2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第1章運(yùn)動(dòng)的描述第1節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系(4)課件

1、 1質(zhì)點(diǎn) 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 對(duì)研究問題的影響可忽略不計(jì)時(shí),就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn).大小形狀質(zhì)量大小形狀 1理想化模型 (1)“理想化模型”是為了使研究的問題得以簡(jiǎn)化或研究問題方便而進(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)的認(rèn)識(shí) (1)質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的

2、點(diǎn),其突出的特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”,但是沒有大小、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： (4)一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn),與物體本身的大小和形狀無(wú)關(guān).關(guān)鍵是看物體的大小和形狀在研究物體的運(yùn)動(dòng)中是否為次要因素. 特別提醒體積很小的物體不一定能看成質(zhì)點(diǎn),體積很大的物體也可能會(huì)被看成質(zhì)點(diǎn).1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中,正確的是 ()A質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的球B只有很小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn)C質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體,只是一種理想化模型D大的物體一定不能看成質(zhì)點(diǎn)解析：質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體,更不是小球,是實(shí)際物體的近似,是一種理想化模型.一個(gè)物體能

3、否看成質(zhì)點(diǎn),并不在于它的大小,關(guān)鍵在于在所研究的問題中,其大小能否忽略,綜上所述只有C項(xiàng)正確.答案：C 1定義 在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),用來(lái)做 的物體稱為參考系. 2說(shuō)明 (1)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),選擇不同的參考系,得出的運(yùn)動(dòng)結(jié)果可能會(huì)有所不同,即物體的運(yùn)動(dòng)具有 . (2)描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)參考系可以任意選擇,但一般以觀察方便和描述運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單為原則,研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選 為參考系.參考相對(duì)性地面 (1)由于物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性,所以描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須首先選好參考系 (2)在同一個(gè)問題當(dāng)中,若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng),必須選取同一參考系. (3)在研究物體的運(yùn)動(dòng)情況

4、時(shí),如果一個(gè)物體一旦被選為參考系,就認(rèn)為它是靜止的. (4)在解題過程中,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.2下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)的描述中,參考系的選取符合描述的是 ()A詩(shī)句“飛流直下三千尺”,是以飛流作為參考系的B“錢塘觀潮時(shí),觀眾只覺得潮水撲面而來(lái)”,是以潮水為參考系的C“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬(wàn)重山”,是以萬(wàn)重山為參考系的D升國(guó)旗時(shí),觀察到國(guó)旗冉冉升起,觀察者是以國(guó)旗為參考系的解析：選項(xiàng)A中的研究對(duì)象是“水”,流下三千尺,故應(yīng)以地面為參考系,該選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中的研究對(duì)象是“潮水”,撲面而來(lái),應(yīng)以觀察者為參考系,該選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中的研究對(duì)象是“輕舟”,已過萬(wàn)

5、重山,是以萬(wàn)重山為參考系,該選項(xiàng)正確；選項(xiàng)D中的研究對(duì)象是“國(guó)旗”,是以地面或旗桿為參考系的,該選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C (1)物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí),其位置會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化,為了定量地描述物體的 及 ,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系. (2)建立坐標(biāo)系時(shí),必須標(biāo)上 、正方向、 .位置位置的變化單位長(zhǎng)度原點(diǎn) 1坐標(biāo)系的種類 (1)直線坐標(biāo)系：如果物體沿直線運(yùn)動(dòng),即做一維運(yùn)動(dòng)時(shí),可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和標(biāo)度,建立直線坐標(biāo)系. (2)二維坐標(biāo)系：當(dāng)物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),需用兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)確定它的位置,即二維坐標(biāo)系(平面直角坐標(biāo)系). (3)三維坐標(biāo)系：當(dāng)物體在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),

6、需采用三個(gè)坐標(biāo)確定它的位置,即三維坐標(biāo)系(空間坐標(biāo)系). 如圖111所示為三種不同的坐標(biāo)系,其中：甲中M點(diǎn)位置坐標(biāo)為x2 m；乙中N點(diǎn)位置坐標(biāo)為x3 m,y4 m；丙中P點(diǎn)位置坐標(biāo)為x3 m,y4 m,z2 m.圖111 特別提醒建立何種坐標(biāo)系要針對(duì)物體是在直線上、平面內(nèi),還是空間中運(yùn)動(dòng)而定.2.原則建立坐標(biāo)系的原則是確定物體的位置方便、簡(jiǎn)捷.3如圖112所示,桌面離地面的高度是0.8 m,坐標(biāo)系原點(diǎn)定在桌面上,設(shè)豎直向下為坐標(biāo)軸的正方向,A、B離地面的高度分別是1.3 m、0.4 m,問A、B的坐標(biāo)應(yīng)該是多少？圖112解析：根據(jù)所建直線坐標(biāo)軸可知,A點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)為xA(1.3 m0.8 m)0

7、.5 m；B點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)為xB0.8 m0.4 m0.4 m.答案：xA0.5 m,xB0.4 m 例1下列說(shuō)法不正確的是 () A運(yùn)動(dòng)中的地球不能看成質(zhì)點(diǎn),而原子核可以看成質(zhì)點(diǎn) B研究火車通過路旁一根電線桿的時(shí)間時(shí),火車不能看成質(zhì)點(diǎn) C研究奧運(yùn)會(huì)乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時(shí),不能把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn) D研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時(shí),可以將汽車看成質(zhì)點(diǎn) 思路點(diǎn)撥一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn),要看物體的形狀和大小對(duì)研究問題的影響是否可以忽略. 解析當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí),由于地球直徑(約1.3107 m)比地球與太陽(yáng)之間的距離(約1.51011 m)要小得多,可以忽略不計(jì),可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)(忽

8、略地球的自轉(zhuǎn))；當(dāng)研究地球的自轉(zhuǎn)引起的晝夜交替等現(xiàn)象時(shí),就不能忽略地球的大小和形狀,當(dāng)然就不能把地球看成質(zhì)點(diǎn)了.當(dāng)研究電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),因?yàn)樵雍说陌霃街幌喈?dāng)于原子半徑的十萬(wàn)分之一,所以可以把原子核看成質(zhì)點(diǎn)；但若研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問題時(shí),就不能把原子核看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)；研究火車通過路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí),因電線桿的粗細(xì)比火車的長(zhǎng)度小得多,故電線桿可以看成質(zhì)點(diǎn),而火車不能看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B正確；奧運(yùn)冠軍張怡寧打出的乒乓球雖小,但飛旋多變,不能看成質(zhì)點(diǎn),C正確；在平直的高速公路上飛馳的汽車,盡管車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),但我們研究的是汽車的速度,對(duì)整個(gè)車的運(yùn)動(dòng)來(lái)講,車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是研究的主要問題,可將

9、車看成質(zhì)點(diǎn),D正確.答案A 借題發(fā)揮 做平動(dòng)的物體在不研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的時(shí)候,有時(shí)也要考慮到物體的長(zhǎng)度,因而不一定能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),翻轉(zhuǎn)的物體在不研究其轉(zhuǎn)動(dòng)問題時(shí)有時(shí)也可以看成質(zhì)點(diǎn).1下列哪些現(xiàn)象中的物體可視為質(zhì)點(diǎn) ()A研究“神七”飛船繞地球飛行的高度B地面上放置一個(gè)木箱,在上面的棱角處用水平力推,研究它是滑動(dòng)還是翻轉(zhuǎn)的問題C研究汽車在行駛過程中汽車中齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)問題D研究劉翔跨欄動(dòng)作是否科學(xué)合理解析：在研究“神七”飛船繞地球飛行的高度的問題中,飛船的大小和形狀屬于次要因素,飛船可視為質(zhì)點(diǎn)；研究木箱是否翻轉(zhuǎn)的問題中,其大小和形狀屬于主要因素,不能將木箱視為質(zhì)點(diǎn)；研究汽車部件的運(yùn)動(dòng)情況,不能將汽車的大小

10、忽略,所以汽車不能被視為質(zhì)點(diǎn)；研究動(dòng)作問題中,身體的大小和形狀屬于主要因素,不能將劉翔視為質(zhì)點(diǎn).選項(xiàng)A正確.答案：A 例2熱氣球運(yùn)動(dòng)起源于18世紀(jì)的法國(guó),隨著球皮材料和致熱燃料的普及,熱氣球已成為公眾休閑觀光和體育旅游項(xiàng)目.在一次觀光游覽中,甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球,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,以下有關(guān)甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 () 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v甲,丙勻速下降,且v丙 v甲 C甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙勻速上升 D甲、乙勻速下降, v乙v甲,甲,丙勻速下降,且v丙

11、v甲 審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)選擇不同的參考系,物體運(yùn)動(dòng)情況的描述不同. (2)要比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,必須選擇同一參考系. 解析樓房和地面相當(dāng)于同一參考系,所以,甲是勻速下降.乙看到甲勻速上升,說(shuō)明乙也是勻速下降,且v乙v甲.甲看到丙勻速上升,有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降,且v丙v甲.丙看到乙勻速下降,也有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降,且v丙v乙.綜上所述,AB、C正確, D錯(cuò)誤. 答案 D 借題發(fā)揮 描述物體的運(yùn)動(dòng),必須選擇參考系.其一般方法為：(1)確定研究對(duì)象.(2)根據(jù)題意確定參考系,并假定參考系是不動(dòng)的.(3)分析被研究物體相對(duì)于參考系的位置

12、變化情況.2甲、乙兩輛汽車在平直的公路上并排行駛,甲車內(nèi)的旅客看見窗外的樹木向東移動(dòng),乙車內(nèi)的旅客發(fā)現(xiàn)甲車沒有運(yùn)動(dòng).如果以地面為參考系,上述事實(shí)表明 ()A. 甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車不動(dòng)B. 乙車向西運(yùn)動(dòng),甲車不動(dòng)C. 甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車向東運(yùn)動(dòng)D. 甲、乙兩車以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng)解析：旅客觀察物體的運(yùn)動(dòng),實(shí)際上是以自身(或與自身保持相對(duì)靜止的車廂)為參考系的.從“乙車內(nèi)的旅客發(fā)現(xiàn)甲車沒有運(yùn)動(dòng)”這一條件容易判斷,甲、乙兩車的運(yùn)動(dòng)快慢是相等的,方向也是相同的；又從“甲車內(nèi)的旅客看見窗外的樹木向東移動(dòng)”這一條件可以判斷,甲車向西運(yùn)動(dòng).故甲、乙兩車以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確.答案：D 例3一個(gè)

13、小球從距地面4 m高處落下,被地面彈回,在距地面1 m高處被接住.坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2 m處,向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向.則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是 () A2 m,2 m,1 mB2 m,2 m,1 m C4 m,0,1 m D4 m,0,1 m 解析根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系,A點(diǎn)為拋出點(diǎn),坐標(biāo)為2 m,B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),D點(diǎn)為地面,坐標(biāo)為2 m,C點(diǎn)為接住點(diǎn),坐標(biāo)為1 m,所以選項(xiàng)B正確. 答案B (1)物體的位置坐標(biāo)與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定有關(guān).同一位置,建立某種坐標(biāo)系時(shí)所選的原點(diǎn)不同,或選定的正方向不同,物體的位置坐標(biāo)不同. (2)物體的位置變化與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取