202X202X學(xué)年高中物理專題1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系課件新人教版必修1

1、第一章 運(yùn)動(dòng)的描述人教版人教版 物理高物理高中中1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系高一上1課堂導(dǎo)入物理學(xué)是研究物質(zhì)構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)根本規(guī)律的學(xué)科 物理學(xué)有許多分支，如力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子力學(xué)、原子與原子核物理物理學(xué)有許多分支，如力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、量子力學(xué)、原子與原子核物理學(xué)、固體物理、粒子物理、凝聚態(tài)物理、陶瓷物理等等。物理學(xué)的研究范圍是非常廣闊的。學(xué)、固體物理、粒子物理、凝聚態(tài)物理、陶瓷物理等等。物理學(xué)的研究范圍是非常廣闊的。1、從時(shí)間尺度來看、從時(shí)間尺度來看 現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型告訴我們，宇宙是在現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型告訴我們，宇宙是在100億年前的一次大億年前的一次大

2、爆炸中形成的。以秒為單位，宇宙的年齡約為爆炸中形成的。以秒為單位，宇宙的年齡約為1018S的數(shù)量級。的數(shù)量級。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，用來探測宇哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，用來探測宇宙的信息宙的信息 研究質(zhì)子、中子、電子、光子等微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)研究質(zhì)子、中子、電子、光子等微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)是粒子物理。在常見的粒子中，質(zhì)子、光子、電子是穩(wěn)定的，其是粒子物理。在常見的粒子中，質(zhì)子、光子、電子是穩(wěn)定的，其余的都不穩(wěn)定，即粒子經(jīng)過一定時(shí)間就衰變?yōu)槠渌Ａ俗?。粒子余的都不穩(wěn)定，即粒子經(jīng)過一定時(shí)間就衰變?yōu)槠渌Ａ俗?。粒子從產(chǎn)生到衰變間存在的平均時(shí)間，叫粒子的壽命。有一種粒子的從產(chǎn)生到衰變間存在的平均時(shí)間，叫粒子

3、的壽命。有一種粒子的壽命為壽命為10-25S。中國北京正負(fù)電子對撞機(jī)，用中國北京正負(fù)電子對撞機(jī)，用來探索微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來探索微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)間尺度：10-25S-1018S 2、從空間尺度來看、從空間尺度來看 物理學(xué)的最小研究對象是數(shù)量級約為10-15m的微觀粒子，最大的研究對象是數(shù)量級約為1026-1027m的宇宙。圖-3為物質(zhì)世界的空間尺度，共跨越了42-43個(gè)數(shù)量級。物質(zhì)世界的空間尺度物質(zhì)世界的空間尺度新能源技術(shù)新能源技術(shù)信息技術(shù)信息技術(shù)航空航天航空航天新材料技術(shù)新材料技術(shù)生命技術(shù)生命技術(shù)物理學(xué)1運(yùn)動(dòng)之美機(jī)械運(yùn)動(dòng)什么是機(jī)械運(yùn)動(dòng)？什么是機(jī)械運(yùn)動(dòng)？任何物體都在運(yùn)動(dòng)，物體的空間位置隨著

4、時(shí)間不斷發(fā)生變化，這種運(yùn)動(dòng)形態(tài)就稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是自然界中最簡單、最根本的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。高一階段要研究的就是這種最簡單的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。請你描述一下，這只鷹在做怎樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)呢？請你描述一下，這只鷹在做怎樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)呢？思考：思考： 1. 1.假設(shè)說明鷹的飛行路線，此時(shí)需要假設(shè)說明鷹的飛行路線，此時(shí)需要關(guān)注其關(guān)注其 翅膀、頭部等外形、位置或運(yùn)動(dòng)嗎？翅膀、頭部等外形、位置或運(yùn)動(dòng)嗎？ 一、物理模型-質(zhì)點(diǎn) 1. 某些情況下，可以將物體簡化為一個(gè)某些情況下，可以將物體簡化為一個(gè) 有質(zhì)量的點(diǎn)有質(zhì)量的點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 2. 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn): 1)是一個(gè)理想化的是一個(gè)理想化的“物理模型物理模型 2)最主要特點(diǎn)：具有質(zhì)量最主

5、要特點(diǎn)：具有質(zhì)量建立理想化物理模型是一種科學(xué)研究方法質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際存在的點(diǎn)嗎?質(zhì)點(diǎn)是幾何中的點(diǎn)嗎？物體能否看作質(zhì)點(diǎn)是物體能否看作質(zhì)點(diǎn)是的的3.物體能否看作質(zhì)點(diǎn)是物體能否看作質(zhì)點(diǎn)是的的所研究的問題性質(zhì)決定所研究的問題性質(zhì)決定(1) 當(dāng)物體的形狀和大小對所研究的問題影響很當(dāng)物體的形狀和大小對所研究的問題影響很小時(shí)，就可以看作質(zhì)點(diǎn)。小時(shí)，就可以看作質(zhì)點(diǎn)。一、物理模型-質(zhì)點(diǎn)A B在研究下面物體移動(dòng)了多少距離時(shí)，它能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)嗎？在研究下面物體移動(dòng)了多少距離時(shí)，它能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)嗎？說明理由。說明理由。xx(2) 物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都是一樣的，物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都是一樣的，所以研究它上面某所以研究它上面某“

6、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以代表它的整體運(yùn)動(dòng)情況了，故此物體也可代表它的整體運(yùn)動(dòng)情況了，故此物體也可當(dāng)質(zhì)點(diǎn)處理當(dāng)質(zhì)點(diǎn)處理(3) 有轉(zhuǎn)動(dòng)、但相對平動(dòng)而言可以忽略時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)、但相對平動(dòng)而言可以忽略時(shí)，也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。練一練練一練A、體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)B、質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)C、物體的大小和形狀在所研究的問題中起的作用很小，可以忽略不計(jì)時(shí)，我們就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)D、只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看成質(zhì)點(diǎn)練習(xí)與總結(jié)CA、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道B、研究飛行中的直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況C、計(jì)算從北京開往汕頭的一列火車的運(yùn)行時(shí)

7、間D、計(jì)算火車通過路口所用的時(shí)間思考：各局部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致的物體一定可看作質(zhì)點(diǎn)嗎？BD1 . 概念概念 要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體做參考，觀察物體相對于這個(gè)做參考，觀察物體相對于這個(gè)“其他物體的位置隨時(shí)其他物體的位置隨時(shí)間變化的情況。這種用來做參考的物體稱為參考系。間變化的情況。這種用來做參考的物體稱為參考系。 注：注： 不可以選擇研究對象本身作為參考系不可以選擇研究對象本身作為參考系.二、參考系例題例題： 電影閃閃的紅星中，有一電影閃閃的紅星中，有一句歌詞：句歌詞：“小小竹排江中游，巍小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走，問：巍青山兩

8、岸走，問：“竹排江竹排江中游和中游和“青山兩岸走分別是青山兩岸走分別是以什么做為參考系的？以什么做為參考系的？“小小竹排江中游是以兩小小竹排江中游是以兩岸為參考系的。岸為參考系的。 “巍巍青山兩岸走是以竹巍巍青山兩岸走是以竹排為參考系的。排為參考系的。 2. 對參考系的對參考系的理解理解 1) 1)運(yùn)動(dòng)的相對性：運(yùn)動(dòng)的相對性： 2)2)對參考系的幾點(diǎn)說明對參考系的幾點(diǎn)說明b同一運(yùn)動(dòng)，選擇不同參考系，觀察結(jié)果也不同； 參考系不同，運(yùn)動(dòng)形式也不同。因此描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)首先要指明所選擇的參考系。a對參考系的選擇具有任意性；兩個(gè)人誰說的對？兩個(gè)人誰說的對？ 在飛機(jī)看來在飛機(jī)看來 在地面看來在地面看來

9、 選擇不同的參考系來觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)，看到的現(xiàn)象會不一樣。2)、對參考系的幾點(diǎn)說明a對參考系的選擇具有任意性；b同一運(yùn)動(dòng)，選擇不同參考系，觀察結(jié)果也不同；c實(shí)際上，參考系的選取應(yīng)盡量考慮解決問題的實(shí)際上，參考系的選取應(yīng)盡量考慮解決問題的 方便。參考系選擇得當(dāng)，會使問題的研究變得方便。參考系選擇得當(dāng)，會使問題的研究變得 簡潔、方便；簡潔、方便；d描述地面上物體運(yùn)動(dòng)，一般選擇地面作為參考系；描述地面上物體運(yùn)動(dòng)，一般選擇地面作為參考系；e比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選取同一參考系。比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選取同一參考系。 第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000 m高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，他

10、以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓過來，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。飛行員能抓到子彈，是因?yàn)?A飛行員的反響快 B子彈相對于飛行員是靜止的 C子彈已經(jīng)飛得沒有勁了，快要落在地上了 D飛行員的手有勁B歷史拾趣歷史拾趣1：歷史拾趣歷史拾趣2：巴黎的報(bào)紙有一那么廣告：“您只要給我們寄來2角5分錢就可以得到又經(jīng)濟(jì)又沒有絲毫危險(xiǎn)和疲勞的旅行方法。試試吧！有人按地址寄了2角5分錢去。這些人每人得到一封回信。“先生，請您安靜地躺在您的床上，并且請您記牢：先生，請您安靜地躺在您的床上，并且請您記牢：我們的地球是在旋轉(zhuǎn)著的。在巴黎的緯度我們的地球是在旋轉(zhuǎn)著的。在巴黎的緯度4949度上，您每晝度上，您每晝夜

11、要跑夜要跑25002500公里以上。假設(shè)您喜歡看看沿路美好的景致，公里以上。假設(shè)您喜歡看看沿路美好的景致，就請您翻開窗簾，盡情地欣賞星空的美景吧！就請您翻開窗簾，盡情地欣賞星空的美景吧！廣告者被以欺詐罪帶上了法庭，判決時(shí)他鄭重地復(fù)述廣告者被以欺詐罪帶上了法庭，判決時(shí)他鄭重地復(fù)述了伽利略的話：了伽利略的話：歷史拾趣歷史拾趣3：“可是，無論如何地球確實(shí)是在轉(zhuǎn)著的呀！3 3、關(guān)于參考系的選取，以下說法正確的選項(xiàng)是、關(guān)于參考系的選取，以下說法正確的選項(xiàng)是 A A、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體 B B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的 C C、

12、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系 D D、任何物體都可以作為參考系、任何物體都可以作為參考系D甲、乙、丙分別乘坐三架觀光電梯，甲看一高樓向上運(yùn)動(dòng)，乙看甲甲、乙、丙分別乘坐三架觀光電梯，甲看一高樓向上運(yùn)動(dòng)，乙看甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯相對于地面的運(yùn)在向下運(yùn)動(dòng)，丙看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯相對于地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是動(dòng)情況可能是 A、甲向下、乙向下、丙不動(dòng)、甲向下、乙向下、丙不動(dòng) B、甲向下、乙向上、丙不動(dòng)、甲向下、乙向上、丙不動(dòng)C、甲向下、乙向上、丙向下、甲向下、乙向上、丙向下 ，且丙運(yùn)動(dòng)速度比甲快，且丙運(yùn)動(dòng)速度比甲快 D、甲、乙、丙都向

13、下運(yùn)動(dòng)，且乙最慢，丙最快、甲、乙、丙都向下運(yùn)動(dòng)，且乙最慢，丙最快想一想：想一想：CD 文字描述方便嗎？能準(zhǔn)確嗎？文字描述方便嗎？能準(zhǔn)確嗎？ 有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？ 假設(shè)物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？問題問題1 如何確定物體的位置三、坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系 1. 為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在在參考系參考系上建立適當(dāng)?shù)纳辖⑦m當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系坐標(biāo)系。 如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為x軸軸，在直線上規(guī)，在直線上規(guī)定定原點(diǎn)、正方向、單位長度原點(diǎn)、正方向、單位長度 (物理量和單位

14、物理量和單位)，建立直線坐標(biāo)系。，建立直線坐標(biāo)系。x/mO如何建立坐標(biāo)系,坐標(biāo)系的組成要素是哪些？2468原點(diǎn)正方向單位長度三、坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系 1.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. 坐標(biāo)系的構(gòu)成與建立:原點(diǎn)、正方向、單位長度 (物理量和單位)思考思考:A:A點(diǎn)的位置坐標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo),B,B點(diǎn)的位置坐標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo), ,從從 B B到到 A A位置變化了多少？位置變化了多少？從從A到到C位置變化了，位置變化了，C點(diǎn)的位置坐標(biāo)為多少？點(diǎn)的位置坐標(biāo)為多少？說一說 對于在平面上運(yùn)動(dòng)的物體，例如冰場上的把戲滑冰運(yùn)發(fā)動(dòng)，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？直角坐標(biāo)系二維平面坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系二維平面坐標(biāo)系寫出寫出A點(diǎn)坐標(biāo)。點(diǎn)坐標(biāo)。A小結(jié)：直角坐標(biāo)系中坐標(biāo)小結(jié)：直角坐標(biāo)系中坐標(biāo)的書寫方式：