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第一章第一节 质点 参考系和坐标系


2016—2017 学年度高一物理必修一暑假班 贾老师

第一章 运动的描述
第 1 节 质点 参考系和坐标系 [学习目标] 1.知道质点的概念,知道物体在什么情况下可以看做质点.(重点) 2.知道参考系的概念,知道运动具有相对性. 3.应用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置变化的方法.(重点、难点) [教学过程] 一、物体和质点 1.机械运动:物

体的空间位置随时间变化的运动. 2.质点 (1)定义:用来代替物体的有质量的点. (2)物体视为质点的条件:物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计,或物体上 任意一点的运动可代替整个物体的运动. 物体 数据 长 10.4 米,最大直径 3.35 米,重 8.5 吨 总长度 201.4 米, 宽 3.38 米, 高 3.7 米,共 56 吨 研究问题 与神八的对接过程 绕地球一周的时间 经过铁道边电线杆的时间 从上海运行到北京的时间
—31

能否看 成质点

天宫一号

动车组

电子

体积非常小,质量 9.1×10
21 3

kg

电子的自旋 绕原子核旋转的周期 公转 自转 比赛过程中 受伤情况

地球

体积 1.08×10 米 ,质量
4 5.977×10? kg

自行车运动员

体积 50 分米 ,质量 50kg

3

3.判定一个物体能否当作质点的方法: (1)物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计。 (2)做平动的物体,由于物体上各点的运动情况相同,可以用一个点来代替整个物体的运 动。 (3)物体虽然有转动,但是因转动而引起的物体各部分的运动差异对所研究的问题不起主 要作用。

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例题:在研究以下四种情况中提出的问题时,所涉及到的对象可看作质点的是(

)

4.质点的物理意义: 质点是一个理想的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为 了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了 次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化。 注意:①形状规则的物体不一定能看做质点。 ②做直线运动的物体不一定能看做质点。 ③质点不是质量小,体积小的物体。 ④一个物体能否看做质点,关键是其大小和形状对所研究问题的影响可否忽略。 ⑤质点是一种理想化模型,实际的质点是不存在的。 二、参考系 1.运动与静止的关系 自然界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——运动是绝对的, 静 止是相对的。 2.参考系 (1)定义:在描述物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系。 (2)选取原则: ①参考系可以任意选取,但不能选择研究对象本身作为参考系。一般以地面为参考系.但在 具体问题中,要考虑研究问题的方便性. ②被选为参考系的物体认为是静止的。 (3)参考系对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有 所不同. 注意:在描述物体运动的过程中,参考系可以更换吗?
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(4)参考系的四性: ①标准性:被选为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. ②任意性:参考系的选取是任意的,任何物体都可以作为参考系. ③统一性:比较不同物体的运动应选择同一个参考系. ④差异性:对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果一般不同.例如,站在向上运动 的观光电梯内的客人,以地面为参考系是运动的,以电梯为参考系是静止的. 三、坐标系 1.坐标系:物体做机械运动时,其位置发生了变化,为了定量描述物体的位置及位置的变 化,并使描述方便简洁,需要在参考系内建立坐标系。 2.坐标系的种类: (1)如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长 度,就建立了直线坐标系。 (2)物体在平面内运动时。可以建立二维平面直角坐标系。 (3)对于空间内物体的运动,可建立三维的空间直角坐标系。 3.建立坐标系的目的:可以定量的描述物体的位置和位置变化。 例题:如图 1-1-5 所示为三种不同的坐标系,其中:甲中 M 点位置坐标为 x=2 m;乙中 N 点位置坐标为 x=3 m,y=4 m;丙中 P 点位置坐标为 x=3 m,y=4 m,z=2 m.



乙 图 1-1-5



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