新教材高中物理第一章运动的描述1质点参考系课件新人教版必修第一册.pptx

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1、第一章第一章 运动的描述运动的描述学习目标学习目标1.经历质点模型的建构过程经历质点模型的建构过程,了解质点的含义了解质点的含义.知道将物体抽象为知道将物体抽象为质点的条件质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点能将特定实际情境中的物体抽象成质点.体会建构体会建构物理模型的思维方式物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用认识物理模型在探索自然规律中的作用.2.结合真实情境结合真实情境,理解运动的相对性理解运动的相对性.知道同一物体的运动知道同一物体的运动,选取选取不同的参考系不同的参考系,运动情况可能不同运动情况可能不同.在具体问题情境中在具体问题情境中,能根据选能根据选择

2、的参考系判断物体的运动情况择的参考系判断物体的运动情况.1质点质点 参考系参考系知识点知识点一一 物体和质点物体和质点1.如图所示如图所示,雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上足球在绿茵场上运动运动要想准确描述物体的运动十分困难要想准确描述物体的运动十分困难,那么描述物那么描述物体运动的困难在哪里体运动的困难在哪里?如何克服如何克服?答案答案:困难在于物体具有一定的大小和形状困难在于物体具有一定的大小和形状,且物体各部分且物体各部分的运动情况一般并不一样的运动情况一般并不一样.如果忽略物体的大小和形状如果忽略物体的大小和形状,把把它们看作有质量的它们看作有质量的“点

3、点”,就能使问题简化就能使问题简化.2.阅读教材第阅读教材第12页页,请尝试总结把物体看作质点的条件请尝试总结把物体看作质点的条件.答案答案:物体是否能被看作质点物体是否能被看作质点,与物体的形状、大小无关与物体的形状、大小无关.物物体可被看作质点通常有以下两种情况体可被看作质点通常有以下两种情况:(1)物体本身的形状、大小对所研究的问题来讲可忽略不物体本身的形状、大小对所研究的问题来讲可忽略不计时计时,能将物体看作质点能将物体看作质点.(2)不能忽略物体的大小和形状不能忽略物体的大小和形状,但物体各部分运动情况都但物体各部分运动情况都相同相同,可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动可以

4、用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动时时,能将物体看作质点能将物体看作质点.3.同一个物体同一个物体,由于由于 ,有时可以看成质有时可以看成质点点,有时不能看成质点有时不能看成质点.所要研究的问题不同所要研究的问题不同知识点二参考系知识点二参考系1.如图所示如图所示,观察地面上的房屋、树木观察地面上的房屋、树木.房房屋、树木是静止的还是运动的屋、树木是静止的还是运动的?有没有绝有没有绝对静止的物体对静止的物体?答案答案:房屋、树木相对地面是静止的房屋、树木相对地面是静止的,但是但是,房屋、树木在房屋、树木在随着地球一起运动随着地球一起运动.自然界的一切物体都处于永恒的运动自然界的一切物体都

5、处于永恒的运动中中,绝对静止的物体是不存在的绝对静止的物体是不存在的.2.阅读教材第阅读教材第13页页,请尝试总结怎么判断物体是静止的还请尝试总结怎么判断物体是静止的还是运动的是运动的.答案答案:判断一个物体是静止的还是运动的判断一个物体是静止的还是运动的,要看这个物体与要看这个物体与所选的作为参考的物体之间是否有位置变化所选的作为参考的物体之间是否有位置变化.这种用来作为这种用来作为参考的物体叫作参考系参考的物体叫作参考系.3.在描述一个物体的运动时在描述一个物体的运动时,参考系参考系可以可以 选择选择;选择不选择不同的参考系来观察同一物体的运动同的参考系来观察同一物体的运动,其其结果结果

6、.选选择参考系应以描述运动简单、方便为原则择参考系应以描述运动简单、方便为原则.4.通常情况下通常情况下,在讨论地面上物体的运动时在讨论地面上物体的运动时,都都以以 为为参参考系考系.任意任意会有所不同会有所不同地面地面小小试试身手身手判判断断下下列列说说法法的的正正误误并并和和同同学学交交流流(正正确确的的在在括括号号内内打打“”“”,错误的打错误的打“”).”).1.只有很小的物体才能看成质点只有很小的物体才能看成质点.()2.地球质量很大地球质量很大,但有时也可看作质点但有时也可看作质点.()3.研究一个物体的运动时研究一个物体的运动时,只能选取地面为参考系只能选取地面为参考系.()4.

7、参考系一定要选静止不动的物体参考系一定要选静止不动的物体.()探究探究一一物体和质点物体和质点问题情境问题情境如图甲所示如图甲所示,一本物理书在水平桌面上移动一本物理书在水平桌面上移动.图乙为地球绕图乙为地球绕太阳公转的示意图太阳公转的示意图.甲甲乙乙1.结合下表分析书和地球能不能被看作质点结合下表分析书和地球能不能被看作质点,并把结果填并把结果填在下表中在下表中.研究对象研究对象研究问题研究问题能不能看作质点能不能看作质点书书测量书移动的距离测量书移动的距离能能测量书经过测量书经过A点的时间点的时间不能不能地球地球测量地球自转一周所用的时间测量地球自转一周所用的时间不能不能测量地球绕太阳运转

8、一周所用的时间测量地球绕太阳运转一周所用的时间能能2.根据前面的分析根据前面的分析,质量小或体积小的物体一定可以看作质量小或体积小的物体一定可以看作质点吗质点吗?质量大或体积大的物体一定不可以看作质点吗质量大或体积大的物体一定不可以看作质点吗?转动的物体一定不能看作质点吗转动的物体一定不能看作质点吗?为什么为什么?答案答案:物体能否看作质点与物体的质量或体积大小无关物体能否看作质点与物体的质量或体积大小无关,只只要物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略要物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略,物体就可物体就可以看作质点以看作质点.同样的道理同样的道理,转动的物体有时可看作质点转动的物体有时

9、可看作质点,有时有时不能看作质点不能看作质点.过程建构过程建构1.质点与物体的比较质点与物体的比较.(1)质点没有体积和形状质点没有体积和形状,是为了研究问题的方便对物体的是为了研究问题的方便对物体的简化简化,实际不存在实际不存在.(2)物体是实际存在的物体是实际存在的,有体积和形状有体积和形状,占据空间占据空间.(3)质点和物体的相同点是都具有质量质点和物体的相同点是都具有质量.2.质点与几何点的比较质点与几何点的比较.(1)质点与几何点都没有体积和形状质点与几何点都没有体积和形状,都不占据空间都不占据空间.(2)质点有质量质点有质量,几何点没有质量几何点没有质量.3.理想模型理想模型.(1

10、)理想模型是为了研究问题的方便理想模型是为了研究问题的方便,对物体的一种抽象对物体的一种抽象,在在现实生活中并不存在现实生活中并不存在.(2)将具体的研究对象或过程抽象为物理模型将具体的研究对象或过程抽象为物理模型,是物理学的重是物理学的重要研究方法之一要研究方法之一.(3)质点是一种理想模型质点是一种理想模型,它的引入它的引入,既给研究带来方便又使既给研究带来方便又使研究变得更加严谨研究变得更加严谨.【典例【典例1】下图所示的瓢虫】下图所示的瓢虫,其身上的星数其身上的星数(斑点数斑点数)显示了显示了它的种类它的种类.在下列研究瓢虫的具体情形中在下列研究瓢虫的具体情形中,可将瓢虫视为质可将瓢虫

11、视为质点的点的是是()A.研究瓢虫的转身动作研究瓢虫的转身动作 B.研究瓢虫的飞行路线研究瓢虫的飞行路线C.观察瓢虫翅膀的振动观察瓢虫翅膀的振动D.记录瓢虫身上的星数记录瓢虫身上的星数解析解析:研究瓢虫的转身动作时研究瓢虫的转身动作时,瓢虫的大小不能忽略瓢虫的大小不能忽略,不能看不能看作质点作质点,选项选项A错误错误;研究瓢虫的飞行路线研究瓢虫的飞行路线,瓢虫的大小能忽瓢虫的大小能忽略略,能看作质点能看作质点,选项选项B正确正确;研究瓢虫翅膀的振动研究瓢虫翅膀的振动,翅膀的形翅膀的形状不能忽略状不能忽略,不能看作质点不能看作质点,选项选项C错误错误;研究瓢虫身上的星研究瓢虫身上的星数数,瓢虫的

12、大小不能忽略瓢虫的大小不能忽略,不能看作质点不能看作质点,选项选项D错误错误.答案答案:B判断物体能否看成质点的方法判断物体能否看成质点的方法能否把物体看成质点能否把物体看成质点,取决于物体的大小和形状对研取决于物体的大小和形状对研究问题的影响能否忽略究问题的影响能否忽略.如果在所研究的问题中如果在所研究的问题中,物体物体的大小和形状可以忽略的大小和形状可以忽略,则物体可以看成质点则物体可以看成质点;如果如果不能忽略不能忽略,则物体不可以看成质点则物体不可以看成质点.探究探究二二参考系参考系问题情境问题情境小刚和小明一起坐公交车去学校上学小刚和小明一起坐公交车去学校上学,汽车行驶途中两人汽车行

13、驶途中两人并排而坐并排而坐,如图所示如图所示.答案答案:他们说的都正确他们说的都正确,这是因为他们选择的参考系不同这是因为他们选择的参考系不同.小刚是以他们所坐的公交车或自己为参考系的小刚是以他们所坐的公交车或自己为参考系的,所以说小所以说小明没动明没动.小明是以地面或相对地面静止的物体为参考系的小明是以地面或相对地面静止的物体为参考系的,所以说自己动了所以说自己动了.1.他们谁说的正确他们谁说的正确?为什么为什么?2.选择不同的参考系选择不同的参考系,同一物体的运动情况相同吗同一物体的运动情况相同吗?请举请举例说明例说明.答案答案:不相同不相同.以小明的运动为例以小明的运动为例,选小明所坐的

14、汽车为参选小明所坐的汽车为参考系考系,小明是静止的小明是静止的;选地面为参考系选地面为参考系,小明是运动的小明是运动的.3.比较两个研究对象的运动比较两个研究对象的运动,是否可以选择不同的参考系是否可以选择不同的参考系?请举例说明请举例说明.答案答案:不可以不可以.例如例如,比较小刚和小明的运动比较小刚和小明的运动:选所坐的汽车选所坐的汽车为参考系为参考系,小刚是静止的小刚是静止的,选地面为参考系选地面为参考系,小明是运动的小明是运动的,而实际上小明和小刚的运动情况相同而实际上小明和小刚的运动情况相同.过程建构过程建构“四种视角四种视角”看参考系的选择看参考系的选择.(1)相对性相对性:被选作

15、参考系的物体都是假定不动的被选作参考系的物体都是假定不动的,被研究的被研究的物体是运动还是静止物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的都是相对于参考系而言的.(2)任意性任意性:参考系的选取具有任意性参考系的选取具有任意性,但应以观察方便和使但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则运动的描述尽可能简单为原则.在研究地面上物体的运动时在研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系常选地面为参考系.(3)统一性统一性:研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时的运动时,必须选择同一参考系必须选择同一参考系.(4)差异性差异性:选择不同的参考系选择不同

16、的参考系,对于同一物体的运动对于同一物体的运动,观察结观察结果一般不同果一般不同.例如例如,坐在行驶的车中的乘客坐在行驶的车中的乘客,以地面为参考系以地面为参考系,乘客是运动的乘客是运动的,但是如果以车为参考系但是如果以车为参考系,乘客是静止的乘客是静止的.【典例【典例2】下图是某战斗机在空中加油的情景】下图是某战斗机在空中加油的情景.选下面的哪选下面的哪个物体为参考系个物体为参考系,可以认为加油机是高速运动的可以认为加油机是高速运动的()A.战斗机战斗机B.地面上的房屋地面上的房屋C.加油机中的飞行员加油机中的飞行员D.战斗机里的飞行员战斗机里的飞行员答案答案:B解析解析:加油机和战斗机相对

17、静止加油机和战斗机相对静止,选项选项A错误错误;以地面上的以地面上的房屋作为参考系房屋作为参考系,加油机高速运动加油机高速运动,选项选项B正确正确;加油机和加油机和加油机中的飞行员相对静止加油机中的飞行员相对静止,选项选项C错误错误;加油机和战斗加油机和战斗机里的飞行员相对静止机里的飞行员相对静止,选项选项D错误错误.判断物体运动或静止的方法判断物体运动或静止的方法判断一个物体运动或静止判断一个物体运动或静止,要看这个物体与所选参考要看这个物体与所选参考系之间是否有位置变化系之间是否有位置变化.(1)若位置有变化若位置有变化,则物体相对于参考系是运动的则物体相对于参考系是运动的;(2)若位置没

18、有变化若位置没有变化,则物体相对于参考系是静止的则物体相对于参考系是静止的.课堂评价课堂评价1.下列关于质点的说法下列关于质点的说法,正确的是正确的是()A.质点是一个理想化模型质点是一个理想化模型,实际上并不存在实际上并不存在,所以所以,引入这引入这个概念没有多大意义个概念没有多大意义B.只有体积很小的物体才能看作质点只有体积很小的物体才能看作质点C.轻小的物体都能看作质点轻小的物体都能看作质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时次要因素时,就可把物体看作质点就可把物体看作质点答案答案:D2.下图为正在航拍的四旋翼无人机下图为

19、正在航拍的四旋翼无人机.下列过程中能将无人下列过程中能将无人机看作质点的机看作质点的是是()A.调节无人机旋翼的转速调节无人机旋翼的转速B.调整无人机在空中的姿态调整无人机在空中的姿态C.观察无人机在空中的位置观察无人机在空中的位置D.调整无人机上摄像机镜头的方向调整无人机上摄像机镜头的方向答案答案:C3.火车从站台边驶过火车从站台边驶过,站台上的人看到火车中的乘客飞快站台上的人看到火车中的乘客飞快离去离去,而乘客却认为自己是静止的而乘客却认为自己是静止的.乘客选择的参考系可乘客选择的参考系可能是能是()A.站台站台 B.站台上的人站台上的人C.乘客乘坐的火车乘客乘坐的火车 D.铁路铁路答案答

20、案:C4.如图所示如图所示,子弹在高速飞行子弹在高速飞行,火车在高速行驶火车在高速行驶.请你为子请你为子弹和火车分别创设两个问题情境弹和火车分别创设两个问题情境,一个问题情境中可以一个问题情境中可以把它把它(子弹或火车子弹或火车)看成质点看成质点;另一个问题情境中不能把它另一个问题情境中不能把它看成质点看成质点.答案答案:例如例如,研究子弹飞行研究子弹飞行100 m所用的时间所用的时间,可以把子可以把子弹看成质点弹看成质点,研究子弹穿过一张薄纸所用的时间研究子弹穿过一张薄纸所用的时间,就不就不能把子弹看成质点能把子弹看成质点;研究火车从南京到北京的时间研究火车从南京到北京的时间,可可以把火车看

21、成质点以把火车看成质点,研究火车通过一座桥的时间研究火车通过一座桥的时间,就不就不能把火车看成质点能把火车看成质点.学科素养培优学科素养培优模型建构模型建构质点模型质点模型1.在物理学中在物理学中,突出问题的主要因素突出问题的主要因素,忽略次要因素忽略次要因素,建建立理想化的立理想化的“物理模型物理模型”,并将其作为研究对象并将其作为研究对象,是经是经常采用的一种科学研究方法常采用的一种科学研究方法.2.理想物理模型是运用理想化的思维方法得到的理想理想物理模型是运用理想化的思维方法得到的理想化的事物化的事物,建立理想化物理模型的过程是反映事物本质建立理想化物理模型的过程是反映事物本质特性的过程

22、特性的过程.质点就是这种物理模型之一质点就是这种物理模型之一.3.理想化模型可以分为对象模型、条件模型和过程模型理想化模型可以分为对象模型、条件模型和过程模型三类三类.(1)对象模型对象模型:用来代替研究对象的理想化模型用来代替研究对象的理想化模型,如我们学如我们学习的质点、点光源、光线、薄透镜等都属于对象模型习的质点、点光源、光线、薄透镜等都属于对象模型.(2)条件模型条件模型:把研究对象所处的外部条件理想化而建立把研究对象所处的外部条件理想化而建立的模型叫作条件模型的模型叫作条件模型.光滑水平面就属于条件模型光滑水平面就属于条件模型.(3)过程模型过程模型:实际的物理过程都是诸多因素作用的

23、结果实际的物理过程都是诸多因素作用的结果,忽略次要因素的作用忽略次要因素的作用,只考虑主要因素引起的变化过程只考虑主要因素引起的变化过程叫作过程模型叫作过程模型.例如我们学习的匀速直线运动例如我们学习的匀速直线运动.【典例】下列各图中的物体或人【典例】下列各图中的物体或人,在运动过程中可以看成在运动过程中可以看成质点的质点的是是()甲甲丙丙丁丁乙乙A.甲图是一列高铁火车甲图是一列高铁火车,研究列车进站过程中各节车厢的停研究列车进站过程中各节车厢的停靠位置靠位置B.乙图是绕地球运动的北斗导航卫星乙图是绕地球运动的北斗导航卫星,研究卫星运行周期研究卫星运行周期C.丙图是单杠比赛中的体操运动员丙图是

24、单杠比赛中的体操运动员,裁判评判他的技术动作裁判评判他的技术动作D.丁图是正在演出的芭蕾舞演员丁图是正在演出的芭蕾舞演员,观众欣赏她的舞蹈表演观众欣赏她的舞蹈表演解析解析:研究列车进站过程中各节车厢停靠的位置时研究列车进站过程中各节车厢停靠的位置时,车的车的大小不可以忽略大小不可以忽略,不能把列车看作质点不能把列车看作质点,故选项故选项A错误错误.研研究绕地球运动的北斗导航卫星运行周期时究绕地球运动的北斗导航卫星运行周期时,卫星的大小可卫星的大小可以忽略不计以忽略不计,可以把卫星看作质点可以把卫星看作质点,故选项故选项B正确正确.研究体研究体操运动员动作时操运动员动作时,运动员的形状、大小不能忽略运动员的形状、大小不能忽略,故不能故不能看成质点看成质点,故选项故选项C错误错误;欣赏舞蹈表演时欣赏舞蹈表演时,演员的形状、演员的形状、大小不能忽略大小不能忽略,故不能看成质点故不能看成质点,选项选项D错误错误.答案答案:B