2019_20學(xué)年高中物理第一章1質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系課件新人教版必修.pptx

第一章 運動的描述,1 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系,新知預(yù)習(xí),自主檢測,一、物體和質(zhì)點 1.機械運動:物體的空間位置隨時間的變化稱為機械運動。 2.質(zhì)點定義:在某些情況下,不考慮物體的大小和形狀,把它簡化為一個有質(zhì)量的點,稱為質(zhì)點。 3.物體看成質(zhì)點的條件:物體的形狀和大小在所研究的問題中是次要因素,可以忽略時。,新知預(yù)習(xí),自主檢測,二、參考系 1.運動的絕對性和相對性:自然界的一切物體都處于永恒的運動中,絕對靜止的物體是不存在的。就此意義而言,我們說運動是絕對的;但是,描述某一個物體的位置及其隨時間的變化,卻又總是相對于其他物體而言的,這便是運動的相對性。 2.參考系的定義:在描述物體的運動時,被用來作參考、假定為不動的其他物體。 3.參考系的意義:觀察被研究的物體相對于參考系的位置是否隨時間變化以及如何變化。 4.同一個物體的運動,選取不同的參考系,所得出的結(jié)果可能是不同的。,新知預(yù)習(xí),自主檢測,三、坐標(biāo)系 1.如果物體沿直線運動,為了定量描述物體的位置及位置變化,可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度,建立直線坐標(biāo)系。如圖所示,若物體運動到A點,此時它的位置坐標(biāo)xA=3 m,若物體運動到B點,則此時它的位置坐標(biāo)xB=-2 m。 2.為了定量描述滑冰場上花樣滑冰運動員的位置,我們應(yīng)建立平面(或二維)坐標(biāo)系。,新知預(yù)習(xí),自主檢測,1.正誤辨析 (1)很小的物體總可以看作質(zhì)點,較大的物體有時也能看作質(zhì)點。( ) 解析物體能不能看作質(zhì)點與物體大小無關(guān),而是看物體的大小和形狀對所研究的問題有多大影響。 答案 (2)質(zhì)點是為了突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的理想化模型。( ) 解析質(zhì)點是一種突出物體質(zhì)量這一主要因素而建立的理想化的模型。 答案,新知預(yù)習(xí),自主檢測,(3)建立坐標(biāo)系是為了定量描述物體的位置和位置變化。 ( ) 解析建立了坐標(biāo)系,物體的位置可以用坐標(biāo)定量表示,位置的變化可以用坐標(biāo)之差來定量表示。 答案 (4)參考系必須選取地面或相對于地面靜止的其他物體。( ) 解析參考系的選取具有任意性,可以選任意物體作為參考系。 答案 (5)描述直線運動,一般建立直線坐標(biāo)系。( ) 解析描述運動時建立何種坐標(biāo)系由物體的運動特點決定,一般用直線坐標(biāo)系描述直線運動。 答案,新知預(yù)習(xí),自主檢測,2.如圖所示,詞人曾寫下這樣的詞句:滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來迎,仔細(xì)看山山不動,是船行。其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是( ) A.山和船 B.船和山 C.河岸和流水 D.山和地面 解析“看山恰似走來迎”是人看見山在迎面走來,人和船相對靜止,選取的參考系是人或船;“是船行”是船相對河岸、地面或山是運動的,選取的參考系是河岸、地面或山,所以選項B正確。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,對質(zhì)點與物理模型的理解 情景導(dǎo)引 小明從家到學(xué)校參加體操比賽,在研究小明從家到學(xué)校所用時間時,能否將小明看作質(zhì)點?在研究小明做體操的動作時能否將小明看作質(zhì)點?,小明做體操,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,要點提示研究小明從家到學(xué)校所用時間時,因家到學(xué)校的距離遠(yuǎn)大于小明本身的大小,由小明的大小和形狀而引起的小明身上各部分的運動差異就可以忽略不計,此時可將小明看作質(zhì)點;研究小明做體操的動作時,小明身上各點的運動情況不相同,若將小明看作質(zhì)點,那么這個質(zhì)點的運動不能反映小明身上各點的運動情況,也就無法研究小明的動作,此時不能把小明看作質(zhì)點。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,知識歸納 1.質(zhì)點的特點,2.物體可以看作質(zhì)點的條件:物體的大小和形狀對所研究問題的影響可以忽略不計。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,3.對物理模型的理解 (1)物理模型是在物理研究中,突出問題的主要因素,忽略次要因素而建立的,是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。 (2)物理模型作為一種理想化模型,是為了研究問題的方便而對實際問題的科學(xué)抽象,實際中并不存在。 畫龍點睛物體能不能被看作質(zhì)點,不是取決于物體的大小、輕重和形狀而是取決于所研究的問題。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,典例剖析 例1在研究以下四種情況中所提出的問題時,所涉及的對象可看作質(zhì)點的是( ),探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,解析繞太陽公轉(zhuǎn)時,地球的大小遠(yuǎn)小于地球到太陽的距離,符合看成質(zhì)點的條件;火車進(jìn)站時間是從車頭進(jìn)站開始到車尾進(jìn)站為止,不能將火車看成質(zhì)點;花樣滑冰運動員的動作比的是身體各部分的動作及協(xié)調(diào)性等方面,不能將其看成質(zhì)點;要研究運動員跨欄的姿勢(即身體各部分的位置及協(xié)調(diào)性),不能將其視為質(zhì)點,只有選項A正確。 答案A,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,規(guī)律方法1.一個物體能否看作質(zhì)點不是以其大小而論的,更不能看物體的輕重,而是看物體的大小和形狀對所研究問題的影響是否可以忽略不計。 2.物體能否看作質(zhì)點的幾種情況 (1)平動的物體因各部分運動情況相同,一般可以看作質(zhì)點。但是當(dāng)物體的大小對所研究問題的影響不能忽略時,不能把物體看作質(zhì)點,如研究火車過橋的時間時就不能把火車看作質(zhì)點。 (2)物體有轉(zhuǎn)動,但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所要研究的主要問題,物體本身的形狀和大小已變成了次要因素時可以看作質(zhì)點。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,變式訓(xùn)練1在巴西里約熱內(nèi)盧奧運會上,中國代表團參加了包括田徑、體操、柔道等項目的比賽,下列幾種比賽項目中的研究對象可視為質(zhì)點的是( ) A.在撐竿跳高比賽中研究運動員手中的支撐竿在支撐地面過程中的轉(zhuǎn)動情況 B.帆船比賽中確定帆船在大海中的位置 C.跆拳道比賽中研究運動員的動作 D.跳水比賽中研究運動員在空中的運動情況,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,解析撐竿跳高時,若將支撐竿看作質(zhì)點,則無法研究支撐竿的轉(zhuǎn)動情況,選項A錯誤;研究帆船在大海中的位置時,帆船的大小和形狀可以忽略,故可將帆船看作質(zhì)點,選項B正確;跆拳道比賽中,若將運動員看作質(zhì)點,則運動員的動作就無法研究,選項C錯誤;研究跳水運動員在空中的運動情況時,運動員的大小和形狀不能忽略,故不能將運動員看作質(zhì)點,選項D錯誤。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,對參考系的理解 情景導(dǎo)引 下雨天,地面觀察者看到雨滴豎直下落,坐在勻速行駛的車廂里的乘客看到的雨滴卻是斜向后方的(如圖所示)。 原因為何?請談?wù)勀愕目捶ā?要點提示這是因為選取的參考系不同。以地面為參考系時,看到雨滴是豎直下落的;以勻速行駛的車廂為參考系時,看到的雨滴是斜向后方運動的。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,知識歸納,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,典例剖析 例2下列語句中加下劃線部分描繪的運動情景,可以選取山為參考系的是( ) A.兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山 B.小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走 C.滿眼風(fēng)波多閃爍,看山恰似走來迎 D.兩岸青山相對出,孤帆一片日邊來 解析由題意可知,舟的運動應(yīng)是相對于山,故詩人選取的參考系為山,故A正確;“巍巍青山兩岸走”是以竹排為參考系的,故B錯誤;“看山恰似走來迎”選擇的參考系是自己或者船,故C錯誤;“兩岸青山相對出”是相對于船來說的,故D錯誤。 答案A,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,規(guī)律方法假設(shè)法判斷參考系 假設(shè)以某物體為參考系,看對物體運動的描述與給定的描述中的結(jié)果是否一致,若一致,假設(shè)的物體可能就是參考系。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,變式訓(xùn)練2觀察圖中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰,關(guān)于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況,下列說法正確的是(旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū))( ) A.甲、乙兩火炬手一定向左運動 B.甲、乙兩火炬手一定向右運動 C.甲火炬手可能運動,乙火炬手向右運動 D.甲火炬手可能靜止,乙火炬手向左運動,解析旗向左偏,說明有向左吹的風(fēng),由甲的火焰向左偏,無法確定甲的運動狀態(tài),甲可能靜止,也可能向右運動,還可能向左以小于風(fēng)速的速度運動;乙的火焰向右偏,所以乙一定向左運動,且速度大于風(fēng)的速度。 答案D,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,對坐標(biāo)系的理解 情景導(dǎo)引 田徑場上,要描述百米賽跑運動員在運動中的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?要描述800米賽跑運動員在運動中的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?在足球場上,要描述足球的位置,需要建立什么樣的坐標(biāo)系?,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,要點提示田徑場上,在描述百米賽跑運動員的位置時,因運動員是在一條直線上運動,故建立直線坐標(biāo)系即可;在描述800米賽跑運動員的位置時,因800米跑道是彎曲的,運動員在平面內(nèi)運動,此時應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系;足球場上,足球并非在同一平面內(nèi)運動,故應(yīng)建立空間三維坐標(biāo)系才能描述足球的位置。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,知識歸納 1.建坐標(biāo)系的目的 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.注意:建立坐標(biāo)系時,必須標(biāo)上原點、正方向和單位長度。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,3.坐標(biāo)系的分類及建立方法,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,典例剖析 例3一個小球從距地面4 m高處落下,被地面彈回,在距地面1 m高處被接住。 (1)若坐標(biāo)原點定在拋出點正下方2 m處,以向下方向為坐標(biāo)軸的正方向。則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是( ) A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m (2)若坐標(biāo)原點定在拋出點正下方4 m處,以向上方向為坐標(biāo)軸的正方向。則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是( )在(1)題選項中選 (3)兩種情況下拋出點和接住點之間的距離分別為多少?,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,甲 乙,解析(1)根據(jù)題意建立如圖甲所示的坐標(biāo)系,A點為拋出點,坐標(biāo)為-2 m,B點為坐標(biāo)原點,D點為落地點,坐標(biāo)為2 m,C點為接住點,坐標(biāo)為1 m,所以選項B正確。,(2)根據(jù)題意建立如圖乙所示的坐標(biāo)系,A點為拋出點,坐標(biāo)為4 m,D點為落地點,也是坐標(biāo)原點,C點為接住點,坐標(biāo)為1 m,所以選項C正確。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,(3)根據(jù)圖示坐標(biāo)系,可知兩種情況下拋出點和接住點之間的距離相等,都為3 m。 答案(1)B (2)C (3)兩種情況下,距離相等均為3 m,易混要點位置坐標(biāo)的“相對性”和位置變化的“絕對性” (1)物體的位置坐標(biāo)與坐標(biāo)系原點的選取、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)系時所選取原點不同,或規(guī)定的正方向不同,物體的位置坐標(biāo)不同。 (2)物體位置的實際變化與坐標(biāo)系原點的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定無關(guān)。,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,變式訓(xùn)練3國慶盛典上,游行的隊伍和彩車依次從天安門前經(jīng)過。以北京長安街為坐標(biāo)軸x,向西為正方向,以天安門中心所對的長安街中心為坐標(biāo)原點O,建立一維坐標(biāo)系,一輛彩車最初在原點以東3 km處,一段時間后行駛到原點以西2 km處。這輛彩車最初位置坐標(biāo)和最終位置坐標(biāo)分別是( ) A.3 km 2 km B.-3 km 2 km C.3 km -2 km D.-3 km -2 km 解析坐標(biāo)軸的正方向向西,則位置在原點以西為正,在原點以東為負(fù)。彩車最初在原點以東且距原點3 km處,所以最初位置坐標(biāo)是-3 km,同理最終位置坐標(biāo)是2 km,故B正確。 答案B,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,1.如圖所示,下列幾種情況下的物體,哪些情況可將物體當(dāng)作質(zhì)點來處理( ) A.甲中研究正在吊起貨物的起重機的姿態(tài) B.乙中研究坐在翻滾過山車中的小孩坐姿 C.丙中測量太空中繞地球飛行的宇宙飛船的周期 D.丁中研究門的運動,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,解析起重機吊起貨物時臂架仰起時幅度大小要考慮,起重機不能看成質(zhì)點,選項A錯誤;小孩的坐姿對小孩的安全很重要,小孩不能當(dāng)作質(zhì)點,選項B錯誤;繞地球飛行的宇宙飛船的大小、形狀可以忽略,可以看成質(zhì)點,選項C正確;門是轉(zhuǎn)動的,各點運動情況不同,不能當(dāng)作質(zhì)點,選項D錯誤。 答案C,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,2.在一段網(wǎng)絡(luò)視頻中,一枚硬幣穩(wěn)穩(wěn)地立在飛馳高鐵的窗臺上,保持一段時間不倒,認(rèn)為視頻中硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài)所選擇的參考系是( ) A.遠(yuǎn)處的高山 B.經(jīng)過的站臺 C.車窗外的樹木 D.立硬幣的窗臺 解析高山、站臺、樹木相對于高鐵(或高鐵上的窗臺、硬幣)向后運動,而硬幣相對于窗臺的位置不變,即以窗臺為研究對象,硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài),選項D正確。 答案D,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,3.(多選)如圖所示,對運動的描述正確的是( ) A.甲說“他在沿直線下落呀”是假定自己不動的 B.乙說“他明明在沿曲線下落嘛”是以地面為參考系的 C.為了準(zhǔn)確描述物體的運動,只能選地面為參考系 D.研究物體運動時不一定要選擇參考系,探究一,探究二,探究三,隨堂檢測,解析甲看到小球沿直線運動是以甲本身為參考系的,選項A正確;乙看到小球沿曲線運動是以地面為