高中物理 第一章運(yùn)動的描述1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系學(xué)案課件 新人教版必修1

1、●情景切入我們生活在一個(gè)運(yùn)動的世界之中．從浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界的一切，都在不停地運(yùn)動．飄動的樹葉、滾滾的江水、飛逝的流星、飄動的紅旗、呼嘯的飛機(jī)(如圖)……在這一章里，我們將初步學(xué)習(xí)、研究如何描述物體的運(yùn)動．,●知識導(dǎo)航(1)研究一種物理現(xiàn)象總是先從現(xiàn)象的描述入手．作為研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的第一章，本章章名“運(yùn)動的描述”就清楚點(diǎn)明將要講述的是有關(guān)描述物體運(yùn)動的物理量：位移、時(shí)間、速度和加速度．要理解這些物理量，

2、就必需理解質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系等概念．(2)本章學(xué)習(xí)過程中需要掌握十個(gè)主要概念，一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)．十個(gè)主要概念：機(jī)械運(yùn)動、參考系、質(zhì)點(diǎn)、位移、路程、速度、平均速度、瞬時(shí)速度、速率、加速度．一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度．,(3)本章的重點(diǎn)是對質(zhì)點(diǎn)的概念及位移、速度、加速度的物理含義的理解．難點(diǎn)是對加速度的理解、應(yīng)用及加速度與速度的區(qū)別與聯(lián)系．,●學(xué)法指導(dǎo)(1)質(zhì)點(diǎn)模型的建立和條件：能否把物體抽象為質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵要看它的大小和形狀在

3、所研究的問題中是否起作用(2)運(yùn)動的相對性運(yùn)動不僅與參考系的選擇有關(guān)，而且運(yùn)動的效果還與方向有關(guān)．所以，應(yīng)該把運(yùn)動的相對性與方向性結(jié)合起來理解,(3)平均速度和瞬時(shí)速度注意到初中學(xué)的速度定義是路程與時(shí)間的比，它沒有方向，高中學(xué)的平均速度是矢量，它的方向與位移Δx的方向相同，體會由平均速度到瞬時(shí)速度的過渡所采取的極限思想(4)加速度對于加速度的理解一定要緊扣定義，理解其實(shí)質(zhì)，要注意區(qū)分速度、速度變化、速度變化率、加速度這幾個(gè)概念

4、,(5)速度與加速度速度與加速度是兩個(gè)不同層次的變化觀念的反映．速度是描述位置變化快慢的物理量，加速度則是描述速度變化快慢的物理量．兩者無直接聯(lián)系．(6)v­t圖象和x­t圖象圖象問題首先要分清坐標(biāo)軸的含義，從而確定圖象所反映的物理量之間的規(guī)律，理解圖線的截距、斜率、面積所代表的含義．,1．質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系,2009年10月1日10時(shí)整，中華人民共和國國慶60周年慶典開始！60響禮炮轟鳴，讓中華兒女熱血沸騰

5、的《義勇軍進(jìn)行曲》奏響，鮮艷的五星紅旗像一束火焰在天幕上燃燒.10時(shí)49分，鐵流滾滾，大地共鳴，30個(gè)裝備方隊(duì)以雷霆萬鈞之勢隆隆駛來(如圖所示)……,這一節(jié)里我們將研究機(jī)車通過天安門廣場時(shí)，描述物體運(yùn)動的幾個(gè)物理量——質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系．,1．物體的運(yùn)動形式是多種多樣的，最簡單的運(yùn)動是的位置隨時(shí)間改變，這種運(yùn)動叫做，簡稱運(yùn)動．2．在某些情況下，可以不考慮物體的大小和形狀．這時(shí)，我們突出“ ”這一要素，把它簡化

6、為一個(gè)的點(diǎn)，稱為質(zhì)點(diǎn)．3．在研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí) 把地球看作質(zhì)點(diǎn)，在研究地球的自轉(zhuǎn)時(shí)，再把地球當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)．4．為了定量地描述物體的位置及 ，需要在上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．,物體相對于其他物體,機(jī)械運(yùn)動,物體具有質(zhì)量,有質(zhì)量,可以,不可以,位置變化,參考系,5．2008年的奧運(yùn)圣火將經(jīng)珠穆朗瑪峰傳至北京，觀察圖中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰，則甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運(yùn)動情況是(旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū))

7、甲火炬手向；乙向運(yùn)動．,右運(yùn)動或靜止,左,(1)定義不考慮物體的大小和形狀時(shí)，用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)．(2)物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的形狀、大小以及物體上各部分運(yùn)動的差異對所研究問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)．,特別提醒：①質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)的抽象，是在研究物體運(yùn)動時(shí)，抓住主要因素，忽略次要因素，是對實(shí)際物體的近似，是一個(gè)理想化模型．②一個(gè)物體是否可以視為質(zhì)點(diǎn)，要具體情況具體分析．例如：一

8、列火車從北京開往上海，在計(jì)算運(yùn)行時(shí)間時(shí)，可以忽略列車的長短，可把它視為質(zhì)點(diǎn)；但是同樣這列火車，要計(jì)算它通過黃河鐵路大橋所需時(shí)間時(shí)，必須考慮列車的長度，不可把列車視為質(zhì)點(diǎn)．,③一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)不能以大小而論．例研究電子繞原子核的運(yùn)動情況時(shí)，就不能把原子看作質(zhì)點(diǎn)，研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，可把整個(gè)地球看作質(zhì)點(diǎn)．,沿一個(gè)方向推動桌面上的書本如圖所示，測量書本移動的距離，是否可以將書本視為質(zhì)點(diǎn)，為什么？如果測定書本經(jīng)過桌面上A點(diǎn)所需要的時(shí)間，是

9、否可以將書本視為質(zhì)點(diǎn)，為什么？還有什么情況下書本可以被視為質(zhì)點(diǎn)？什么情況下書本不能視為質(zhì)點(diǎn)？,答案：測量書本移動的距離時(shí)，由于書上各點(diǎn)的移動情況一樣，故而可以將書看做質(zhì)點(diǎn)；如果測定書本經(jīng)過桌面上A點(diǎn)所需要的時(shí)間時(shí)，由于書有一定的長度，書沿運(yùn)動方向各部分經(jīng)過A點(diǎn)的時(shí)刻不一樣，所以書經(jīng)過A點(diǎn)需要一定的時(shí)間，不能把書看成質(zhì)點(diǎn)；如果研究書沿桌面運(yùn)動時(shí)的速度時(shí)，可以把書視為質(zhì)點(diǎn)；如果書轉(zhuǎn)動時(shí)，由于書上各點(diǎn)的運(yùn)動情況不一樣，故不能把書看成質(zhì)點(diǎn).,(

10、1)定義：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動時(shí)，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體，叫做參考系．(2)說明：①參考系是人為假定靜止的，不是真正的靜止，自然界不存在絕對靜止的物體．②同一物體，選取不同的參考系，其運(yùn)動情況可能不同，如路邊的樹木，若以地面為參考系是靜止的．若以行駛的汽車為參考系，則樹木是往后倒退的．,③參考系的選取以分析問題的方便為前提，比如，觀察地球衛(wèi)星的運(yùn)動，開始發(fā)射時(shí)，可選地球?yàn)閰⒖枷?；?dāng)它進(jìn)入繞太陽運(yùn)行的軌道時(shí)，則應(yīng)以太陽為參考系才

11、便于描述．研究地面上物體的運(yùn)動，常選地面上靜止的物體為參考系．,特別提醒：(1)由于運(yùn)動描述的相對性，凡是提到物體的運(yùn)動，都應(yīng)該明確它是相對哪個(gè)參考系而言．(2)在同一個(gè)問題當(dāng)中，若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動時(shí)，必須選取同一個(gè)參考系．(3)無論物體原來運(yùn)動情況如何，一旦把它選為參考系，就認(rèn)為它是靜止的．,(河北安新中學(xué)09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)觀察下面的漫畫，圖中司機(jī)說乘車人“你沒動”，而路上的小女孩說他

12、運(yùn)動得“真快”．關(guān)于司機(jī)和小女孩對乘車人運(yùn)動狀態(tài)的描述所選取的參考系分別為(　　),A．地面、地面　　B．地面、汽車C．汽車、地面 D．汽車、汽車答案：C,(1)物理意義：物體做機(jī)械運(yùn)動時(shí)，其位置發(fā)生變化，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．,(2)分類：①一維坐標(biāo)系：如果物體在一維空間運(yùn)動，即沿一直線運(yùn)動，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置．②二維坐標(biāo)系(如直角坐標(biāo)系)：如果

13、物體在二維空間運(yùn)動，即在某一平面內(nèi)運(yùn)動，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置．③多維坐標(biāo)系(如三維立體空間坐標(biāo)系)：當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動時(shí)，則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述物體的位置．,全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS，由在地球軌道上運(yùn)行的若干衛(wèi)星(如圖)和地面接收裝置組成．,從下圖中的GPS定位顯示中，你能獲得什么信息？此定位器位于我國的哪個(gè)城市？,答案：顯示屏上的“N39°55.451′”是表示該位置的緯度是北緯39°

14、;55.451′，“E116°23.504′”是表示該位置的經(jīng)度是東經(jīng)116°23.504′，此位置正是我國城市北京．,研究火車的各種運(yùn)動情況時(shí)(如圖)，哪些情況可以將火車視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？,解析：(1)火車進(jìn)站時(shí)，火車的長度與站臺相比不能被忽略，所以在研究火車進(jìn)站的時(shí)間時(shí)，不能將火車看做質(zhì)點(diǎn)．(2)火車的長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)，可以將火車看做質(zhì)點(diǎn)．(3)研究火

15、車車輪上某點(diǎn)的運(yùn)動與車輪的大小和形狀有關(guān)，這種情況下不能將火車看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．答案：(1)(3)不可以看做質(zhì)點(diǎn)，(2)可以看做質(zhì)點(diǎn)．,點(diǎn)評：一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的大小和形狀在研究的問題中是否可忽略不計(jì)，不在于它的體積和質(zhì)量．,在2008年北京奧運(yùn)會上，我國健兒奮勇拼搏，一次次站在最高的領(lǐng)獎臺上，標(biāo)志著我國競技體育水平取得了突破性進(jìn)展．問題探究：奪冠的雙人皮劃艇(如圖1)，沖線時(shí)能否視為質(zhì)點(diǎn)？研究郭晶晶和吳敏霞做雙人跳水動作時(shí)

16、(如圖2)，能否視為質(zhì)點(diǎn)？,答案：皮劃艇運(yùn)動，只要皮劃艇的一部分先觸線，就判比賽勝利，與皮劃艇本身的形狀、大小無關(guān)，可視為質(zhì)點(diǎn)；跳水運(yùn)動的判分依據(jù)是運(yùn)動員的動作，當(dāng)然不能視為質(zhì)點(diǎn)了.,甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球(如下圖所示)，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，甲、乙、丙的運(yùn)動情況可能是(　　),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>

17、v甲，丙勻速上升C．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙>v甲D．以上說法均不正確,解析：甲、乙、丙三人在觀察其他物體的運(yùn)動時(shí)，是以自己所乘的熱氣球?yàn)閰⒖枷档模畼欠亢偷孛孢B為一體，是同一個(gè)參考系，甲看到樓房勻速上升，說明甲相對于地面勻速下降；乙看到甲勻速上升，說明乙相對于地面也在勻速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲；甲看到丙勻速上升，則丙的運(yùn)動有三種可能情況：(1)丙靜止(2)丙勻速上升(3)丙勻速

18、下降，但v丙<v甲；而在這三種可能的情況下，丙看到乙一定是勻速下降，符合題意．故選項(xiàng)A、B正確．答案：AB,(安徽和縣一中09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)宋代詩人陳與義的詩句“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)，臥看滿天云不動，不知云與我俱東”藝術(shù)性的表達(dá)了運(yùn)動的相對性，下列理解正確的是(　　)A．“臥看滿天云不動”，是以小船為參考系的B．“云與我俱東”，是以地面為參考系的C．不論選取誰為參考系，“百里榆堤”總是不動的D．選

19、取不同的參考系，“榆堤”、“云”、“我”的運(yùn)動情況是相同的,答案：AB解析：詩中描寫船的運(yùn)動；前兩句寫景，詩人在船上，臥看云不動是以船為參考系，云與我俱東是以地面為參考系，云和船均向東運(yùn)動.,(如圖所示)一輛汽車從市中心開始行駛，先向南行駛了500m，到達(dá)A處再向東行駛400m到達(dá)B處，最后又向西行駛了700m，到達(dá)C處，請用數(shù)學(xué)方法描述汽車在A，B，C三處的位置．,解析：為了用數(shù)學(xué)方法定量描述物體的位置，應(yīng)該建立二維直角坐標(biāo)系，用坐

20、標(biāo)來表示物體的位置．答案：以市中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸的正方向，向北為y軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示．則A點(diǎn)坐標(biāo)(0，－500)，B點(diǎn)坐標(biāo)(400，－500)，C點(diǎn)坐標(biāo)(－300，－500)．,點(diǎn)評：在描述物體的位置及其變化時(shí)，如果物體做直線運(yùn)動，一般建立直線坐標(biāo)系；如果物體在平面上做曲線運(yùn)動，一般建立平面直角坐標(biāo)系；如果物體在空間運(yùn)動，一般建立空間三維直角坐標(biāo)系．,(湖北黃岡中學(xué)09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)一個(gè)小球從距地面

21、4m高處豎直向下拋出，被地面彈回，在距地面1m高處被接?。鴺?biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m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(　　)A．2m，－2m，－1m　　　　　B．－2m,2m,1mC．4m,0m,1m D．－2m,0m，－1m答案：B,解析：解答本題的關(guān)鍵是正確地建立坐標(biāo)系，并在坐標(biāo)系中標(biāo)出各個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的位置．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－2m，B點(diǎn)為坐標(biāo)

22、原點(diǎn)，D點(diǎn)是地面，坐標(biāo)為2m，，C點(diǎn)為接住點(diǎn)，坐標(biāo)為1m，所以選項(xiàng)B正確.,在我國東南部的一個(gè)大城市，有一天下午，該城市的中心廣場行人擁擠，有一個(gè)人突然高喊“樓要倒了！”其他人猛然抬頭觀看也發(fā)現(xiàn)樓在慢慢傾倒，便紛紛狂奔逃生，引起交通混亂，但過了好久，高樓并沒有倒塌，人們再仔細(xì)觀望時(shí)，樓依然穩(wěn)穩(wěn)的矗立在那里，如圖所示．請你探究分析這一現(xiàn)象的原因是什么？,解析：看到靜止的樓在運(yùn)動，應(yīng)該是選擇了運(yùn)動的物體做參考系，高樓矗立在空中，以開闊的天空

23、為背景的高層建筑，它旁邊沒有別的固定的參考系，人在抬頭觀望時(shí)可能是選擇了空中運(yùn)動的云做參考系，如果天空的云在快速移動，人在突然抬頭觀望時(shí)，誤將云看做是固定不動的，所以產(chǎn)生了樓在運(yùn)動的錯覺．點(diǎn)評：通過本例要求同學(xué)們?nèi)胬斫膺\(yùn)動的相對性，同時(shí)會對問題進(jìn)行分析、推理、比較．,如圖所示為北京奧運(yùn)會行進(jìn)路線圖，如果你是一個(gè)北京人，有一個(gè)上海來的網(wǎng)友在林萃橋不知道如何去鳥巢參觀了，你在電話里盡可能的簡單地?cái)⑹鲆幌滤枰男羞M(jìn)路線．答案