂里的乘客看到的雨滴卻是斜向后方的(如圖所示)。 原因?yàn)楹?請(qǐng)談?wù)勀愕目捶ā?要點(diǎn)提示這是因?yàn)檫x取的參考系不同。以地面為參考系時(shí),看到雨滴是豎直下落的;以勻速行駛的車廂為參考系時(shí),看到的雨滴是斜向后方運(yùn)動(dòng)的。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),知識(shí)歸納,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),典例剖析 例2下列語(yǔ)句中加下劃線部分描繪的運(yùn)動(dòng)情景,可以選取山為參考系的是( ) A.兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬(wàn)重山 B.小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走 C.滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來迎 D.兩岸青山相對(duì)出,孤帆一片日邊來 解析由題意可知,舟的運(yùn)動(dòng)應(yīng)是相對(duì)于山,故詩(shī)人選取的參考系為山,故A正確;“巍巍青山兩岸走”是以竹排為參考系的,故B錯(cuò)誤;“看山恰似走來迎”選擇的參考系是自己或者船,故C錯(cuò)誤;“兩岸青山相對(duì)出”是相對(duì)于船來說的,故D錯(cuò)誤。 答案A,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),規(guī)律方法假設(shè)法判斷參考系 假設(shè)以某物體為參考系,看對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述與給定的描述中的結(jié)果是否一致,若一致,假設(shè)的物體可能就是參考系。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),變式訓(xùn)練2觀察圖中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰,關(guān)于甲、乙兩火炬手相對(duì)于靜止旗桿的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是(旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū))( ) A.甲、乙兩火炬手一定向左運(yùn)動(dòng) B.甲、乙兩火炬手一定向右運(yùn)動(dòng) C.甲火炬手可能運(yùn)動(dòng),乙火炬手向右運(yùn)動(dòng) D.甲火炬手可能靜止,乙火炬手向左運(yùn)動(dòng),解析旗向左偏,說明有向左吹的風(fēng),由甲的火焰向左偏,無(wú)法確定甲的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),甲可能靜止,也可能向右運(yùn)動(dòng),還可能向左以小于風(fēng)速的速度運(yùn)動(dòng);乙的火焰向右偏,所以乙一定向左運(yùn)動(dòng),且速度大于風(fēng)的速度。 答案D,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),對(duì)坐標(biāo)系的理解 情景導(dǎo)引 田徑場(chǎng)上,要描述百米賽跑運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?要描述800米賽跑運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?在足球場(chǎng)上,要描述足球的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),要點(diǎn)提示田徑場(chǎng)上,在描述百米賽跑運(yùn)動(dòng)員的位置時(shí),因運(yùn)動(dòng)員是在一條直線上運(yùn)動(dòng),故建立直線坐標(biāo)系即可;在描述800米賽跑運(yùn)動(dòng)員的位置時(shí),因800米跑道是彎曲的,運(yùn)動(dòng)員在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),此時(shí)應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系;足球場(chǎng)上,足球并非在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),故應(yīng)建立空間三維坐標(biāo)系才能描述足球的位置。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),知識(shí)歸納 1.建坐標(biāo)系的目的 為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 2.注意:建立坐標(biāo)系時(shí),必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),3.坐標(biāo)系的分類及建立方法,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),典例剖析 例3一個(gè)小球從距地面4 m高處落下,被地面彈回,在距地面1 m高處被接住。 (1)若坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2 m處,以向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是( ) A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m (2)若坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方4 m處,以向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是( )在(1)題選項(xiàng)中選 (3)兩種情況下拋出點(diǎn)和接住點(diǎn)之間的距離分別為多少?,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),甲 乙,解析(1)根據(jù)題意建立如圖甲所示的坐標(biāo)系,A點(diǎn)為拋出點(diǎn),坐標(biāo)為-2 m,B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),D點(diǎn)為落地點(diǎn),坐標(biāo)為2 m,C點(diǎn)為接住點(diǎn),坐標(biāo)為1 m,所以選項(xiàng)B正確。,(2)根據(jù)題意建立如圖乙所示的坐標(biāo)系,A點(diǎn)為拋出點(diǎn),坐標(biāo)為4 m,D點(diǎn)為落地點(diǎn),也是坐標(biāo)原點(diǎn),C點(diǎn)為接住點(diǎn),坐標(biāo)為1 m,所以選項(xiàng)C正確。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),(3)根據(jù)圖示坐標(biāo)系,可知兩種情況下拋出點(diǎn)和接住點(diǎn)之間的距離相等,都為3 m。 答案(1)B (2)C (3)兩種情況下,距離相等均為3 m,易混要點(diǎn)位置坐標(biāo)的“相對(duì)性”和位置變化的“絕對(duì)性” (1)物體的位置坐標(biāo)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定有關(guān),同一位置,建立某種坐標(biāo)系時(shí)所選取原點(diǎn)不同,或規(guī)定的正方向不同,物體的位置坐標(biāo)不同。 (2)物體位置的實(shí)際變化與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定無(wú)關(guān)。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),變式訓(xùn)練3國(guó)慶盛典上,游行的隊(duì)伍和彩車依次從天安門前經(jīng)過。以北京長(zhǎng)安街為坐標(biāo)軸x,向西為正方向,以天安門中心所對(duì)的長(zhǎng)安街中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立一維坐標(biāo)系,一輛彩車最初在原點(diǎn)以東3 km處,一段時(shí)間后行駛到原點(diǎn)以西2 km處。這輛彩車最初位置坐標(biāo)和最終位置坐標(biāo)分別是( ) A.3 km 2 km B.-3 km 2 km C.3 km -2 km D.-3 km -2 km 解析坐標(biāo)軸的正方向向西,則位置在原點(diǎn)以西為正,在原點(diǎn)以東為負(fù)。彩車最初在原點(diǎn)以東且距原點(diǎn)3 km處,所以最初位置坐標(biāo)是-3 km,同理最終位置坐標(biāo)是2 km,故B正確。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),1.如圖所示,下列幾種情況下的物體,哪些情況可將物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來處理( ) A.甲中研究正在吊起貨物的起重機(jī)的姿態(tài) B.乙中研究坐在翻滾過山車中的小孩坐姿 C.丙中測(cè)量太空中繞地球飛行的宇宙飛船的周期 D.丁中研究門的運(yùn)動(dòng),探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),解析起重機(jī)吊起貨物時(shí)臂架仰起時(shí)幅度大小要考慮,起重機(jī)不能看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小孩的坐姿對(duì)小孩的安全很重要,小孩不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;繞地球飛行的宇宙飛船的大小、形狀可以忽略,可以看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)C正確;門是轉(zhuǎn)動(dòng)的,各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況不同,不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案C,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),2.在一段網(wǎng)絡(luò)視頻中,一枚硬幣穩(wěn)穩(wěn)地立在飛馳高鐵的窗臺(tái)上,保持一段時(shí)間不倒,認(rèn)為視頻中硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài)所選擇的參考系是( ) A.遠(yuǎn)處的高山 B.經(jīng)過的站臺(tái) C.車窗外的樹木 D.立硬幣的窗臺(tái) 解析高山、站臺(tái)、樹木相對(duì)于高鐵(或高鐵上的窗臺(tái)、硬幣)向后運(yùn)動(dòng),而硬幣相對(duì)于窗臺(tái)的位置不變,即以窗臺(tái)為研究對(duì)象,硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)D正確。 答案D,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),3.(多選)如圖所示,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述正確的是( ) A.甲說“他在沿直線下落呀”是假定自己不動(dòng)的 B.乙說“他明明在沿曲線下落嘛”是以地面為參考系的 C.為了準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng),只能選地面為參考系 D.研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不一定要選擇參考系,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測(cè),解析甲看到小球沿直線運(yùn)動(dòng)是以甲本身為參考系的,選項(xiàng)A正確;乙看到小球沿曲線運(yùn)動(dòng)是以地面為