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2高一物理《质点


第一章 运动的描述
物理学家海森堡说:“为了 理解现象,首要条件是引入适当的 概念,我们才能真正知道观察到了 什么。”

第 一 章 运 动 的 描 述

机械运动

? 机械运动:物体相对于其他物体的位置变 化叫机械运动,简称运动.

人类的认知规律:
? 运动:

>· · ·· · ·

为何会运动? (因果分析)
怎样运动?(描述: 文字、物理量、图像) 谁运动?(研究对象)

? 问题1:该如何描述物体的运动呢?
? 诗人用气势磅礴来描述大河中的水流,用矫捷 如燕来描述运动员轻盈的舞姿,画家用汽车后 面的线条来表示风,来描述车辆的飞驰。

科学家呢?

问题1:该如何描述物体的运动 呢?
? ? ? ? ? 谁能准确描述下列物体的运动? 如:雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚 树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃 精确描述
之难

问题1:该如何描述物体的运 动呢?
? 难道我们真的无法描述物体的 运动? ? 例:飞机以某速度从南京飞向北京, ? 研究火车在城市之间运行
我们是否要 考虑飞机本 车箱的颤动 我们已经很自然的忽略某些次要因素(如 身大小? 我们考虑吗?

形状、大小),只关心主要的方面。

研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、 运动轨道等问题时,需要考虑它本身的大小和形状吗?

研究飞机在空中的位置、离开地面的高 度、飞行的速度、运动轨道等问题时,可以 用一个小点代替这个“庞大”的飞机
因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响 很小,可忽略不计 在物理学中为了研究的方便,可以用一个小 点代替物体 这个有质量的点称为质点

问题提出:物体都可以看作质点吗? 研究飞机在空中的位置、离开地面的高 度、飞行的速度、运动轨道等问题时,它本 身的大小和形状是次要因素可忽略.这时飞 机可看成质点.
结论1: 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可 忽略不计时,可看成质点
思考:而当我们研究飞机轮胎的转动时,能否把飞机轮胎看成质点?

不能!因为研究飞机轮胎的转动时, 飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中 不可忽略.

问题二:大家手中的笔可不可以看成质点?
做一做:1)让笔平移一段距离; 2)让笔转动起来

结论2:

比较两种情 况的不同

如果物体上各点的运动情况完全相同,可 看成质点.

思考
(1) 研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质 点呢? (2) 研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为 质点呢? (3) 一列沿京沪铁路运动的火车,若研究它从上海 到北京的运动能否把它简化为一个质点? (4) 研究火车通过南京长江大桥的运动时,能否把 它简化为一个质点呢?

一 质点

质点:用来代替物体的有质量的点。
理解:

①质点不是实际存在的物体;
②质点是一个理想的物理模型;

③质点是实际事物的一种近似反映,是为了研究问 题的方便而进行的科学抽象;
④建立质点概念时抓住了主要因素,忽略了次要因 素,突出了事物的主要特征,使问题得到了简化

物体看作质点的条件:

具体情况 具体分析

1)物体上各点的运动有差别,但相对于所研究 的问题可以忽略时,可看作质点.如:高空翱翔的 老鹰,地球的公转,火车运行里程……
2)如果物体上各点的运动情况完全相同,可看作 质点,如:平移的粉笔,滑动的木块……
3)物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时,不能 把物体看作质点,如:研究地球的自转,研究火车过桥 的时间……

思考与讨论:
? 质点和几何中的点是一回事吗?
1、相同点:都是没有形状和大小的点。
2、不同点:质点是实际物体的抽象,它具有

一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,
而且是一相对的物理概念;几何中的点没有质 量,仅表示位置,而且应该绝对的小。

质点小结:
?质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。

?质点是对实际物体的近似,这也是物理学中 常用的一种重要的研究方法。
?一个物体能否看成质点,取决于它的形状和 大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟 自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大 小无关。

课堂训练
1.下列关于质点的说法中,正确的是( C ) A.体积很小的物体都可看成质点 B.质量很小的物体都可看成质点 C.无论物体的质量多大,只要物体的尺寸跟物 体间距相比甚小时,就可以看成质点 D.只有低速运动的物体才可看成看点,高速运动 的物体不可看作质点

2、下列情况不能看成质点的是( BD)
A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道

B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间

D、计算火车通过路口所用的时间

? 3、在下列物体的运动中,可视作质点的物体有 ( ACFG )
? 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.表演精彩芭蕾舞演员 ? E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中 ? F.在斜下推力的作用下,沿水平面滑动的箱子 ? G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间 ? H.测量子弹船过一张薄纸的时间。

思维体操:

? ? 如何解释小孩的静止? ? ? 同样的物体,运动会不同?

同一运动,如果选取的参考系不同,运动情 况一般不同.

参考系的研究

参考系的研究

参考系的研究

二、参考系
定义:描述物体运动时,用来作参考(假定
为不动) 的物体

选择和利用参考系的原则是什么?
①描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否 改变,事先假定参考系不动; ②选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往 往是不同; ③参考系的选取可以是任意的,实际解题应以观测 方便和使物体的运动尽可能简单为原则; ④通常选取地面为参考系;
⑤比较两个物体的运动应选同一参考系。

参考系小结
? 运动和静止是相对于参考系的。 ? 参考系的选取是任意的。 ? 选择不同的参考系,观察的结果可能不一样, 也可能一样。 ? 选择参考系时,应使物体运动的描述尽 可能简单、方便。 ? 比较两个物体的运动情况,必须选择同一参 考系才有意义。

?体会

诗境中的相对运动

飞花两岸照船红,

百里榆堤半日风。
卧看满天云不动,

不知云与我俱东。

送瘟神 绿水青山枉自多 千村薜荔人遗矢 坐地日行八万里 牛郎欲问瘟神事

毛泽东 华佗无奈小虫何 万户萧疏鬼唱歌 巡天遥看一千河 一样悲欢逐逝波

敦煌曲子中有这样的诗 句:“满眼风波多闪烁? 看山恰是走来迎,仔细看 山山不动,是船行。”

课堂训练
1.关于参考系的选取,下列说法正确的是 ( D) A.参考系必须选取静止不动的物体 B.参考系必须是和地面联系在一起的 C.在空中运动的物体不能作为参考系 D.任何物体都可以作为参考系

2、第一次世界大战期间,一名法国飞行员 在2000米的高空飞行时,发现旁边有一个小 东西,他以为是一只小飞虫,敏捷地把它抓 过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。 飞行员能抓住子弹的原因是( B ) A、飞行员反应快 B、子弹相对飞行员是静止的 C、子弹已经飞行的没劲了 D、飞行员有手劲

? 3 、描述物体地运动,必须选择参考系,关于参考系, 下列说法中正确地是( ABD ) ? (A)早晨太阳从东方升起,参考系是地面

? (B)地球绕太阳近似做圆周运动,参考系是太阳
? (C)研究地面上物体的运动只能取地面为参考系 ? (D)在不同参考系中描述物体的运动,简繁程度会不 同

如 何 确 定 物 体 的 位 置

?

若物体只在一条直线上运动,如何描 述位置变化?若在某平面(操场)上呢? ? ? 文字描述方便吗?能精确吗? ? ? 有没有简便又准确的方法?

笛卡儿发 明坐标系

区分:定性与定量

三、坐标系

定义: 为了定量地描述物体的位置及位置的
变化,而需要在参考系上建立适当的坐标系 5m

0

x

一个坐标系有几个要素呢?
原点
单位长度 正方向

数字

说一说:除了上面的直线坐标 系,你还知道什么其他的坐标 系吗?

物理量 的符号 和单位

1 、 描 述 直 线 运 动 —— 建 立 一 维 直 线 坐 标 系. 2 、描述平面运动 —— 建立二维平面直角坐 标系. 3、描述立体空间内运动——建立三维立体 空间坐标系.

1.如图所示,一辆自行车从青海新村出发沿青海路
驶向海中附校和海门中学方向,我们怎样描述自行车 的位置随时间的变化?
青海路 狮山路 7:09 海中附校7:07 海门中学7:12
青海新村7:00

青海桥7:03

y(南)

0

x(西) (西 )

生活中的物理

车载GPS定位系统1

车载GPS定位系统1

生活中的物理
? GPS:全球定位系统 ? ( 授时与测距导航系统----全球定位系统
? navigation system timing and ranging—global positioning system )

?

全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研 制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面 建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导 航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 ? 在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗” 飞船登月、航天飞机升空,同列为20世纪“三大 航天工程”。

生活中的物理
? GPS:全球定位系统 ? ( 授时与测距导航系统----全球定位系统
? navigation system timing and ranging—global positioning system )

? ? ? ?

GPS系统包括三大部分: (1)GPS卫星(空间部分) (2)地面支撑系统(地面监控部分) (3)GPS接收机(用户部分)

定 位 仪 中 所 示 位 置

小结?
1.质点:只有质量,没有形状和大小的点叫 质点.
说明:严格意义上的“有质量的点”实际上 是不存在的,是一种理想化模型,是对 实际物体的近似,是一种科学抽象,物 体能否看作质点,由所描述的问题的性质 决定.

2. 参考系:描述物体的运动时,用来作参考的 物体.
3.坐标系:一般说来,为了定量地描述物体 的位置及位置的变化,需要在参考系上 建立适当的坐标系 说明:有一维坐标系,也有二维和三维坐标系


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