高中物理 第一章運動的描述1質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系學(xué)案課件 新人教版必修1

1、●情景切入我們生活在一個運動的世界之中．從浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界的一切，都在不停地運動．飄動的樹葉、滾滾的江水、飛逝的流星、飄動的紅旗、呼嘯的飛機(如圖)……在這一章里，我們將初步學(xué)習(xí)、研究如何描述物體的運動．,●知識導(dǎo)航(1)研究一種物理現(xiàn)象總是先從現(xiàn)象的描述入手．作為研究物體機械運動規(guī)律的第一章，本章章名“運動的描述”就清楚點明將要講述的是有關(guān)描述物體運動的物理量：位移、時間、速度和加速度．要理解這些物理量，

2、就必需理解質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系等概念．(2)本章學(xué)習(xí)過程中需要掌握十個主要概念，一個重要實驗．十個主要概念：機械運動、參考系、質(zhì)點、位移、路程、速度、平均速度、瞬時速度、速率、加速度．一個重要實驗：用打點計時器測速度．,(3)本章的重點是對質(zhì)點的概念及位移、速度、加速度的物理含義的理解．難點是對加速度的理解、應(yīng)用及加速度與速度的區(qū)別與聯(lián)系．,●學(xué)法指導(dǎo)(1)質(zhì)點模型的建立和條件：能否把物體抽象為質(zhì)點，關(guān)鍵要看它的大小和形狀在

3、所研究的問題中是否起作用(2)運動的相對性運動不僅與參考系的選擇有關(guān)，而且運動的效果還與方向有關(guān)．所以，應(yīng)該把運動的相對性與方向性結(jié)合起來理解,(3)平均速度和瞬時速度注意到初中學(xué)的速度定義是路程與時間的比，它沒有方向，高中學(xué)的平均速度是矢量，它的方向與位移Δx的方向相同，體會由平均速度到瞬時速度的過渡所采取的極限思想(4)加速度對于加速度的理解一定要緊扣定義，理解其實質(zhì)，要注意區(qū)分速度、速度變化、速度變化率、加速度這幾個概念

4、,(5)速度與加速度速度與加速度是兩個不同層次的變化觀念的反映．速度是描述位置變化快慢的物理量，加速度則是描述速度變化快慢的物理量．兩者無直接聯(lián)系．(6)v­t圖象和x­t圖象圖象問題首先要分清坐標(biāo)軸的含義，從而確定圖象所反映的物理量之間的規(guī)律，理解圖線的截距、斜率、面積所代表的含義．,1．質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系,2009年10月1日10時整，中華人民共和國國慶60周年慶典開始！60響禮炮轟鳴，讓中華兒女熱血沸騰

5、的《義勇軍進行曲》奏響，鮮艷的五星紅旗像一束火焰在天幕上燃燒.10時49分，鐵流滾滾，大地共鳴，30個裝備方隊以雷霆萬鈞之勢隆隆駛來(如圖所示)……,這一節(jié)里我們將研究機車通過天安門廣場時，描述物體運動的幾個物理量——質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系．,1．物體的運動形式是多種多樣的，最簡單的運動是的位置隨時間改變，這種運動叫做，簡稱運動．2．在某些情況下，可以不考慮物體的大小和形狀．這時，我們突出“ ”這一要素，把它簡化

6、為一個的點，稱為質(zhì)點．3．在研究地球的公轉(zhuǎn)時 把地球看作質(zhì)點，在研究地球的自轉(zhuǎn)時，再把地球當(dāng)做質(zhì)點．4．為了定量地描述物體的位置及 ，需要在上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．,物體相對于其他物體,機械運動,物體具有質(zhì)量,有質(zhì)量,可以,不可以,位置變化,參考系,5．2008年的奧運圣火將經(jīng)珠穆朗瑪峰傳至北京，觀察圖中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰，則甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況是(旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū))

7、甲火炬手向；乙向運動．,右運動或靜止,左,(1)定義不考慮物體的大小和形狀時，用來代替物體的有質(zhì)量的點．(2)物體可以看成質(zhì)點的條件：物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異對所研究問題的影響可以忽略不計時，就可以把物體看成質(zhì)點．,特別提醒：①質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象，是在研究物體運動時，抓住主要因素，忽略次要因素，是對實際物體的近似，是一個理想化模型．②一個物體是否可以視為質(zhì)點，要具體情況具體分析．例如：一

8、列火車從北京開往上海，在計算運行時間時，可以忽略列車的長短，可把它視為質(zhì)點；但是同樣這列火車，要計算它通過黃河鐵路大橋所需時間時，必須考慮列車的長度，不可把列車視為質(zhì)點．,③一個物體能否看作質(zhì)點不能以大小而論．例研究電子繞原子核的運動情況時，就不能把原子看作質(zhì)點，研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，可把整個地球看作質(zhì)點．,沿一個方向推動桌面上的書本如圖所示，測量書本移動的距離，是否可以將書本視為質(zhì)點，為什么？如果測定書本經(jīng)過桌面上A點所需要的時間，是

9、否可以將書本視為質(zhì)點，為什么？還有什么情況下書本可以被視為質(zhì)點？什么情況下書本不能視為質(zhì)點？,答案：測量書本移動的距離時，由于書上各點的移動情況一樣，故而可以將書看做質(zhì)點；如果測定書本經(jīng)過桌面上A點所需要的時間時，由于書有一定的長度，書沿運動方向各部分經(jīng)過A點的時刻不一樣，所以書經(jīng)過A點需要一定的時間，不能把書看成質(zhì)點；如果研究書沿桌面運動時的速度時，可以把書視為質(zhì)點；如果書轉(zhuǎn)動時，由于書上各點的運動情況不一樣，故不能把書看成質(zhì)點.,(

10、1)定義：在描述一個物體的運動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體，叫做參考系．(2)說明：①參考系是人為假定靜止的，不是真正的靜止，自然界不存在絕對靜止的物體．②同一物體，選取不同的參考系，其運動情況可能不同，如路邊的樹木，若以地面為參考系是靜止的．若以行駛的汽車為參考系，則樹木是往后倒退的．,③參考系的選取以分析問題的方便為前提，比如，觀察地球衛(wèi)星的運動，開始發(fā)射時，可選地球為參考系；當(dāng)它進入繞太陽運行的軌道時，則應(yīng)以太陽為參考系才

11、便于描述．研究地面上物體的運動，常選地面上靜止的物體為參考系．,特別提醒：(1)由于運動描述的相對性，凡是提到物體的運動，都應(yīng)該明確它是相對哪個參考系而言．(2)在同一個問題當(dāng)中，若要研究多個物體的運動或同一個物體在不同階段的運動時，必須選取同一個參考系．(3)無論物體原來運動情況如何，一旦把它選為參考系，就認(rèn)為它是靜止的．,(河北安新中學(xué)09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)觀察下面的漫畫，圖中司機說乘車人“你沒動”，而路上的小女孩說他

12、運動得“真快”．關(guān)于司機和小女孩對乘車人運動狀態(tài)的描述所選取的參考系分別為(　　),A．地面、地面　　B．地面、汽車C．汽車、地面 D．汽車、汽車答案：C,(1)物理意義：物體做機械運動時，其位置發(fā)生變化，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)分類：①一維坐標(biāo)系：如果物體在一維空間運動，即沿一直線運動，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達物體的位置．②二維坐標(biāo)系(如直角坐標(biāo)系)：如果

13、物體在二維空間運動，即在某一平面內(nèi)運動，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置．③多維坐標(biāo)系(如三維立體空間坐標(biāo)系)：當(dāng)物體在三維空間運動時，則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述物體的位置．,全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS，由在地球軌道上運行的若干衛(wèi)星(如圖)和地面接收裝置組成．,從下圖中的GPS定位顯示中，你能獲得什么信息？此定位器位于我國的哪個城市？,答案：顯示屏上的“N39°55.451′”是表示該位置的緯度是北緯39°

14、;55.451′，“E116°23.504′”是表示該位置的經(jīng)度是東經(jīng)116°23.504′，此位置正是我國城市北京．,研究火車的各種運動情況時(如圖)，哪些情況可以將火車視為一個質(zhì)點？,解析：(1)火車進站時，火車的長度與站臺相比不能被忽略，所以在研究火車進站的時間時，不能將火車看做質(zhì)點．(2)火車的長度與從北京到重慶的距離相比，可以忽略不計，所以在研究火車從北京到重慶的時間時，可以將火車看做質(zhì)點．(3)研究火

15、車車輪上某點的運動與車輪的大小和形狀有關(guān)，這種情況下不能將火車看做一個質(zhì)點．答案：(1)(3)不可以看做質(zhì)點，(2)可以看做質(zhì)點．,點評：一個物體能否看成質(zhì)點，取決于它的大小和形狀在研究的問題中是否可忽略不計，不在于它的體積和質(zhì)量．,在2008年北京奧運會上，我國健兒奮勇拼搏，一次次站在最高的領(lǐng)獎臺上，標(biāo)志著我國競技體育水平取得了突破性進展．問題探究：奪冠的雙人皮劃艇(如圖1)，沖線時能否視為質(zhì)點？研究郭晶晶和吳敏霞做雙人跳水動作時

16、(如圖2)，能否視為質(zhì)點？,答案：皮劃艇運動，只要皮劃艇的一部分先觸線，就判比賽勝利，與皮劃艇本身的形狀、大小無關(guān)，可視為質(zhì)點；跳水運動的判分依據(jù)是運動員的動作，當(dāng)然不能視為質(zhì)點了.,甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球(如下圖所示)，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降．那么，從地面上看，甲、乙、丙的運動情況可能是(　　),A．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙停在空中B．甲、乙勻速下降，v乙>

17、v甲，丙勻速上升C．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙>v甲D．以上說法均不正確,解析：甲、乙、丙三人在觀察其他物體的運動時，是以自己所乘的熱氣球為參考系的．樓房和地面連為一體，是同一個參考系，甲看到樓房勻速上升，說明甲相對于地面勻速下降；乙看到甲勻速上升，說明乙相對于地面也在勻速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲；甲看到丙勻速上升，則丙的運動有三種可能情況：(1)丙靜止(2)丙勻速上升(3)丙勻速

18、下降，但v丙<v甲；而在這三種可能的情況下，丙看到乙一定是勻速下降，符合題意．故選項A、B正確．答案：AB,(安徽和縣一中09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)宋代詩人陳與義的詩句“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)，臥看滿天云不動，不知云與我俱東”藝術(shù)性的表達了運動的相對性，下列理解正確的是(　　)A．“臥看滿天云不動”，是以小船為參考系的B．“云與我俱東”，是以地面為參考系的C．不論選取誰為參考系，“百里榆堤”總是不動的D．選

19、取不同的參考系，“榆堤”、“云”、“我”的運動情況是相同的,答案：AB解析：詩中描寫船的運動；前兩句寫景，詩人在船上，臥看云不動是以船為參考系，云與我俱東是以地面為參考系，云和船均向東運動.,(如圖所示)一輛汽車從市中心開始行駛，先向南行駛了500m，到達A處再向東行駛400m到達B處，最后又向西行駛了700m，到達C處，請用數(shù)學(xué)方法描述汽車在A，B，C三處的位置．,解析：為了用數(shù)學(xué)方法定量描述物體的位置，應(yīng)該建立二維直角坐標(biāo)系，用坐

20、標(biāo)來表示物體的位置．答案：以市中心為坐標(biāo)原點，向東為x軸的正方向，向北為y軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示．則A點坐標(biāo)(0，－500)，B點坐標(biāo)(400，－500)，C點坐標(biāo)(－300，－500)．,點評：在描述物體的位置及其變化時，如果物體做直線運動，一般建立直線坐標(biāo)系；如果物體在平面上做曲線運動，一般建立平面直角坐標(biāo)系；如果物體在空間運動，一般建立空間三維直角坐標(biāo)系．,(湖北黃岡中學(xué)09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)一個小球從距地面

21、4m高處豎直向下拋出，被地面彈回，在距地面1m高處被接住．坐標(biāo)原點定在拋出點正下方2m處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向．則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是(　　)A．2m，－2m，－1m　　　　　B．－2m,2m,1mC．4m,0m,1m D．－2m,0m，－1m答案：B,解析：解答本題的關(guān)鍵是正確地建立坐標(biāo)系，并在坐標(biāo)系中標(biāo)出各個時刻對應(yīng)的位置．根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系，A點為拋出點，坐標(biāo)為－2m，B點為坐標(biāo)

22、原點，D點是地面，坐標(biāo)為2m，，C點為接住點，坐標(biāo)為1m，所以選項B正確.,在我國東南部的一個大城市，有一天下午，該城市的中心廣場行人擁擠，有一個人突然高喊“樓要倒了！”其他人猛然抬頭觀看也發(fā)現(xiàn)樓在慢慢傾倒，便紛紛狂奔逃生，引起交通混亂，但過了好久，高樓并沒有倒塌，人們再仔細觀望時，樓依然穩(wěn)穩(wěn)的矗立在那里，如圖所示．請你探究分析這一現(xiàn)象的原因是什么？,解析：看到靜止的樓在運動，應(yīng)該是選擇了運動的物體做參考系，高樓矗立在空中，以開闊的天空

23、為背景的高層建筑，它旁邊沒有別的固定的參考系，人在抬頭觀望時可能是選擇了空中運動的云做參考系，如果天空的云在快速移動，人在突然抬頭觀望時，誤將云看做是固定不動的，所以產(chǎn)生了樓在運動的錯覺．點評：通過本例要求同學(xué)們?nèi)胬斫膺\動的相對性，同時會對問題進行分析、推理、比較．,如圖所示為北京奧運會行進路線圖，如果你是一個北京人，有一個上海來的網(wǎng)友在林萃橋不知道如何去鳥巢參觀了，你在電話里盡可能的簡單地敘述一下他需要的行進路線．答案