高一物理质点参考系和坐标系时间和位移
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第1节质点、参考系和坐标系I、物体和质点1、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿影草上飞滚,在这些司空见惯的现象中,雄鹰,足球都在做机械运动。
你能否准确描述这些物体的运动吗?你感觉会有哪些困难?2、描述物体的运动,我们需要了解物体各个方面的运动情况吗?能不能将物体的运动简化呢?3、军舰的雷达发现敌舰时,我们在显示屏上看到的是什么?(1)质点定义:研究中用来代替物体的“有质量的点”。
(2)几何中的点:没有大小,没有形状,没有质量的点,仅表示位置,而且应该绝对的小。
质点:没有大小,没有形状,但有质量的点,是实际物体的抽象。
(3)质点是一个理想化的物理模型;是实际事物的一种近似反映;是为了研究问题的方便而进行的科学抽象;他突出了事物的主要特征,抓住主要因素,忽略次要因素,使问题得到了简化。
4、下列几种我们是否仍能将这些物体看成质点呢?①研究火车过拱桥的过桥时间时,能否将火车看成质点?②研究火车车轮的转动时,能否将火车看成质点?③研究火车从宜昌到北京的运动时间时,能否将火车看成质点?④研究花样滑冰运动员的肢体动作时,能否将运动员看成质点?⑤研究刘翔在110米跨栏中的运动时间时,能否将其看成质点?⑥研究地球绕太阳的公转一周的时间时,能否将地球看成质点?⑦研究地球上不同纬度的物体随地球如何运动时,能否将地球看成质点?⑧研究氢原子中电子如何绕核运动时,能否将氢原子看成质点?5、在回答上述问题时,物体能否看成点是由物体自身的大小和形状决定的吗?如果不是,那么是由什么来决定的呢?(1)同一物体在研究不同问题时有时可以看成质点,有时不能。
(2)大小不是决定物体是否能看成质点的条件,再大的物体有时也可以看成质点,再小的物体有时也不能当成质点。
质点的简化条件:(1)物体的大小和形状对所研究的问题影响可以忽略不计。
(2)物体做平动时,各点运动情况完全相同时。
【当堂练习】1、下列各种运动中,可以把物体视为质点的是()A、研究火车经过路旁一根电线杆的时间B、研究奥运会花样游泳运动员的动作C、研究绕地球飞行时的航天飞机D、研究乒乓球选手发出的“旋转球”E、在推力作用下沿斜面运动的箱子2、下列关于质点的说法正确的是()A 质点实际上就是体积和质量极小的物体B 同一物体在不同研究中有时能被看成质点,有时不能C 当物体的大小和形状对研究的影响可以忽略不计时可以被当成质点D 只有低速运动的物体才可以看成质点,高速的物体不可以II 、参考系1、看P10图1.1-3,思考车中的小孩是静止还运动的?说明你的理由?2、看P10图1.1-4,思考地面的观察者与飞机上的观察者为什么会得到不同的结果?这说明什么问题?3、阅读P10“参考系”这一部分内容思考什么是参考系?初中我们学习哪些有关的内容?这些说法一样吗?(1)参考系的定义:观察物体的位置及其随时间变化时用来作参考(假定为不动)的“其他物体”。
质点参考系和坐标系时间和位移一、学习目标:1.了解理想模型-质点的应用2.知道时间与时刻的应用,知道位移与路程的应用3. 掌握位移的求法二、重点、难点:重点:时间与时刻的异同,位移与路程的异同难点:质点的判断条件一、质点物体可看成质点的条件:当物体的形状和大小对所研究的问题的影响可忽略不计时,物体可以看作质点。
这是判断物体能否作为质点的惟一条件。
二、时间与时刻1. 时间可以用来展示某一个运动过程(录像)。
时刻只显示运动过程的某一个瞬间(照相)。
在时间轴上时间用线段表示,时刻用点表示;2. 时间表示的是一个时间段,时刻表示的是一个时间点,用图标表示,则时间是线段,时刻是端点,时间用“前几秒”“后几秒”“内”“间”“中”表述,时刻用“时间点”“初”“末”“时”表述。
三、位移与路程1. 位移决定于物体位置的改变,路程则决定于实际路径的长度,路程只有大小没有方向。
位移既有大小又有方向,路程和位移的大小一般不相等,只有单向直线运动时才相等。
2. 标量的运算为简单的代数运算。
而矢量的运算则是根据平行四边形定则进行的运算,在计算位移大小时要用矢量法则计算。
知识点一:质点例1:下列说法正确的是()A. 质点一定是体积很小、质量很小的物体B. 当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,因为火车上各点的运动状态相同,所以可以把火车视为质点C. 研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以无论在什么情况下,自行车都不能看成质点D. 地球虽大,且有自转,但有时仍可将地球看作质点例2:车辆在行进中,要研究车轮的运动,下列选项中正确的是()A. 车轮只做平动B. 车轮只做转动C. 车轮的平动可以用质点模型分析D. 车轮的转动可以用质点模型分析例3:下列情况中的物体可以视为质点的是()A. 研究小孩沿滑梯下滑B. 研究地球自转运动的规律C. 研究手榴弹被抛出后的运动轨迹D. 研究人造地球卫星做圆周运动知识点二:时间与时刻的应用例1:在下图中所示的时间轴上标出的代表()A. 第4s初B. 第6s末C. 第3sD. 前3s例2:下列关于时刻和时间的说法正确的是()A. 3s末指的是时间,共经历了3sB. 最后2s指的是时间,共经历了2sC. 第4s内指的是时间,共经历了5sD. 第5s末指的是时刻,已经历了4s例3:下列说法中,关于时间的是(),关于时刻的是()A. 学校上午8点开始上第一节课,到8点45分下课B. 小学每节课只有40分钟C. 我走不动了,休息一下吧D. 邢慧娜获得雅典奥运会女子10000m冠军,成绩是30分24秒36知识点三:位移与路程的应用例1:下列关于质点的位移和路程的说法中,正确的是()A. 位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向B. 路程是标量,即位移的大小C. 质点沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小D. 物体通过的路程不等,位移可能相同例2:一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C(如图),则它的位移和路程分别为()A. 4R,2πRB. 4R向东,2πR向东C. 4πR向东,4RD. 4R向东,2πR。
第一章第一 、二节 质点 参考系和坐标系 时间和位移1质点定义:忽略物体的大小和形状,把物体看成一个有质量的点,这个点就是质点。
2物体看称指点的条件:忽略物体的大小和形状而不影响对物体的研究。
3参考系定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作参考,观察物体相对于这个其他物体的位置是否随时间变化,以及怎样变化,这个用来做参考的物体叫做参考系。
运动是绝对的,静止是相对的。
要描述一个物体的运动状态,必须先选取参考系要比较两个物体的运动状态,必须在同一参考系下参考系可以任意选择,一般选取地面或运动的车船作为参考系。
4时刻和时间:时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置。
时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。
对应位移。
(对“第”“末”“内”“初”等关键字眼的理解。
)5路程和位移:路程是物体运动轨迹的长度,是标量,只有大小没有方向。
位移表示物体位置的变化,是矢量,位移的大小等于初位置与末位置之间的距离,位移的方向由初位置指向末位置。
典型题目(1)下列物体是否可以看作质点?飞驰的汽车 旋转的乒乓球 地球绕太阳转动 地球的自转 体操运动员的动作是否优美(2)以下各种说法中,哪些指时间,哪些值时刻?前3秒钟 最后3秒 3秒末 第3秒初 第3秒内(3)运动员绕操场跑一周(400跑道)时的位移的大小和路程各是多少?第三节 速度1.速度定义:位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢叫做速度。
2。
定义式:v =x /t 适用于所有的运动3。
单位:米每秒(m/s )千米每小时(km/h ) 4。
速度是矢量,既有大小,又有方向.5。
物理意义:描述物体运动的快慢的物理量。
6。
平均速度:物体在某段时间的位移与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。
7.瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。
8。
平均速率:物体在某段时间的路程与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。
9。
平均速率的定义式:v=ts,适用于所有的运动.10。
质点、参考系和坐标系时间和位移【要点梳理】要点一、质点1.质点①定义:用来代替物体的有质量的点.②物体看成质点的条件:物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点.如: 地球很大,但地球绕太阳公转时,地球的大小就变成次要因素,我们完全可以把地球当作质点看待.当然,在研究地球自转时,就不能把地球看成质点了.研究火车从北京到上海的运动时可以把火车视为质点,但研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点了.当研究的问题不明确时,可遵循分析问题的习惯:一般来说当物体上各个点的运动情况都相同时,可用物体上一个点的运动代替整个物体的运动,研究其运动性质时,可将它视为质点;做转动的物体,当研究其细微特征时不能将其视为质点;但是当物体有转动,且因转动而引起的差异对研究问题的影响忽略时,物体也可视为质点.此外物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据.③质点是一个理想模型,要区别于几何学中的点.2.质点的物理意义实际存在的物体都有一定的形状和大小,有质量而无大小的点是不存在的,那么定义和研究质点的意义何在?质点是一个理想的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化.在物理学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.引入“理想模型”,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,在现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近,在一定条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将研究“理想模型”的结果直接地应用于实际事物.例如:在研究地球绕太阳公转的运动时,由于地球的直径(约1.3X104km)比地球和太阳之间的距离(约1.5X108km)小得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计,在这种情况下,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.【典型例题】1.类型一、关于质点的理解例1(多选)、(2015北京昌平期末)做下列运动的物体,能当作质点处理的是()A.绕太阳公转的地球B.从北京往上海运动的火车C.旋转中的风力发电机叶片D.在冰面上旋转的花样滑冰运动员【解析】研究地球绕太阳公转时,太阳的体积相对于和地球之间的距离来说是很小的,所以可看作质点,故A正确;火车的长度相对于北京到上海的距离是很小的,可以忽略,此时的火车可以看做质点,所以B正确;研究旋转中的风力发电机叶片,不能看成质点,否则就没有转动了,故选项C错误;在冰面上旋转的花样滑冰运动员,要看其动作,也不能看成质点,故D错误.【变式】(多选)如在研究下述问题中,能够把研究对象当作质点的是()A.研究某学生骑车由学校回家的速度B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析仁研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹口.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面E.研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少F.研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化G. 一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上H.正在进行花样溜冰的运动员【答案】ACE要点二、参考系1.参考系①定义:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系.②物体的运动都是相对参考系而言的,这是运动的相对性.一个物体是否运动,怎样运动,决定于它相对于所选的参考系的位置是否变化、怎样变化.同一物体,选取不同的参考系,其运动情况可能不同,如:路边的树木,若以地面为参考系是静止的,若以行驶的汽车为参考系,树木是运动的,这就是我们坐在车里前进时感到树木往后倒退的原因.“看山恰似走来迎”是以船为参考系,“仔细看山山不动”是以河岸为参考系.“坐地日行八万里”是以地心为参考系,因为人随地球自转,而地球周长约八万里.③参考系的选择是任意的,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系.类型二、关于参考系的理解例2、(2015阜阳市校级期末)如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美.请问摄影师选择的参考系是()A.大地B.太阳C.滑板运动员D.步行的人【答案】C【变式】敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行.”其中“看山恰似走来迎”和“仔细看山山不动”所选的参考系分别是()A.船和地面B.地面和船口船和山 D.河岸和流水【答案】A【变式】两辆汽车在平直公路上匀速并排行驶,甲车内一个人看见窗外树木向东移动,乙车内一个人发现甲车没有动,如果以大地为参考系,上述事实说明()A、甲车向西运动,乙车不动B、乙车向西运动,甲车不动C、甲车向西运动,乙车向东运动D、甲乙两车以相同的速度同时向西运动【答案】D要点三、坐标系要点诠释:1.提出问题对于在平面上运动的物体,例如在做花样滑冰的运动员,要描述他的位置,你认为应该怎样做呢?当然是建立平面直角坐标系.2.坐标系要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系.①如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,就建立了直线坐标系.②物体在平面内运动时,可以建立二维平面直角坐标系.③空间内物体的运动,可建立三维的空间直角坐标系.例如:描述高空中飞行的飞机时可建立三维的空间坐标系.如图所示为三种不同的坐标系,其中:(A)中M点位置坐标为x = 2m;(B)中N点位置坐标为x = 3m, y = 4m;(C)中P点位置坐标为 x = 2m, y = 3m, z = 0m.M -- L-J---- J,- ......... b___ -2 -i 0 I 2 3 4 j/m(A)直统坐林系伊)平曲坐标半(C)空间坐标系类型三、关于坐标系的理解例3、如图甲所示,某人从学校门口 A处开始散步,先向南走了 50 m到达B处,再向东走100m到达C处,最后又向北走了 150m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?50 100【解析】本题考查坐标系的建立方法.可以以A 点为坐标原点,向东为x 轴的正 方向,向北为y 轴的正方向,如图乙所示,则各点坐标为A (0,0),B (0,—50m ), C (100m,—50m ), D (100m, 100m ).【变式】(2015湖南师大附中期末)如图是为了定量描述物体的位置变化作出 的坐标轴(x 轴),在画该坐标轴时规定原点在一平直公路上某路标所在处。