高中物理 第1章 運(yùn)動(dòng)的描述 1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系課件 新人教版必修1

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1、物 理必修必修 人教版人教版第一章1 1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件。體會(huì)理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件。體會(huì)物理模型在探究自然規(guī)律中的作用物理模型在探究自然規(guī)律中的作用 知道參考系的概念及其與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系知道參考系的概念及其與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 知道如何用坐標(biāo)系描述質(zhì)點(diǎn)位置知道如何用坐標(biāo)系描述質(zhì)點(diǎn)位置1 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 1定義：物體相對(duì)于其他物體的_變化，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。 2運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和靜止的相對(duì)性：宇宙中沒(méi)有不動(dòng)的

2、物體，一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是_的，靜止是_的。機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 位置位置 絕對(duì)絕對(duì) 相對(duì)相對(duì) 1實(shí)際物體：有一定的_和_，并且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般_。 2質(zhì)點(diǎn) (1)定義：研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某特定情況下，可以不考慮物體的_和_，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有_的物質(zhì)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。 (2)把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的_和_等因素不影響問(wèn)題的研究時(shí)，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)。物體和質(zhì)點(diǎn)物體和質(zhì)點(diǎn)大小大小 形狀形狀 不同不同 大小大小 形狀形狀 質(zhì)量質(zhì)量 大小大小 形狀形狀 1定義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，就必須選擇另外一個(gè)物體作_，這個(gè)用來(lái)作_就叫做參考系。 2選取原則：(1)研究物

3、體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，參考系的選取是_，一般根據(jù)研究問(wèn)題的方便來(lái)選取。 (2)在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常把_或者_(dá)的其他物體作為參考系。參考系參考系參考參考 參考的物體參考的物體 任意的任意的 地面地面 相對(duì)于地面靜止不動(dòng)相對(duì)于地面靜止不動(dòng) 1建立坐標(biāo)系的目的：定量地描述物體的_及位置的_。 2建立坐標(biāo)系的方法 (1)建立何種坐標(biāo)系要針對(duì)物體是在_、平面內(nèi)，還是空間中運(yùn)動(dòng)而定。 (2)建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)明確坐標(biāo)原點(diǎn)、_及單位長(zhǎng)度，標(biāo)明坐標(biāo)單位。坐標(biāo)系坐標(biāo)系位置位置 變化變化 直線上直線上 正方向正方向 判一判 (1)很小的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)。( ) (2)做直線運(yùn)動(dòng)的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)。( ) (3)自

4、然界中沒(méi)有絕對(duì)靜止的物體。( ) (4)只能選擇靜止的物體作為參考系。( ) (5)描述直線運(yùn)動(dòng)，一般建立直線坐標(biāo)系。( ) 解析：A、B、C選項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作直接影響比賽成績(jī)，故不能視為質(zhì)點(diǎn)；研究馬拉松運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí)可將其視為質(zhì)點(diǎn)。D 答案：對(duì)于路旁的小學(xué)生，他們觀察乘客是以地面為參考系；而坐在車內(nèi)的司機(jī)觀察乘客是以車為參考系，故得到了不同的結(jié)論。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 茫茫宇宙浩翰星空，地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，也在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，那么在研究地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)這兩個(gè)問(wèn)題的時(shí)候能否將地球都看作質(zhì)點(diǎn)呢？探究一探究一 理想化模型與質(zhì)點(diǎn)理想化模型與質(zhì)點(diǎn) 提示：研究自轉(zhuǎn)時(shí)，地球上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不相同，若將地球

5、看作質(zhì)點(diǎn)，那么這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不能反映地球上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，也就無(wú)法研究地球的自轉(zhuǎn)，此時(shí)不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)；研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，因日、地間的距離遠(yuǎn)大于地球本身的大小，由地球的大小和形狀而引起的地球上各部分的運(yùn)動(dòng)差異就可以忽略不計(jì)，此時(shí)可將地球看作質(zhì)點(diǎn)。 1理想化模型 (1)“理想化模型”是為了使研究的問(wèn)題得以簡(jiǎn)化或研究問(wèn)題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象，實(shí)際并不存在。 (2)“理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點(diǎn)，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。 (3)“理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對(duì)客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法。 2對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解 (1)質(zhì)點(diǎn)

6、是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其突出的特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”，但是質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有大小、體積、形狀，它與幾何中的“點(diǎn)”有本質(zhì)區(qū)別。 (2)質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型” 。 (3)可將物體看成質(zhì)點(diǎn)的幾種情況： 特別提醒：物體能否被視為質(zhì)點(diǎn)，不是取決于物體的大小，而是看物體的形狀和大小對(duì)研究問(wèn)題的結(jié)果的影響是否可忽略。同一物體在不同的問(wèn)題情景中有的可視為質(zhì)點(diǎn)，有的則不能視為質(zhì)點(diǎn)。 解析：火車進(jìn)站時(shí)，火車的長(zhǎng)度與站臺(tái)相比不能被忽略，所以在研究火車進(jìn)站的時(shí)間時(shí)，不能將火車看作質(zhì)點(diǎn)。 火車的長(zhǎng)度與從北京到重慶的距離相比，可以忽略不計(jì)，所以在研究火車從北京到重慶的時(shí)間時(shí)，可以將火車看作質(zhì)點(diǎn)。 研究火車車輪上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與車輪

7、的大小和形狀有關(guān)，這種情況下不能將火車看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。 答案：不可以看作質(zhì)點(diǎn)，可以看作質(zhì)點(diǎn)。D 解析：只要物體的形狀和大小對(duì)研究問(wèn)題沒(méi)有影響或者影響可以忽略不計(jì)時(shí)物體就可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，故大的物體也可以作為質(zhì)點(diǎn)，例如地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可以看成是質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；小的物體有時(shí)卻不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，原子核很小，但在研究原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)等的時(shí)候是不能看成質(zhì)點(diǎn)的，故B錯(cuò)誤；能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體的質(zhì)量、體積的大小無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可以看成是質(zhì)點(diǎn)，而研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)不可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)，故D正確，故選D。 下雨天，地面觀察者看到雨滴豎直下落時(shí)，坐在勻速行駛的車廂里的乘客看到的雨滴卻是斜向后方的(

8、如圖所示)。 你觀察過(guò)這種現(xiàn)象嗎？是否思考過(guò)其中的原因？探究二探究二 參考系參考系提示：提示：這是因?yàn)檫x取的參考系不同。以地面為參考系時(shí)，看到雨滴是豎直這是因?yàn)檫x取的參考系不同。以地面為參考系時(shí)，看到雨滴是豎直下落的；以勻速行駛的車廂為參考系，看到的雨滴是斜向后方運(yùn)動(dòng)的。下落的；以勻速行駛的車廂為參考系，看到的雨滴是斜向后方運(yùn)動(dòng)的。 1選擇參考系的意義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須首先選好參考系。只有選定參考系后，才能研究物體做怎樣的運(yùn)動(dòng)。 2選擇參考系的原則：(1)選取參考系一般應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象和研究對(duì)象所在的系統(tǒng)來(lái)決定。 (2)參考系的選取可以是任意的。在實(shí)際問(wèn)題中，參考系的選取應(yīng)以觀測(cè)方便和

9、使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則。 3參考系的四個(gè)性質(zhì)： (1)標(biāo)準(zhǔn)性：被選為參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對(duì)于參考系而言的。 (2)任意性：除自身外，任何物體都可以作為參考系。 (3)統(tǒng)一性：比較多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)選擇同一個(gè)參考系。 (4)差異性：對(duì)于同一個(gè)物體，選擇不同的參考系，觀察結(jié)果一般不同。 特別提醒：(1)分析具體的問(wèn)題時(shí)，選擇合適的物體作為參考系，可使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。 (2)解題過(guò)程中，如果選地面作為參考系可以不指明，但選其他物體作為參考系時(shí)必須指明。C 解析：(1)A船運(yùn)動(dòng)情況的確定：由題圖知A船與河岸的旗幟均向右飄，則相對(duì)于風(fēng)，A船、河岸都具有向

10、左的運(yùn)動(dòng)速度，所以A船可能相對(duì)河岸靜止，也可能以任意速度向左運(yùn)動(dòng)，還有可能以相對(duì)比風(fēng)速小的速度向右運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤。(2)B船運(yùn)動(dòng)情況的確定：B船中旗幟向左飄，表明B船只能向右運(yùn)動(dòng)，且速度大于風(fēng)速，C對(duì)，D錯(cuò)。B 如圖所示為正在踢球的運(yùn)動(dòng)員和在空中飛行的飛機(jī)，如果要描述踢球的運(yùn)動(dòng)員的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？如果要描述空中飛機(jī)的位置，又應(yīng)怎樣建立坐標(biāo)系？探究三探究三 坐標(biāo)系坐標(biāo)系 提示：可以以足球場(chǎng)中央為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸正方向，向北為y軸正方向，建立水平面內(nèi)的平面坐標(biāo)系，來(lái)準(zhǔn)確地描述足球運(yùn)動(dòng)員的位置；如果要確定飛機(jī)的位置，則需要確定一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立空間坐標(biāo)系來(lái)描述。 1建立坐標(biāo)系

11、的物理意義：借助適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可以定量地描述物體的位置及位置變化。 2三種坐標(biāo)系的比較 特別提醒：(1)建立何種坐標(biāo)系，由物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)確定。建立坐標(biāo)系的原則是能夠方便、準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化。 (2)物體在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值是正值還是負(fù)值，與正方向的規(guī)定和原點(diǎn)的位置有關(guān)。 解析：可以以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸的正方向，向北為y軸的正方向建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示。則各點(diǎn)坐標(biāo)為A(0,0)，B(0，50m)，C(100m，50m)，D(100m,100m)。 答案：A(0,0)，B(0，50m)，C(100m，50m)，D(100m，100m)點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：本題答案不唯一。畫坐標(biāo)系時(shí)，必

12、須標(biāo)上原點(diǎn)，正方向和單位長(zhǎng)本題答案不唯一。畫坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)上原點(diǎn)，正方向和單位長(zhǎng)度。坐標(biāo)系是數(shù)學(xué)知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用，在物理學(xué)中用數(shù)學(xué)的知識(shí)，會(huì)使抽度。坐標(biāo)系是數(shù)學(xué)知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用，在物理學(xué)中用數(shù)學(xué)的知識(shí)，會(huì)使抽象的數(shù)字變得更加具體和有意義。象的數(shù)字變得更加具體和有意義。B 解析：坐標(biāo)軸的正方向向西，則位置在原點(diǎn)以西為正，在原點(diǎn)以東為負(fù)。戰(zhàn)車最初在原點(diǎn)以東且距原點(diǎn)3km處，所以最初位置是3km，同理最終位置是2km，故B正確。素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升 1建模背景：在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)于所研究的問(wèn)題可以忽略不計(jì)時(shí)，物體就可以看成質(zhì)點(diǎn)。 2模型特點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體

13、的有質(zhì)量的點(diǎn)，沒(méi)有大小、體積和形狀，它與幾何“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別。 (2)質(zhì)點(diǎn)是一種典型的理想化模型，實(shí)際中并不存在。質(zhì)點(diǎn)模型質(zhì)點(diǎn)模型B 解析：教練員針對(duì)訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動(dòng)員的錯(cuò)誤時(shí)，不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)，否則無(wú)法分析其動(dòng)作姿勢(shì)，故A錯(cuò)誤；分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，人的形狀對(duì)研究速度大小無(wú)影響，能將其看成質(zhì)點(diǎn)，故B正確，D錯(cuò)誤；研究運(yùn)動(dòng)員的越桿動(dòng)作時(shí)，不能將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)，否則無(wú)法分析其越桿動(dòng)作，故C錯(cuò)誤，故選B。 方法提升：假設(shè)法判斷物體能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) (1)確定問(wèn)題的性質(zhì)，即研究目的、觀察的重點(diǎn)是什么。 (2)假設(shè)物體的形狀、大小被忽略，成了一個(gè)有質(zhì)量的“點(diǎn)”。 (3)思考所要研究的問(wèn)題，所進(jìn)行的觀察是否受影響。若受影響，物體不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；若不受影響，物體就能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。