1.1質(zhì)點參考系—【新教材】人教版（2019）高中物理必須第一冊講義

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1、第一章 運(yùn)動的描述 1.1質(zhì)點 參考系 目標(biāo)： 1.了解質(zhì)點的定義。 2.理解參考系概念，理解什么是機(jī)械運(yùn)動。 3.理解坐標(biāo)系概念。 4.初步體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。 過程： 引：有同學(xué)說，我是靜止的？你怎么看？ （同學(xué)們，你摸摸自己的胸口，你有什么樣的感覺？心在跳，熱血澎湃。你的每個細(xì)胞，每個分子都在不停地運(yùn)動著。再說了，我們腳下的地球也在不停地轉(zhuǎn)動著，它還繞大陽轉(zhuǎn)呢，整個銀河系也在不停地運(yùn)動著，整個宇宙也在不停地運(yùn)動著。） 有同學(xué)說，桌子是靜止的？你又怎么看？ …… （我們腳下的地球也在不停地轉(zhuǎn)動著，它還繞大陽轉(zhuǎn)呢，整個銀河系也在不停地運(yùn)動著，整個宇宙

2、也在不停地運(yùn)動著。再說了，組成桌子的分子、原子也在永不停息做無規(guī)則運(yùn)動呢。） 因此，運(yùn)動是絕對的，靜止是相對的。 總結(jié)：什么是機(jī)械運(yùn)動？ （板書）一、機(jī)械運(yùn)動： （板書）（一個物體相對另一個物體的位置改變叫機(jī)械運(yùn)動） ①定義中“另一物體“叫什么名字？ 一、機(jī)械運(yùn)動：一個物體相對另一個物體的位置改變叫機(jī)械運(yùn)動 參照物 參考系 高中 研究對象 （板書） 例：飛機(jī)在天空飛，參考系是什么？（C919大飛機(jī)） 參考系：地面、天空；云朵合適嗎？（月亮在云中穿梭） Q：月亮在云中穿梭，是以誰為參考系的？ A：地球。 Q：我們要注意，一個物體相對另一個物體的

3、位置改變叫機(jī)械運(yùn)動。前面這個物體叫研究對象，后面這個物體叫參考系。月亮在云中穿梭，月亮是研究對象，云是參考系。為什么產(chǎn)生這樣的效果呢？ 引導(dǎo)：以地面為參考系，月亮動不動？ A：動。 Q：注意，我們觀察月亮是短時間的，月亮在云中穿梭說的也是短時間的。以地面為參考系，月亮是靜止的。那么，云呢？ A：動。 Q：故以云為參考系，就觀察到月亮在云中穿梭的效果。 ②Q：不選參考系能知道物體在運(yùn)動嗎？ 不指明時，常（描述地面上物體的運(yùn)動）默認(rèn)地面為參考系。不指明不等于就不選擇參考系。因此，描述運(yùn)動必須選擇參考系。 她坐在那兒，他跑得飛快（暗指地面為參考系）。 我們來看一段視頻（視頻2參考系

4、）：這輪船在運(yùn)動嗎？（核心是大海上的輪船，由于無法選定參考系，我們就無法確定它是運(yùn)動還是靜止的。） ③圖片：對跳傘員，飛行員觀察到什么運(yùn)動？地面上的人觀察到什么運(yùn)動？得到什么結(jié)論？ 地面為參考系 飛機(jī)為參考系 同一物體的運(yùn)動，選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。 如：描述月球運(yùn)動。若以太陽為參考系呢？ 因此，關(guān)于參考系，我們要明確這樣幾點。 （PPT）2、參考系 （1）參考系： ① 可以任意選取 ② 得當(dāng)?shù)煤唵巍? ③ 運(yùn)動必須弄清參考系；一般以地面為參考系。 （2）運(yùn)動是絕對的，運(yùn)動的描述是相對的。 Q：思考：運(yùn)動是絕對的（以前

5、說），運(yùn)動是相對的（現(xiàn)在說），矛盾嗎？ 運(yùn)動是絕對的，說的是運(yùn)動是物體的固有屬性。運(yùn)動是相對的，說的是運(yùn)動的描述。 運(yùn)動是絕對的 運(yùn)動是相對的 運(yùn)動是物體的固有屬性 運(yùn)動的描述 （板書） Q：在教室里，你是靜止的，但你又是運(yùn)動的，為什么呢？ A：如果以教室為參考系，我是靜止的；如果以地心為參考系，我又是運(yùn)動的、毛主席有句詩“坐地日行八萬里”。 （PPT）鞏固練習(xí) 1、以下說法正確的是 A、參考系就是不動的物體 （這個不動只是我們假定為不動。） B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系 （在奔馳的火車上，描述火車上物體的運(yùn)動，可以以火車為

6、參考系。） C、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運(yùn)動的 D、同一物體的運(yùn)動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果。 有了參考系，我們就可以描述物體的運(yùn)動了。接下來我們看我們該怎樣去描述呢？ Q：大家說說看？ 這并不是一件簡單的事。困難和麻煩在哪？ 這是因為任何物體都有一定的形狀和大小，物體各部分的運(yùn)動情況一般不一樣。 這個運(yùn)動員要做動作，如果我們能精確描述他的運(yùn)動，就能造出機(jī)器人了。 Q：怎么辦？ A：…… 如果物體是沒有形狀和大小，那就簡單多了。譬如，我們可以說他呼了一下下來了，這個時候，我們就沒有考慮他的形狀大小，就很方便。但是，不可能。如果物體都是一個個點，那自

7、然界顯得太單調(diào)了，象沙漠一樣。 Q：怎么辦？ A：…… 師：但，我們可以換一個角度。在自然界中，在某些情況下，有些物體是否可以用點來代替呢？ （有，能否舉出一些例子）（引導(dǎo)） 在足球比賽中，在運(yùn)動員眼里，足球能看成點嗎？而在球迷或觀眾眼里，足球能看成點嗎？ （運(yùn)動員，不能，踢小石子；球迷，觀眾，能，飛來飛去，進(jìn)球了。） 椒江 臨海 客車長5m 約60km 平均速度43km/h 情境一： 需要考慮車長嗎？需要準(zhǔn)確畫出客車車形嗎？需要考慮前后輪的轉(zhuǎn)動情況嗎？為什么不需要？ 情景二：途中經(jīng)過一座長為20m的小橋，若求通過小橋的時間，是否考慮車長？如果僅考慮

8、汽車過橋時的運(yùn)動快慢，是否考慮車長？ 若一個人過此小橋，要考慮身體的厚度和形狀嗎？跳舞的舞蹈演員可看成質(zhì)點嗎？ 請列舉幾個類似的例子：地球繞日轉(zhuǎn)動 r日地=1.51011m R地=6.4106m 張角10-4rad 地球大小約是日地距離的萬分之一。操場直道100m，萬分之一是cm，就好比在操場的一頭看操場另一頭的一只蒼蠅或一粒米。 不考慮物體的形狀大小，而用一個有質(zhì)量的點來代替物體，這個點我們就把它叫做質(zhì)點。 二、質(zhì)點 概念（板書）：質(zhì)點（只有質(zhì)量，沒有大小形狀的點） 總結(jié)條件：一個物體能否看作質(zhì)點的條件是什么？ （板書）二、物體和質(zhì)點 把運(yùn)動物體看成質(zhì)點的

9、條件: （1）物體的大小和形狀物體運(yùn)動的空間化微不足道，對研究問題的精度影響很小; （2）研究的問題中只關(guān)注物體整體的運(yùn)動情況; （3）物體上各點運(yùn)動情況完全相同,物體上任意一個點的運(yùn)動都可以代表整個物體的運(yùn)動。 其實這就是平動物體。（2）（3）我們都可以說是平動物體。 以身示范：上身平動，下身既有平動又有轉(zhuǎn)動。 情景三：（親歷互動：保持上身不動）研究我的運(yùn)動快慢，我可以看成點嗎？ 判：有人說：小物體可看成質(zhì)點，大的不行，這樣的總結(jié)條件合理嗎？ （乒乓球、地球） 其實大小，都是相對而言的。我們所說的大小其實都是相對于我們自己而言的。大象，好大。地球好大。乒乓球好小。原子好小。

10、而一個物體能不能看成一個點，是要看這個物體的形狀大小是否可以忽略。因此，能不能把物體看成一個點是與物體的大小并沒有直接關(guān)系，而是由問題的性質(zhì)決定的?？闯少|(zhì)點時，說物體很小，都是相對具體情境來說的，這遠(yuǎn)比我們平時所說的物體很小廣泛得多。 天問一號到達(dá)火星時，距離地球約1.95億千米，實際飛行路程約4.7億千米。 在這樣的情境中，天問一號能看成質(zhì)點嗎？ 截至8月28日10時08分，我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器飛行路程達(dá)到1億千米，探測器姿態(tài)穩(wěn)定、能源平衡，多個載荷完成自檢，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常，相關(guān)工作正按計劃穩(wěn)步推進(jìn)。 在這樣的情境中，天問一號能看成質(zhì)點嗎？ （PPT）鞏固練習(xí)

11、[課堂練習(xí)] 1、下列關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是（ ） A、質(zhì)點是一個理想化模型，實際并不存在 B、因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別 C、凡輕小的物體，都可看作質(zhì)點 D、如果物體的大小形狀對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點。 2、研究下列運(yùn)動時，可以把物體看作質(zhì)點的是（ ） A、做精彩表演的花樣滑冰運(yùn)動員 B、參加馬拉松比賽的運(yùn)動員 C、研究飛出槍口的子彈運(yùn)動軌跡時的子彈 D、研究繞地球運(yùn)動一周所用時間的航天飛機(jī) 3、一個物體能否看成質(zhì)點由問題的性質(zhì)決定。 為什么要引入質(zhì)點的概念？ 質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象。在物理

12、學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點就是這種物理模型之一。 真正的質(zhì)點并不存在！ （這些概念，好像對我們學(xué)習(xí)一點都沒用。大家注意，概念、規(guī)律好比身上的血液。平時，并感覺不到它的存在，但是不能或缺。相信，學(xué)好概念、規(guī)律，大家的物理學(xué)習(xí)便能蒸蒸日上。高中物理的研究對象，重點就是質(zhì)點。因此，很簡單。如果覺得難，就要想想，有沒有把研究對象看成質(zhì)點。） 鞏固練習(xí): 3.在電視連續(xù)劇《西游記》里，常常有孫悟空“騰云駕霧”的鏡頭。這通常是采用“背景拍攝法”：讓“孫悟空”站在平臺上，做飛行動作，在他的背后展現(xiàn)出藍(lán)天和

13、急速飄動的白云，同時加上煙霧效果；攝影師把人物動作和飄動的白云及下面的煙霧等一齊攝入鏡頭。放影時，觀眾就感到“孫悟空”在“騰云駕霧”。這里，觀眾所選的參考系是 A、“孫悟空” B、平臺 C、飄動的白云 D、煙霧 點評：參考系，我們平時很少提到，但它也是一個非常有用的概念。 4.如圖所示，根據(jù)圖中的小旗和煙囪冒出的煙的方向，判斷下列關(guān)于甲、乙兩車相對房子運(yùn)動情況的說法正確的是 A．甲、乙兩車一定向左運(yùn)動 B．甲、乙兩車一定向右運(yùn)動 C．甲車可能運(yùn)動，乙車向右運(yùn)動 D．甲車可能靜止，乙車向左運(yùn)動 點評：房子是靜止的，煙的方向能確定風(fēng)向左。車子是運(yùn)

14、動的，旗幟飄動的方向不是由風(fēng)向決定的，而是由旗幟相對空氣的運(yùn)動方向決定的。乙一定向左，且v乙>v風(fēng)。甲可能靜止，可能向右運(yùn)動，可能向左但v甲

15、是物體的固有屬性。運(yùn)動是相對的，說的是運(yùn)動的描述。 二、物體和質(zhì)點 1、在某些情況下，我們可以忽略物體的形狀和大小，而突出物體具有質(zhì)量這個 要素，把它簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點，稱為質(zhì)點； 2、在另外一些情況下，我們雖然不能忽略物體的形狀和大小 ，但是可以用其上的任意一點的運(yùn)動來代替整體的運(yùn)動，于是整個物體的運(yùn)動就可以簡化為一個點的運(yùn)動，把物體的質(zhì)量賦于這個點，它也就成了一個質(zhì)點。 3、一個物體能否看成質(zhì)點由問題的性質(zhì)決定。 質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象。在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點就是這種物理模型之一。 真正的質(zhì)點并不存在！ （這些概念，好像對我們學(xué)習(xí)一點都沒用。大家注意，概念、規(guī)律好比身上的血液。平時，并感覺不到它的存在，但是不能或缺。相信，學(xué)好 概念、規(guī)律，大家的物理學(xué)習(xí)便能蒸蒸日上。）