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2018_2019版高中物理第一章运动的描述1.1质点参考系和坐标系课件新人教版必修1_图文

第一章

运动的描述

1

质点

参考系和坐标系

1.理解质点的概念,能明确物体在什么情况下可以看作质点。 2.知道参考系的概念。知道选取参考系时,要考虑到使运动的描 述尽可能简单。 3.知道坐标系的概念。能够用坐标系描述物体的位置以及位置 的变化。









一、机械运动 物体的空间位置随时间的变化称为机械运动。









二、物体和质点 1.实际物体:有一定的大小和形状,并且运动过程中物体上各部分 的运动情况一般不同。 定义:在某些情况下,不考虑物体的大小和形状,

把它简化为一个有质量的物质点,称为质点 2. 特点:具有物体的质量 ,没有大小和形状 物体看作质点的条件: 物体的大小和形状对所研 究的问题可以忽略时,可以把物体看作一个 质点









如图所示,如果我们要比较花样滑冰运动员的动作优美与否,能 否把他们视为质点?

提示:一个点不能反映出运动员的动作优美与否,此时不能把运 动员看作质点。









三、参考系 1.运动与静止的关系: 自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的,静 止是相对的,但我们在研究具体物体的运动时,可以说运动是相对 的。









定义:在描述物体的运动时,被选定作为参考、假定 不动的其他物体 意义:观察被研究的物体相对于参考系的位置是否 随时间变化以及如何变化 2. 影响:同一个物体的运动,选取不同的参考系 ,所得 出的结果可能是不同的 选取原则:参考系的选取是任意的,应以方便观测 和使运动的描述尽可能简单为原则









宋代诗人陈与义乘着小船出游时曾经写了一首诗,如图所示。诗 人为什么会有“飞花两岸照船红”和“卧看满天云不动”的感觉?

提示:诗人以自己或船为参考系,看到两岸的鲜花向后移动;天上 的云彩和船都向东运动,两者相对静止。









四、坐标系 1.建立目的:定量描述物体的位置及位置变化。 2.坐标系的分类及建立方法:
分类 建立方法 在给定的一条直线上,确定一个正方向,取一个定点为原 直线坐 点,任取一定线段为单位长度,这样就在该直线上建立了 标系 直线坐标系(又称数轴) 平面直 在平面内画两条相互垂直的数轴(x 轴与 y 轴)即可构成 角坐标 平面直角坐标系,通常用一对实数表示平面内的点(物体 系 所在的位置) 空间三 对于一个在三维空间运动的物体,需建立三维坐标系来 维坐标 表示物体的位置,在空间用三条相互垂直的数轴(x 轴、y 系 轴及 z 轴)即可构成空间三维坐标系

3.坐标系的三要素:原点、单位长度和正方向。









一辆汽车在东西方向的平直公路上行驶,要研究汽车在某个时刻所 处的位置和某段时间内的位置变化,我们应该怎么办? 提示:通常我们可以选择熟悉的标志作为参考,说明汽车离该标 志有多远,在该标志的哪个方向。但这种描述一般是大致的描述。 若以某一路口为坐标原点,以向东方向为x轴正方向,建立一个直线 坐标系,就可以准确地描述物体所在的位置及位置的变化了。





一、物体在什么条件下能看作质点 质点是物理学中一个非常重要的模型。并非小的物体就一定可 以看作质点,大的物体就不能看作质点,必须具体问题具体分析。 一般来说,如果在研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各 部分运动的差异是次要的或是不起作用的无关因素时,就可把物体 看作质点。 1.物体上各部分的运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情 况都能反映物体的运动,此时物体可看作质点。如研究沿斜面下滑 的物块时,把物块看成质点。





2.物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下,可 以看作质点。研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对太阳到地球 的距离可忽略,故可把地球看作质点。 3.同一个物体在不同的问题中,有时可以看作质点,有时不能看作 质点。如研究北京开往上海的火车,在计算运行的时间时可忽略车 长,把火车看作质点。但是同样这列火车,要计算它通过某座大桥 所需要的时间时,就不能把它看作质点。 4.一个物体能否看作质点,一般情况下与物体的运动状态无关。 如研究运动员在400 m比赛中的速度变化时,无论是在直道上还是 在弯道上,都可以将运动员看作质点。 温馨提示(1)物体的大小并不是判断物体能否看作质点的条件。 (2)质点和几何中的点意义不同。





二、如何理解运动的相对性及如何选择参考系 1.运动的相对性。选择不同的参考系来观察、描述同一个物体 的运动,结果往往是不同的。如行驶的汽车,若以路旁的树为参考 系,车是运动的;若以车中的人为参考系,则车就是静止的。 2.参考系的选取是任意的。可以选取高山、树木为参考系,也可 以选取运动的车辆为参考系。但在研究问题的过程中,我们通常选 取相对地面静止的物体为参考系。 3.选择参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原 则。例如,从水平匀速飞行的飞机上向地面投放物体,在不考虑空 气阻力的情况下,“飞机上的人看到投下的物体是沿什么路线下落 的呢?”若以地球为参考系的话,研究起来相对麻烦,此时就应该以飞 机为参考系。





温馨提示当选择相对于地面运动的其他物体作为参考系时,在分 析中应作相应的说明,以免造成误会。

类型一

类型二

类型三

类型一

对质点模型的理解

【例题1】 (多选)下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的 是( ) A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面的过 程中的转动情况时 B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球掷出后在空中飞行的水平距离时

类型一

类型二

类型三

解析:能否把物体看作质点,关键要看忽略物体的大小和形状后, 对所研究的问题是否有影响,显然选项A、C中的研究对象的大小 和形状忽略后,竿的转动、运动员的动作将无法研究。而选项B、 D中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题不受影响,故选 项B、D中的研究对象可视为质点。 答案:BD 题后反思(1)实际问题中的物体能否看作质点,并不是由物体的绝 对大小决定的,关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是 否为次要因素。 (2)同一物体,从不同的角度研究它的运动时,能否看作质点的结 果可能不同。

类型一

类型二

类型三

类型二

对参考系的理解

【例题2】 观察图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰, 关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况,下列说法正确的 是(旗杆和甲、乙火炬手在同一地区)( ) A.甲、乙两火炬手一定向左运动 B.甲、乙两火炬手一定向右运动 C.甲火炬手可能运动,乙火炬手向右运动 D.甲火炬手可能静止,乙火炬手向左运动 解析:旗向左偏,说明有向左吹的风,由甲的火焰向左偏,无法确定 甲的运动状态,甲可能静止,也可能向右运动,还可能向左做小于风 速的运动;乙的火焰向右偏,所以乙一定向左运动,且速度大于风的 速度。 答案:D

类型一

类型二

类型三

题后反思物体做何种运动,是相对于参考系而言的,物体是否运动, 要看物体相对于参考系的位置是否有变化,参考系一旦选定,物体 的运动情况也就确定了。

类型一

类型二

类型三

类型三

坐标系的理解和应用

【例题3】 一物体从O点出发,沿东偏北37°的方向运动10 m至A 点,然后又向正南方向运动10 m至B点。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。 点拨根据题意建立坐标系,确定原点的位置及坐标系的正方向, 再确定研究对象所处的坐标及位置变化的情况即可。本题应建立 平面直角坐标系。

类型一

类型二

类型三

解析:(1)坐标系如图,图线OA→AB为运动轨迹。

(2)A点位置:xA=10cos 37° m=8 m,yA=10sin 37° m=6 m B点位置:xB=8 m,yB=6 m-10 m=-4 m。 即A点的坐标为(8 m,6 m),B点的坐标为(8 m,-4 m)。 答案:见解析 题后反思坐标中的“+”“-”表示方位,即“+”表示位于坐标轴的正 方向一侧,“-”表示位于坐标轴的负方向一侧。


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