高一物理必修1第一章運動的描述第1節(jié)《質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系》

1、. . . 第一章第一章 物體的運動物體的運動第一節(jié)第一節(jié) 質(zhì)點質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系參考系和坐標(biāo)系. . . 通過對一列從北京開往上海的列車需要的時間以及列車通過一座橋梁通過對一列從北京開往上海的列車需要的時間以及列車通過一座橋梁需要的時間的研究，使學(xué)生知道研究問題角度不同時，有時可以把物體看需要的時間的研究，使學(xué)生知道研究問題角度不同時，有時可以把物體看作一個點，有時不能看作一個點，自然而然地導(dǎo)入新課。作一個點，有時不能看作一個點，自然而然地導(dǎo)入新課。 對新課的講授，力圖通過本節(jié)的教學(xué)，使學(xué)生面對實際物體的運動問對新課的講授，力圖通過本節(jié)的教學(xué)，使學(xué)生面對實際物體的運動問題時，知道怎么去處理

2、。所以，每一個知識點都列舉一些具體的例子，設(shè)題時，知道怎么去處理。所以，每一個知識點都列舉一些具體的例子，設(shè)計幾個習(xí)題以加深學(xué)生的理解。最后，再設(shè)計幾個課堂檢測題，來檢測學(xué)計幾個習(xí)題以加深學(xué)生的理解。最后，再設(shè)計幾個課堂檢測題，來檢測學(xué)生掌握的情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題。生掌握的情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題。 本節(jié)課的重點是對質(zhì)點概念的理解和坐標(biāo)系的建立，也是學(xué)生理解的本節(jié)課的重點是對質(zhì)點概念的理解和坐標(biāo)系的建立，也是學(xué)生理解的難點。教學(xué)設(shè)計上對這兩個問題也是重點講，重點練。難點。教學(xué)設(shè)計上對這兩個問題也是重點講，重點練。. . . 1.1.理解質(zhì)點的定義，知道質(zhì)點是一個理想化的模型。初步理解質(zhì)點的定義，知

3、道質(zhì)點是一個理想化的模型。初步 體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。2.2.理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對同一個運理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對同一個運 動的描述可能是不同的。動的描述可能是不同的。3.3.理解坐標(biāo)系的概念，會用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位理解坐標(biāo)系的概念，會用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位 置以及位置的變化。置以及位置的變化。學(xué)習(xí)重點：學(xué)習(xí)重點：1.1.理解質(zhì)點的概念。理解質(zhì)點的概念。2.2.從參考系中抽象出坐標(biāo)系的概念。從參考系中抽象出坐標(biāo)系的概念。學(xué)習(xí)難點：學(xué)習(xí)難點：理解質(zhì)點的概念。理解質(zhì)點的概念。. . . 通過對一列從

4、北京開往上海的列車需要的時間以及列車通過一座橋通過對一列從北京開往上海的列車需要的時間以及列車通過一座橋梁需要的時間的研究，使學(xué)生知道研究問題角度不同時，有時可以梁需要的時間的研究，使學(xué)生知道研究問題角度不同時，有時可以把物體看作一個點，有時不能看作一個點，自然而然地提出問題：把物體看作一個點，有時不能看作一個點，自然而然地提出問題：什么時候可以把物體看作一個質(zhì)點？什么時候可以把物體看作一個質(zhì)點？http:/ . . 一、機械運動一、機械運動機械運動：機械運動：物體相對于其他物體的物體相對于其他物體的位置變化位置變化叫機械運動，叫機械運動，簡稱運動。簡稱運動。 . . . 如何描述運動如何描述

5、運動? ?詩人詩人:氣勢磅礴氣勢磅礴矯健如燕矯健如燕畫家畫家:. . . 實例一實例一 觀賞舞蹈演員的姿態(tài)是否優(yōu)美，能把演員看觀賞舞蹈演員的姿態(tài)是否優(yōu)美，能把演員看作一個點嗎？作一個點嗎？. . . 研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，需要考慮它本身的大的速度、運動軌道等問題時，需要考慮它本身的大小和形狀嗎？小和形狀嗎？實例二實例二. . . 研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，可以用一個小點行的速度、運動軌道等問題時，可以用一個小點代替這個代替這個

6、“龐大龐大”的飛機。的飛機。 因為飛機的大小與形狀在研究的問題中影響因為飛機的大小與形狀在研究的問題中影響很小很小,可忽略不計?？珊雎圆挥?。 在物理學(xué)中為了研究的方便在物理學(xué)中為了研究的方便,可以用一個小可以用一個小點代替物體，這個有質(zhì)量的點稱為質(zhì)點。點代替物體，這個有質(zhì)量的點稱為質(zhì)點。. . . 物體都可以看作質(zhì)點嗎？物體都可以看作質(zhì)點嗎？ 研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，它本身的大小和形行的速度、運動軌道等問題時，它本身的大小和形狀是狀是次要因素可忽略次要因素可忽略。這時飛機可看成質(zhì)點。這時飛機可看成質(zhì)點。 當(dāng)物體

7、的大小與形狀在研究的問題中影響很小當(dāng)物體的大小與形狀在研究的問題中影響很小,可可忽略不計時可看成質(zhì)點。忽略不計時可看成質(zhì)點。. . . 當(dāng)我們研究飛機輪胎的轉(zhuǎn)動時當(dāng)我們研究飛機輪胎的轉(zhuǎn)動時, ,能否把飛機輪胎看能否把飛機輪胎看成質(zhì)點？成質(zhì)點？ 不能不能!因為研究飛機輪胎的轉(zhuǎn)動時因為研究飛機輪胎的轉(zhuǎn)動時,飛機輪胎飛機輪胎的大小與形狀在研究的問題中不可忽略。的大小與形狀在研究的問題中不可忽略。 剛才看到的列車從北京開往上海和列車通過途中的剛才看到的列車從北京開往上海和列車通過途中的一座橋梁的時間時，什么情況下需要考慮列車的長度，一座橋梁的時間時，什么情況下需要考慮列車的長度，什么時候不需要？為什么

8、？什么時候不需要？為什么？研究列車通過一座橋梁時，需要考慮列車的長度；研究列車通過一座橋梁時，需要考慮列車的長度； 研究列車從北京開往上?？梢圆豢紤]列車的長度。研究列車從北京開往上?？梢圆豢紤]列車的長度。 . . . 一、行星可不可以看成質(zhì)點？一、行星可不可以看成質(zhì)點？研究行星公轉(zhuǎn)時，行星本研究行星公轉(zhuǎn)時，行星本身的大小和形狀是次要因身的大小和形狀是次要因素可忽略，可看成質(zhì)點。素可忽略，可看成質(zhì)點。研究行星自轉(zhuǎn)時，行星研究行星自轉(zhuǎn)時，行星本身的大小和形狀不可本身的大小和形狀不可忽略，不能看成質(zhì)點。忽略，不能看成質(zhì)點。. . . 二、籃球球可不可以看成質(zhì)點？二、籃球球可不可以看成質(zhì)點？ 在研究出

9、手瞬間，手撥動在研究出手瞬間，手撥動籃球，研究籃球的轉(zhuǎn)動時籃球，研究籃球的轉(zhuǎn)動時? ? 研究出手后，研究籃球的運研究出手后，研究籃球的運動軌跡時動軌跡時? ?. . . 物體能否看成質(zhì)點，與物體本身的大小物體能否看成質(zhì)點，與物體本身的大小和形狀無關(guān)。和形狀無關(guān)。http:/ . . 質(zhì)質(zhì) 點點1.1.定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。2.2.看成質(zhì)點的條件：看成質(zhì)點的條件：（1 1）物體的大小和形狀對所研究的問題能夠忽略不計。）物體的大小和形狀對所研究的問題能夠忽略不計。（2 2）物體的各部分的運動情況都相同，此物體一般可當(dāng)）物體的各部分的運動情況都相同，此物體一

10、般可當(dāng)作質(zhì)點。作質(zhì)點。（3 3）物體雖然有轉(zhuǎn)動，但因轉(zhuǎn)動而引起的物體各部分的）物體雖然有轉(zhuǎn)動，但因轉(zhuǎn)動而引起的物體各部分的運動差異對所研究的問題不起主要作用。運動差異對所研究的問題不起主要作用。（4 4）物體的形狀大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所研究的距離，此物可當(dāng)）物體的形狀大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所研究的距離，此物可當(dāng)作質(zhì)點。作質(zhì)點。3.3.物理意義：為了研究問題的方便。物理意義：為了研究問題的方便。. . . 1.1.質(zhì)點不是實際存在的物體；質(zhì)點不是實際存在的物體；2.2.質(zhì)點是一個理想的物理模型；質(zhì)點是一個理想的物理模型；3.3.質(zhì)點是實際事物的一種近似反映，是為了研究問題的質(zhì)點是實際事物的一種近似反映，是為了研究

11、問題的 方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象；方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象；4.4.建立質(zhì)點概念時抓住了主要因素，忽略了次要因素建立質(zhì)點概念時抓住了主要因素，忽略了次要因素( (形形 狀、大小等狀、大小等) )，突出了事物的主要特征，突出了事物的主要特征( (具有質(zhì)量具有質(zhì)量) )，使，使 問題得到了簡化。問題得到了簡化。. . . 質(zhì)點和幾何中的點是一回事嗎？質(zhì)點和幾何中的點是一回事嗎？1.1.相同點：都是沒有形狀和大小的點。相同點：都是沒有形狀和大小的點。2.2.不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象，它具有一定的物理不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對的物理內(nèi)涵，不僅具

12、有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對的物理概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對的小。對的小。. . . 例例1.下列說法正確的是下列說法正確的是 () A. 運動中的地球不能看成質(zhì)點，而原子核可以看成運動中的地球不能看成質(zhì)點，而原子核可以看成質(zhì)點質(zhì)點 B. 研究火車通過路旁一根電線桿的時間時，火車可研究火車通過路旁一根電線桿的時間時，火車可看成質(zhì)點看成質(zhì)點 C. 研究奧運會乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球研究奧運會乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時，能把乒乓球看成質(zhì)點時，能把乒乓球看成質(zhì)點 D. 研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時，

13、研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時，可以將汽車看成質(zhì)點可以將汽車看成質(zhì)點D. . . 1. 下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是（下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是（ ） A. 體積很小的物體都可看成質(zhì)點體積很小的物體都可看成質(zhì)點 B. 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點 C. 物體的大小和形狀在所研究的問題中起的作用很物體的大小和形狀在所研究的問題中起的作用很小，可以忽略不計時，我們就可以把物體看成質(zhì)點小，可以忽略不計時，我們就可以把物體看成質(zhì)點 D. 只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物體不可看成質(zhì)點物體不可看成質(zhì)點C. .

14、. 二、參考系http:/ . . 地球在不斷的自轉(zhuǎn)，地面上的人看到太陽東地球在不斷的自轉(zhuǎn)，地面上的人看到太陽東升西落。升西落。 人們研究物體的運動時，總是不自覺地用人們研究物體的運動時，總是不自覺地用另外的物體來作為標(biāo)準(zhǔn)。另外的物體來作為標(biāo)準(zhǔn)。. . . 描述物體的位置及其變化時，又總是相描述物體的位置及其變化時，又總是相對其他物體而言，即運動和靜止是相對的。對其他物體而言，即運動和靜止是相對的。. . . 參參 考考 系系1.1.定義：描述物體運動時定義：描述物體運動時, ,用來作參考用來作參考( (假定為不假定為不動動) )的另外的物體。的另外的物體。2.2.選擇不同參考系，對同一運動的

15、觀察結(jié)果可能選擇不同參考系，對同一運動的觀察結(jié)果可能相同，也可能不同。相同，也可能不同。. . . 1.1.描述物體是否運動是看相對于參考系的位置是否改變，描述物體是否運動是看相對于參考系的位置是否改變，事先假定參考系不動；事先假定參考系不動；2.2.選取不同的參考系來觀察同一物體的運動結(jié)果往往是不選取不同的參考系來觀察同一物體的運動結(jié)果往往是不同；同；3.3.參考系的選取可以是任意的，實際解題應(yīng)以觀測方便和參考系的選取可以是任意的，實際解題應(yīng)以觀測方便和使物體的運動盡可能簡單為原則；使物體的運動盡可能簡單為原則；4.4.通常選取地面為參考系；通常選取地面為參考系；5.5.比較兩個物體的運動應(yīng)

16、選同一參考系。比較兩個物體的運動應(yīng)選同一參考系。. . . 你能找到詩人選擇的參考系嗎？你能找到詩人選擇的參考系嗎？飛花兩岸飛花兩岸照船紅，照船紅，百里榆堤百里榆堤半日風(fēng)。半日風(fēng)。臥看滿天臥看滿天云不動，云不動，不知云與不知云與我具東。我具東。. . . 例例2. 某校高一的新同學(xué)分別乘兩輛汽車去市公園游玩。當(dāng)兩某校高一的新同學(xué)分別乘兩輛汽車去市公園游玩。當(dāng)兩輛汽車在平直公路上運動時，甲車內(nèi)一同學(xué)看見乙車沒有運輛汽車在平直公路上運動時，甲車內(nèi)一同學(xué)看見乙車沒有運動，而乙車內(nèi)一同學(xué)看見路旁的樹木向西移動。如果以地面動，而乙車內(nèi)一同學(xué)看見路旁的樹木向西移動。如果以地面為參考系，那么，根據(jù)上述觀察到

17、的現(xiàn)象可說明為參考系，那么，根據(jù)上述觀察到的現(xiàn)象可說明() A.甲車不動，乙車向東運動甲車不動，乙車向東運動 B.乙車不動，甲車向東運動乙車不動，甲車向東運動 C.甲車向西運動，乙車向東運動甲車向西運動，乙車向東運動 D.甲、乙兩車以相同的速度都向東運動甲、乙兩車以相同的速度都向東運動D. . . 2. 第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000米的高空飛米的高空飛行時，發(fā)現(xiàn)旁邊有一個小東西，他以為是一只小飛蟲，敏捷行時，發(fā)現(xiàn)旁邊有一個小東西，他以為是一只小飛蟲，敏捷地把它抓過來，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。飛行地把它抓過來，令他吃驚的是，抓到的竟是

18、一顆子彈。飛行員能抓住子彈的原因是員能抓住子彈的原因是 ( ) A.飛行員反應(yīng)快飛行員反應(yīng)快 B.子彈相對飛行員是靜止的子彈相對飛行員是靜止的 C.子彈已經(jīng)飛行的沒勁了子彈已經(jīng)飛行的沒勁了 D.飛行員有手勁飛行員有手勁B. . . 為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考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。系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。四、坐標(biāo)系四、坐標(biāo)系 如果物體沿直線運動，可以以這條直線為如果物體沿直線運動，可以以這條直線為 x 軸，在直線上規(guī)軸，在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。xO5 m. .

19、 . 一個坐標(biāo)系有幾個要素呢？一個坐標(biāo)系有幾個要素呢？-112034 除了上面的直線坐標(biāo)系，你還知道什么其除了上面的直線坐標(biāo)系，你還知道什么其他的坐標(biāo)系嗎？他的坐標(biāo)系嗎？原點原點物理量的符物理量的符號及單位號及單位x/m. . . 冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？如要描述空中置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？如要描述空中飛機的位置，又應(yīng)怎樣建立坐標(biāo)系？飛機的位置，又應(yīng)怎樣建立坐標(biāo)系？. . . 對于滑冰運動員可以以冰對于滑冰運動員可以以冰場中央為坐標(biāo)原點，向東為場中央為坐標(biāo)原點，向東為x x軸軸正方向，向北為正方向，向北為y

20、 y軸正方向，建軸正方向，建立水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，這立水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，這樣就可以準(zhǔn)確地描述運動員的樣就可以準(zhǔn)確地描述運動員的位置了。位置了。而要描述空中飛機的位置，就需要建立三維坐標(biāo)了。而要描述空中飛機的位置，就需要建立三維坐標(biāo)了。. . . 1. 質(zhì)點質(zhì)點: 只有質(zhì)量只有質(zhì)量,沒有形狀和大小的點叫質(zhì)點。沒有形狀和大小的點叫質(zhì)點。 說明說明:嚴(yán)格意義上的嚴(yán)格意義上的“有質(zhì)量的點有質(zhì)量的點”實際上是不存在實際上是不存在的，是一種理想化模型，是對實際物體的近似，是一的，是一種理想化模型，是對實際物體的近似，是一種科學(xué)抽象，物體能否看作質(zhì)點種科學(xué)抽象，物體能否看作質(zhì)點 , 由所描述的問題的由

21、所描述的問題的性質(zhì)決定。性質(zhì)決定。2. 參考系參考系: 描述物體的運動時描述物體的運動時 , 用來作參考的物體。用來作參考的物體。3. 坐標(biāo)系坐標(biāo)系: 一般說來，為了定量地描述物體的位置及位一般說來，為了定量地描述物體的位置及位置的變化置的變化 , 需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 說明說明:有一維坐標(biāo)系有一維坐標(biāo)系 , 也有二維和三維坐標(biāo)系。也有二維和三維坐標(biāo)系。. . . 1. 在下列各運動物體中，可當(dāng)作在下列各運動物體中，可當(dāng)作“質(zhì)點質(zhì)點”的有的有 ( ) A. 研究花樣滑冰運動員的動作是否優(yōu)美研究花樣滑冰運動員的動作是否優(yōu)美 B. 確定遠(yuǎn)洋航行中的巨輪的位置確定遠(yuǎn)洋航行中的巨輪的位置 C. 研