11质点参考系空间时间.ppt
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1、第一章运动的描述第一章运动的描述1质点参考系空间时间质点参考系空间时间学习目标:学习目标:1.了解质点的概念,知道物体可看做质点的条件了解质点的概念,知道物体可看做质点的条件2.了解参考系的概念,知道运动具有相对性了解参考系的概念,知道运动具有相对性3.知道时刻与时间的区别和联系,会在具体的情境知道时刻与时间的区别和联系,会在具体的情境下识别时刻和时间下识别时刻和时间重点难点:重点难点:1.对质点概念的理解对质点概念的理解2.对参考系概念的理解及参考系在描述运动中的作对参考系概念的理解及参考系在描述运动中的作用用第一章运动的描述第一章运动的描述新知初探自学导引新知初探自学导引一一.机械运动机械
2、运动 一个物体相对于另一个物体一个物体相对于另一个物体_的改变的改变二二.质点质点 1定义:用来代替物体的有定义:用来代替物体的有_的点的点 2物体可以看成质点的条件:物体的形状和大小对所物体可以看成质点的条件:物体的形状和大小对所研究问题的影响可以研究问题的影响可以_位置位置质量质量忽略不计忽略不计第一章运动的描述第一章运动的描述三三.参考系参考系 1.定义:为确定一个物体的定义:为确定一个物体的_并描述它的运动并描述它的运动情况,就要选定某个其他物体做参考,被选作情况,就要选定某个其他物体做参考,被选作_的物体的物体 2.参考系的选取参考系的选取 (1)参考系可以任意选择,但选择不同的参考
3、系来描述参考系可以任意选择,但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时,结果往往同一物体的运动时,结果往往_ (2)参考系选取的基本原则是使对物体的研究变得参考系选取的基本原则是使对物体的研究变得_、_ (3)在今后研究问题时,一般选取在今后研究问题时,一般选取_或相对地面或相对地面_的物体作为参考系的物体作为参考系位置位置参考参考不同不同简洁简洁方便方便地面地面静止静止第一章运动的描述第一章运动的描述想一想想一想: 如图所示,电影如图所示,电影闪闪的红星闪闪的红星中有一首插曲的歌词中有一首插曲的歌词是是“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”其中的物理含义其中的物理含义
4、是什么?是什么?提示:提示: 此问题揭示了物体做什么样的运动取决于所选择的参此问题揭示了物体做什么样的运动取决于所选择的参考系竹排在江中游,是因为选择了两岸、青山等作为参考系竹排在江中游,是因为选择了两岸、青山等作为参考系,青山及两岸在走,是因为选择了竹排及竹排上的人考系,青山及两岸在走,是因为选择了竹排及竹排上的人作为参考系作为参考系第一章运动的描述第一章运动的描述四、空间、时间、时刻四、空间、时间、时刻 任何物体的运动都是在空间和时间中进行的,空间是任何物体的运动都是在空间和时间中进行的,空间是物体赖以存在的地方或变动的范围在物理学中,常用时物体赖以存在的地方或变动的范围在物理学中,常用时
5、间轴上的一个点表示间轴上的一个点表示_,用时间轴上的一段,用时间轴上的一段_表示时间表示时间时刻时刻距离距离第一章运动的描述第一章运动的描述要点探究讲练互动要点探究讲练互动要点一要点一 质点与理想化模型质点与理想化模型 1.质点是否等同于几何中的质点是否等同于几何中的“点点”? 2.是否只有体积很小的物体才能被看做质点?是否只有体积很小的物体才能被看做质点?第一章运动的描述第一章运动的描述1对质点的理解对质点的理解 (1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是点是“具有质量具有质量”和和“占有位置占有位置”,但是质点没有大小、体,但是质点没有大
6、小、体积、形状,它与几何中的积、形状,它与几何中的“点点”有本质区别有本质区别 (2)质点是实际物体的一种高度抽象,实际中并不存质点是实际物体的一种高度抽象,实际中并不存在,是一种在,是一种“理想化模型理想化模型” (3)可将物体看成质点的几种情况:可将物体看成质点的几种情况:第一章运动的描述第一章运动的描述2对物理模型的理解对物理模型的理解 (1)物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的,是经常采用的一种科学研究方忽略次要因素而建立的,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一法,质点就是典型的物理模型之一 (
7、2)物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在第一章运动的描述第一章运动的描述特别提醒:特别提醒: (1)并不是只有很小的物体才能被看成质点,也不是并不是只有很小的物体才能被看成质点,也不是很大的物体就一定不能被看成质点,关键是看物体的大很大的物体就一定不能被看成质点,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小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素 (2)对于同一物体,能否将其看成质点要视研究的问对于同一物体,能否将其看成质点要视研究的问题而定题而定第一章运
8、动的描述第一章运动的描述 在研究物体的运动时,下列物体中可以当做质点在研究物体的运动时,下列物体中可以当做质点处理的是处理的是() A.在在2012年举行的第年举行的第51届团体世乒赛中,正在做弧届团体世乒赛中,正在做弧形旋转的乒乓球形旋转的乒乓球 B.在大海中航行的船,要确定它在大海中的位置时,在大海中航行的船,要确定它在大海中的位置时,可以把它当做质点来处理可以把它当做质点来处理 C.研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以当做质点来处理当做质点来处理 D.研究地球绕太阳公转时,地球可以当做质点来处研究地球绕太阳公转时,地球可以当做质点来处理理例
9、例1第一章运动的描述第一章运动的描述关键提醒关键提醒: 一个物体被看做质点时,它的大小和形状对所研究一个物体被看做质点时,它的大小和形状对所研究的问题无影响或影响可以忽略的问题无影响或影响可以忽略第一章运动的描述第一章运动的描述精讲精析精讲精析: 对对A项中的乒乓球,在发生旋转时,各个点的运动项中的乒乓球,在发生旋转时,各个点的运动情况都不一样,所以不能将该乒乓球当做质点;对情况都不一样,所以不能将该乒乓球当做质点;对B项项中的船,由于所研究的问题是该船在大海中的位置,所中的船,由于所研究的问题是该船在大海中的位置,所以该船的大小、形状对问题影响很小,因此该船可以被以该船的大小、形状对问题影响
10、很小,因此该船可以被当做质点当做质点.对对C项中的杂技演员,他在表演的过程中,正项中的杂技演员,他在表演的过程中,正是依靠改变身体的形状,从而达到维持平衡的目的,所是依靠改变身体的形状,从而达到维持平衡的目的,所以不能被看做质点;对以不能被看做质点;对D项中的地球,在研究地球绕太项中的地球,在研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对于公转半径来说很小,可以阳公转时,地球的大小相对于公转半径来说很小,可以忽略,所以可以当做质点来处理故正确答案为忽略,所以可以当做质点来处理故正确答案为B、D.第一章运动的描述第一章运动的描述名师点评名师点评: (1)一个物体能否看做质点,要看物体的形状和大小一个物体能
11、否看做质点,要看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可以忽略对研究问题的影响是否可以忽略 (2)研究的目的不同,同一个物体的主、次要因素也研究的目的不同,同一个物体的主、次要因素也会发生变化会发生变化第一章运动的描述第一章运动的描述变式训练变式训练: 1.下列有关质点的说法中,正确的是下列有关质点的说法中,正确的是() A.研究哈雷彗星的公转时,哈雷彗星可看做质点研究哈雷彗星的公转时,哈雷彗星可看做质点 B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看做质点运动员可看做质点 C.用用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考定位系统确定正在南极
12、冰盖考察的某科考队员的位置时,该队员可看做质点队员的位置时,该队员可看做质点 D.因为子弹的质量、体积都很小,所以在研究子弹因为子弹的质量、体积都很小,所以在研究子弹穿过穿过 一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看做质点一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看做质点第一章运动的描述第一章运动的描述 解析:选解析:选AC.哈雷彗星的大小与公转轨道的长度相哈雷彗星的大小与公转轨道的长度相比可忽略,故能看做质点,比可忽略,故能看做质点,A对;若把花样滑冰运动员看对;若把花样滑冰运动员看做质点,无法研究其动作,故做质点,无法研究其动作,故B错;在确定科考队员的位错;在确定科考队员的位置时,该队员可看做质点,故置
13、时,该队员可看做质点,故C对;研究子弹穿过一张薄对;研究子弹穿过一张薄纸的时间时,纸的厚度可忽略,而子弹的长度不能忽略,纸的时间时,纸的厚度可忽略,而子弹的长度不能忽略,故故D错错第一章运动的描述第一章运动的描述要点一要点一 参考系参考系 1.研究物体的运动时,为什么一定要选参考系?研究物体的运动时,为什么一定要选参考系? 2.研究物体的运动时,一定选静止的物体作为参考研究物体的运动时,一定选静止的物体作为参考系吗?系吗? 3.研究物体的运动时,常选什么物体作为参考系?研究物体的运动时,常选什么物体作为参考系?第一章运动的描述第一章运动的描述1.选择参考系的意义选择参考系的意义 要描述一个物体
14、的运动,必须首先选好参考系,对要描述一个物体的运动,必须首先选好参考系,对于同一个运动,如果选不同的物体作为参考系,观察到于同一个运动,如果选不同的物体作为参考系,观察到的运动情况可能不相同的运动情况可能不相同 例如:甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线均以例如:甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线均以15 m/s的速度行驶若甲车以路边的树木或地面作为参考系,的速度行驶若甲车以路边的树木或地面作为参考系,则甲车是以则甲车是以15 m/s的速度向东行驶;若以乙车作为参考的速度向东行驶;若以乙车作为参考系,则甲车是静止的系,则甲车是静止的第一章运动的描述第一章运动的描述2.参考系的选取原则参考系的选取原则
15、 研究物体的运动时,参考系的选取是任意的,一般研究物体的运动时,参考系的选取是任意的,一般根据研究问题的方便来选取在研究地面上物体的运动根据研究问题的方便来选取在研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系第一章运动的描述第一章运动的描述3注意问题注意问题 (1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的都应该明确它是相对哪个参考系而言的 (2)在同一个问题当中,若要研究多个物体的运动或在同一个问题当中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,
16、必须选取同一个参考同一个物体在不同阶段的运动,必须选取同一个参考系系第一章运动的描述第一章运动的描述特别提醒:特别提醒: (1)在研究物体的运动情况时,如果一个物体一旦被在研究物体的运动情况时,如果一个物体一旦被选为参考系,就认为它是静止的选为参考系,就认为它是静止的 (2)在解题过程中,如果选地面作为参考系可以不指在解题过程中,如果选地面作为参考系可以不指明,但选其他物体作为参考系时必须指明明,但选其他物体作为参考系时必须指明第一章运动的描述第一章运动的描述例例2 某人在河中划船逆流航行,经过某人在河中划船逆流航行,经过A地时草帽落入地时草帽落入水中,半小时后他才发觉,此时船已行至水中,半小
17、时后他才发觉,此时船已行至B点,于是立即点,于是立即掉转船头追赶,在掉转船头追赶,在A点下游点下游5.4 km处的处的C点追上,该船相点追上,该船相对水流的速率对水流的速率v1不变,求水流速率不变,求水流速率v2.第一章运动的描述第一章运动的描述精讲精析精讲精析: 该题如果取地面为参考系,运动过程复杂,易造成该题如果取地面为参考系,运动过程复杂,易造成思维混乱而出错这时我们不妨逆向思维,把流动的水思维混乱而出错这时我们不妨逆向思维,把流动的水看做是静止的,并选取水为参考系,则船相对于水和水看做是静止的,并选取水为参考系,则船相对于水和水中的草帽将以速率中的草帽将以速率v1先背离运动半小时后,立
18、即返回到先背离运动半小时后,立即返回到追上草帽时也只需半小时,所以从草帽落水到追上草帽追上草帽时也只需半小时,所以从草帽落水到追上草帽共历时共历时1小时小时.第一章运动的描述第一章运动的描述题后反思题后反思: 研究运动必须选取参考系,而参考系选取原则上是研究运动必须选取参考系,而参考系选取原则上是任意的,但是一般情况下,我们总是选取地面或相对地任意的,但是一般情况下,我们总是选取地面或相对地面静止的物体为参考系在研究有相对运动的两个以上面静止的物体为参考系在研究有相对运动的两个以上物体间的运动时,如果能够巧妙地选取另一相对运动的物体间的运动时,如果能够巧妙地选取另一相对运动的物体作为参考系,那
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