質(zhì)點參考系-【新教材】人教版高中物理必須講義

第一章運動的描述質(zhì)點參考系目標(biāo)：1.了解質(zhì)點的定義。2.理解參考系概念，理解什么是機械運動。3.理解坐標(biāo)系概念。4.初步體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。過程：引：有同學(xué)說，我是靜止的？你怎么看？（同學(xué)們，你摸摸自己的胸口，你有什么樣的感覺？心在跳，熱血澎湃。你的每個細胞，每個分子都在不停地運動著。再說了，我們腳下的地球也在不停地轉(zhuǎn)動著，它還繞大陽轉(zhuǎn)呢，整個銀河系也在不停地運動著，整個宇宙也在不停地運動著。）有同學(xué)說，桌子是靜止的？你又怎么看？……（我們腳下的地球也在不停地轉(zhuǎn)動著，它還繞大陽轉(zhuǎn)呢，整個銀河系也在不停地運動著，整個宇宙也在不停地運動著。再說了，組成桌子的分子、原子也在永不停息做無規(guī)則運動呢。）因此，運動是絕對的，靜止是相對的。總結(jié)：什么是機械運動？（板書）一、機械運動：（板書）（一個物體相對另一個物體的位置改變叫機械運動）①定義中“另一物體“叫什么名字？一、機械運動：一、機械運動：一個物體相對另一個物體的位置改變叫機械運動參照物參考系高中研究對象（板書）例：飛機在天空飛，參考系是什么？（C919大飛機）參考系：地面、天空；云朵合適嗎？（月亮在云中穿梭）Q：月亮在云中穿梭，是以誰為參考系的？A：地球。Q：我們要注意，一個物體相對另一個物體的位置改變叫機械運動。前面這個物體叫研究對象，后面這個物體叫參考系。月亮在云中穿梭，月亮是研究對象，云是參考系。為什么產(chǎn)生這樣的效果呢？引導(dǎo)：以地面為參考系，月亮動不動？A：動。Q：注意，我們觀察月亮是短時間的，月亮在云中穿梭說的也是短時間的。以地面為參考系，月亮是靜止的。那么，云呢？A：動。Q：故以云為參考系，就觀察到月亮在云中穿梭的效果。②Q：不選參考系能知道物體在運動嗎？不指明時，常（描述地面上物體的運動）默認(rèn)地面為參考系。不指明不等于就不選擇參考系。因此，描述運動必須選擇參考系。她坐在那兒，他跑得飛快（暗指地面為參考系）。我們來看一段視頻（視頻2參考系）：這輪船在運動嗎？（核心是大海上的輪船，由于無法選定參考系，我們就無法確定它是運動還是靜止的。）③圖片：對跳傘員，飛行員觀察到什么運動？地面上的人觀察到什么運動？得到什么結(jié)論？地面為參考系地面為參考系飛機為參考系同一物體的運動，選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。如：描述月球運動。若以太陽為參考系呢？因此，關(guān)于參考系，我們要明確這樣幾點。（PPT）2（PPT）2、參考系（1）參考系：可以任意選取得當(dāng)?shù)煤唵?。運動必須弄清參考系；一般以地面為參考系。（2）運動是絕對的，運動的描述是相對的。Q：思考：運動是絕對的（以前說），運動是相對的（現(xiàn)在說），矛盾嗎？運動是絕對的，說的是運動是物體的固有屬性。運動是相對的，說的是運動的描述。運動是絕對的運動是相對的運動是絕對的運動是相對的運動是物體的固有屬性運動的描述 Q：在教室里，你是靜止的，但你又是運動的，為什么呢？A：如果以教室為參考系，我是靜止的；如果以地心為參考系，我又是運動的、毛主席有句詩“坐地日行八萬里”。（PPT）鞏固練習(xí)1、以下說法正確的是A、參考系就是不動的物體（這個不動只是我們假定為不動。）B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系（在奔馳的火車上，描述火車上物體的運動，可以以火車為參考系。）C、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運動的D、同一物體的運動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果。有了參考系，我們就可以描述物體的運動了。接下來我們看我們該怎樣去描述呢？Q：大家說說看？這并不是一件簡單的事。困難和麻煩在哪？這是因為任何物體都有一定的形狀和大小，物體各部分的運動情況一般不一樣。這個運動員要做動作，如果我們能精確描述他的運動，就能造出機器人了。Q：怎么辦？A：……如果物體是沒有形狀和大小，那就簡單多了。譬如，我們可以說他呼了一下下來了，這個時候，我們就沒有考慮他的形狀大小，就很方便。但是，不可能。如果物體都是一個個點，那自然界顯得太單調(diào)了，象沙漠一樣。Q：怎么辦？A：……師：但，我們可以換一個角度。在自然界中，在某些情況下，有些物體是否可以用點來代替呢？（有，能否舉出一些例子）（引導(dǎo)）在足球比賽中，在運動員眼里，足球能看成點嗎？而在球迷或觀眾眼里，足球能看成點嗎？（運動員，不能，踢小石子；球迷，觀眾，能，飛來飛去，進球了。）椒江臨海椒江臨?？蛙囬L5m約60km平均速度43km/h需要考慮車長嗎？需要準(zhǔn)確畫出客車車形嗎？需要考慮前后輪的轉(zhuǎn)動情況嗎？為什么不需要？情景二：途中經(jīng)過一座長為20m的小橋，若求通過小橋的時間，是否考慮車長？如果僅考慮汽車過橋時的運動快慢，是否考慮車長？若一個人過此小橋，要考慮身體的厚度和形狀嗎？跳舞的舞蹈演員可看成質(zhì)點嗎？請列舉幾個類似的例子：地球繞日轉(zhuǎn)動rr日地=×1011mR地=×106m張角10-4rad地球大小約是日地距離的萬分之一。操場直道100m，萬分之一是cm，就好比在操場的一頭看操場另一頭的一只蒼蠅或一粒米。不考慮物體的形狀大小，而用一個有質(zhì)量的點來代替物體，這個點我們就把它叫做質(zhì)點。二、質(zhì)點概念（板書）：質(zhì)點（只有質(zhì)量，沒有大小形狀的點）總結(jié)條件：一個物體能否看作質(zhì)點的條件是什么？（板書）二、物體和質(zhì)點把運動物體看成質(zhì)點的條件:（1）物體的大小和形狀物體運動的空間化微不足道，對研究問題的精度影響很小;（2）研究的問題中只關(guān)注物體整體的運動情況;（3）物體上各點運動情況完全相同,物體上任意一個點的運動都可以代表整個物體的運動。其實這就是平動物體。（2）（3）我們都可以說是平動物體。以身示范：上身平動，下身既有平動又有轉(zhuǎn)動。情景三：（親歷互動：保持上身不動）研究我的運動快慢，我可以看成點嗎？判：有人說：小物體可看成質(zhì)點，大的不行，這樣的總結(jié)條件合理嗎？（乒乓球、地球）其實大小，都是相對而言的。我們所說的大小其實都是相對于我們自己而言的。大象，好大。地球好大。乒乓球好小。原子好小。而一個物體能不能看成一個點，是要看這個物體的形狀大小是否可以忽略。因此，能不能把物體看成一個點是與物體的大小并沒有直接關(guān)系，而是由問題的性質(zhì)決定的。看成質(zhì)點時，說物體很小，都是相對具體情境來說的，這遠比我們平時所說的物體很小廣泛得多。天問一號到達火星時，距離地球約億千米，實際飛行路程約億千米。在這樣的情境中，天問一號能看成質(zhì)點嗎？截至8月28日10時08分，我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器飛行路程達到1億千米，探測器姿態(tài)穩(wěn)定、能源平衡，多個載荷完成自檢，確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常，相關(guān)工作正按計劃穩(wěn)步推進。在這樣的情境中，天問一號能看成質(zhì)點嗎？（PPT）鞏固練習(xí)[課堂練習(xí)]1、下列關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是（）A、質(zhì)點是一個理想化模型，實際并不存在B、因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別C、凡輕小的物體，都可看作質(zhì)點D、如果物體的大小形狀對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點。2、研究下列運動時，可以把物體看作質(zhì)點的是（）A、做精彩表演的花樣滑冰運動員B、參加馬拉松比賽的運動員C、研究飛出槍口的子彈運動軌跡時的子彈D、研究繞地球運動一周所用時間的航天飛機3、一個物體能否看成質(zhì)點由問題的性質(zhì)決定。為什么要引入質(zhì)點的概念？質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象。在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點就是這種物理模型之一。真正的質(zhì)點并不存在?。ㄟ@些概念，好像對我們學(xué)習(xí)一點都沒用。大家注意，概念、規(guī)律好比身上的血液。平時，并感覺不到它的存在，但是不能或缺。相信，學(xué)好概念、規(guī)律，大家的物理學(xué)習(xí)便能蒸蒸日上。高中物理的研究對象，重點就是質(zhì)點。因此，很簡單。如果覺得難，就要想想，有沒有把研究對象看成質(zhì)點。）鞏固練習(xí):3.在電視連續(xù)劇《西游記》里，常常有孫悟空“騰云駕霧”的鏡頭。這通常是采用“背景拍攝法”：讓“孫悟空”站在平臺上，做飛行動作，在他的背后展現(xiàn)出藍天和急速飄動的白云，同時加上煙霧效果；攝影師把人物動作和飄動的白云及下面的煙霧等一齊攝入鏡頭。放影時，觀眾就感到“孫悟空”在“騰云駕霧”。這里，觀眾所選的參考系是A、“孫悟空”B、平臺C、飄動的白云D、煙霧點評：參考系，我們平時很少提到，但它也是一個非常有用的概念。4.如圖所示，根據(jù)圖中的小旗和煙囪冒出的煙的方向，判斷下列關(guān)于甲、乙兩車相對房子運動情況的說法正確的是A．甲、乙兩車一定向左運動B．甲、乙兩車一定向右運動C．甲車可能運動，乙車向右運動D．甲車可能靜止，乙車向左運動點評：房子是靜止的，煙的方向能確定風(fēng)向左。車子是運動的，旗幟飄動的方向不是由風(fēng)向決定的，而是由旗幟相對空氣的運動方向決定的。乙一定向左，且v乙>v風(fēng)。甲可能靜止，可能向右運動，可能向左但v甲<v風(fēng)板書：一、機械運動：一個物體相對另一個物體一、機械運動：一個物體相對另一個物體的位置改變叫機械運動參照物參考系科學(xué)用語（PPT）2、參考系（1）參考系：可以任意選取得當(dāng)?shù)煤唵巍＿\動必須弄清參考系；一般以地面為參考系。（2）運動是絕對的，運動的描述是相對的。運動是絕對的（以前說）運動是相對的（現(xiàn)在說）矛盾嗎？運動是絕對的，說的是運動是物體的固有屬性。運動是相對的，說的是運動的描述。二、物體和質(zhì)點1、在某些情況下，我們可以忽略物體的形狀和大小，而突出物體具有質(zhì)量這個要素，把它簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點，稱為質(zhì)點；2、在另外一些情況下，我們雖然不能忽略物體的形狀和大小，但是可以用其上的任意一點的運動來代替整體的運動，于是整個物體的運動就可以簡化為一個點的運動，把物體的質(zhì)量賦于這個點，它