高一物理必修一第一章

人教課標(biāo)版高中物理必修①第一章運動的描述不了解運動，就不了解自然。

——亞里士多德請看下面生活中的一些例子地球在轉(zhuǎn)動烏龜在跑手在動(上課可不能這樣)在我們周圍可以看到各種各樣的運動：請看下面生活中的一些例子雄鷹在展翅翱翔火箭飛向蒼穹的太空小朋友在奔跑地球繞太陽公轉(zhuǎn)一切物體都在運動著運動是絕對的

他們都在動!!上述六個例子給你最強烈的感覺是什么?它們的空間位置隨時間的變化！1、機(jī)械運動：物體的空間位置隨時間的變化，是自然界最簡單、最基本的運動形態(tài)。2、力學(xué)：在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運動的分支。

“無論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范------力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體。”

——霍爾頓

人們在力學(xué)的研究中，不僅了解了物體做機(jī)械運動的規(guī)律，而且還創(chuàng)造了科學(xué)研究的基本方法。1、機(jī)械運動：物體的空間位置隨時間的變化，是自然界最簡單、最基本的運動形態(tài)。2、力學(xué)：在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運動的分支。第一章運動的描述怎樣描述物體的運動呢？

物理學(xué)家海森堡說：“為了理解現(xiàn)象，首要條件是引入適當(dāng)?shù)母拍?，我們才能真正知道觀察到了什么?！?/p>

問題：該如何描述物體的運動呢？

詩人用“氣勢磅礴”的詞語描述大河中的水流，用“矯捷如燕”來描述運動員輕盈的舞姿；畫家用汽車后面的線條來表示“風(fēng)”來描述車輛的飛馳?？茖W(xué)家呢？質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系1人教課標(biāo)版高中物理必修①第一章運動的描述科學(xué)家該如何描述物體的運動呢？分析幾幅日常運動的圖片描述物體的運動有無困難？由于物體有大小和形狀，物體的各部分運動情況一般不一樣，要描述物體的各部分的空間位置隨時間的變化，是很困難的。

誰能準(zhǔn)確描述下列物體的運動？如：雄鷹在空中翱翔足球的飛滾樹葉、紙張的飄落海浪的洶涌澎湃精確描述之難

難道我們真的無法描述物體的運動？例：飛機(jī)以某速度從南京飛向北京,

研究火車在城市之間運行我們是否要考慮飛機(jī)本身大小？車箱的顫動我們考慮嗎？我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素（如形狀、大?。魂P(guān)心主要的方面。拋出的木棒在空中的運動

在描述上述物體運動時，我們遇到了哪些困難和麻煩，這個困難和麻煩是由于什么原因造成的？想一想

研究飛機(jī)在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，需要考慮它本身的大小和形狀嗎？你可能會想，要是物體都是一個個沒有大小和形狀的“點”的話，這些困難和麻煩不就自然地消失了嗎？然而，如果自然界中的物體，包括我們每一個人，都是一些沒有大小和形狀的“點”，這樣的世界豈不過于單調(diào)乏味了嗎？盡管這種想法與真實的自然界并不相符，但也不要因此而折斷想像的翅膀。我們可以換一個角度，提出這樣一個問題：在現(xiàn)實的自然界中，在某些情況下，根據(jù)所要研究問題的性質(zhì)，是否可以忽略某些物體的大小和形狀，而把它們看做“點”呢？讓我們考察以下幾種情況?？梢宰鳛椤包c”處理的物體的條件：大小和形狀對運動沒有影響或影響可以忽略。研究地球公轉(zhuǎn)

地球上各點的公轉(zhuǎn)速度相差很小，忽略地球自身尺寸的影響，作為“點”處理。思考:當(dāng)我們研究地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律時怎么樣看待地球?再看下面的例子我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素（如形狀、大?。?，只關(guān)心主要的方面（物體具有質(zhì)量）。信息窗：

“神舟”五號飛船載人艙長7.4m，直徑2.8m,用長58m.重達(dá)480噸的“長征”2號火箭發(fā)射。理想化物理模型：抓住問題的主要方面，忽略次要因素。神州五號軌跡視頻一、物體和質(zhì)點1、神舟五號2、地球繞太陽轉(zhuǎn)研究地球公轉(zhuǎn)時，可以忽略地球的大小，把它視為一個點。用熒光屏上的小光點代替這個“龐大”的飛船質(zhì)點(masspoint）：用來代替物體的有質(zhì)量的點。研究地球自轉(zhuǎn)

地球上各點的速度相差很大，地球自身的大小和形狀不能忽略，不能作質(zhì)點處理。思考：如果研究其自轉(zhuǎn),考查地球上各點的運動,如何看待地球？

除車輪外，汽車各部分運動情況完全相同，車輪的運動是次要的，可把汽車作為質(zhì)點處理。研究汽車在平直道路上運動

涉及轉(zhuǎn)動問題，汽車各部分運動情況不同，各車輪受力差異很大，不能把汽車作質(zhì)點處理。研究汽車突然剎車“前傾”或“轉(zhuǎn)彎”

可不可以這樣說：大物體不能當(dāng)作質(zhì)點，小物體才能當(dāng)作質(zhì)點？想一想

物體能否看作質(zhì)點是有條件的物體的大小和形狀在研究問題時可以忽略不計

從這些例子可以看出，一個物體能否看成質(zhì)點是由問題的性質(zhì)決定的。在研究地球的自轉(zhuǎn)和調(diào)整飛船的飛行姿態(tài)時，或是研究火車車輪的運動時，如果再把地球、飛船和火車當(dāng)做質(zhì)點，那就荒唐可笑了。一、物體和質(zhì)點1、質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。2、物體可以看作質(zhì)點的條件：物體的形狀、大小、體積對所研究的問題的影響可以忽略不計。3、注：①質(zhì)點是一種科學(xué)抽象的理想化的模型；②物體本身大小不是能否看成質(zhì)點的標(biāo)準(zhǔn)；③物體能否看成質(zhì)點取決于所研究問題的性質(zhì)，同一物體有時可看成質(zhì)點，有時不可看作質(zhì)點。質(zhì)點模型是高中物理提出的第一個理想模型。親身體會幾點說明:1、物理各點的運動情況相同（平動）時，可以看作質(zhì)點，一般研究物體的轉(zhuǎn)動時不能把物體看作質(zhì)點。2、物體有轉(zhuǎn)動，但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所研究的主要問題時，物體的本身大小和形狀已變成了次要因素，物體可以看作質(zhì)點。3、物體本身的大小對所研究的問題不能忽略時，不能把物體看作質(zhì)點。4、物體能否看作質(zhì)點，取決于它的形狀和大小在所研究的問題中是否可以忽略不計，而跟物體自身體積的大小，質(zhì)量的多少和運動速度的大小無關(guān)。5、一個物體能否看作質(zhì)點取決于所研究問題的性質(zhì)，即使同一個物體在研究問題不同時，有的情況下可以看作質(zhì)點，而有的情況下不可以看作質(zhì)點。6、沒有大小和形狀、它具有物體的全部的質(zhì)量。思考與討論：質(zhì)點和幾何中的點是一回事嗎？1、相同點：都是沒有形狀和大小的點。2、不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對的物理概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對的小。機(jī)械運動：物體在空間中所處的位置的變化．怎樣判斷動與靜？右圖車中的人是靜止還是運動的？

可分為：直線運動和曲線運動、平動與轉(zhuǎn)動等如何解釋小孩的運動與靜止？想一想觀察“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”（毛澤東詩詞）

這句話中描述的人到底是運動還是靜止的呢？

勻速飛行的飛機(jī)上，駕駛員看跳傘員是直線下落還是曲線下落呢？地面上的人觀察呢？跳傘員和駕駛員看到的一樣嗎？？？可見，物體的運動和靜止是相對的——運動的相對性描述運動要尋找參考物體描述物體運動時,用來作參考(假定為不動)的另外的物體參考系是參照物的科學(xué)說法參考系-----同一運動，如果選取的參考系不同，運動情況一般不同，請舉例說明．二、參考系：說明：用來做參考的物體(假定為靜止)1、運動和靜止都是相對于參考系的．2、參考系的選取是任意的。3、選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣．4、選擇參考系時，應(yīng)使物體運動的描述盡可能簡單、方便．通常選大地為參考系5、比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義

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。詩境中的相對運動體會1、電影《閃閃的紅星》中有兩句歌詞：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走。”這其中分別描述了兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的？2、“月亮在蓮花般的云朵里穿行”3、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”時，我們感覺是靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理由。4、敦煌曲子詞中有這樣的詩句：“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什么？想一想，做一做······河岸、竹排云朵不矛盾人山（地面）

如何確定物體的位置？

若物體只在一條直線上運動，如何描述位置及位置變化？若在某平面（操場）上呢？文字描述方便嗎？能精確嗎？有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？

笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系區(qū)分：定性與定量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。如果物體沿直線運動，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。XO5m三、坐標(biāo)系一個坐標(biāo)系有幾個要素呢？數(shù)字原點單位長度正方向物理量的符號和單位三、坐標(biāo)系（coordinatesystem）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。1、坐標(biāo)系建立的作用2、坐標(biāo)系的構(gòu)成要素：原點、正方向、標(biāo)度、物理量、單位除了上面的直線坐標(biāo)系，你還知道什么其他的坐標(biāo)系嗎？說一說

對于在平面上運動的物體，例如冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？二維(直角)坐標(biāo)系

描述直線運動的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標(biāo)系

描述平面上運動的物體的位置變化，可以建立二維直角坐標(biāo)系

描述立體空間運動的物體的位置變化，可以建立三維空間坐標(biāo)系x/mx/my/my/mx/mz/m科學(xué)漫步：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在地球上看到的經(jīng)緯線，實際上就是在地球表面建立的坐標(biāo)系，地面上任一點的位置地可以用這點的坐標(biāo)表示科學(xué)漫步

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）

手持式GPS定位器

此GPS定位器此刻處于我國哪個城市的什么部位？從顯示屏中你還能獲得哪些信息？

生活中的物理生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)

(授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)----全球定位系統(tǒng))

全球定位系統(tǒng)是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月、航天飛機(jī)升空，同列為20世紀(jì)“三大航天工程”。車載GPS定位系統(tǒng)GPS系統(tǒng)包括三大部分：（1）GPS衛(wèi)星（空間部分）（2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）（3）GPS接收機(jī)（用戶部分)定位儀中所示位置練習(xí)A點坐標(biāo)XA=-3mX/mO如圖所示，汽車沿X軸做直線運動，從A點運動到B點，由圖判斷A點坐標(biāo)、B點坐標(biāo)和走過的路程。1-1234-2-3-4ABB點坐標(biāo)XB=2m走過的路程ＳＡB=５m§1-1質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系一、機(jī)械運動：1、定義:物體的空間位置隨時間的變化。2、注:①運動是絕對的，靜止是相對的；②自然界中一切物體都在不停地運動著；③描述物體的運動必須要有個參照標(biāo)準(zhǔn)；④位置的變化:一個物體相對于另一物體；物體的一部分相對于另一部分.小結(jié)：二、物體和質(zhì)點：1、質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。2、物體可以看作質(zhì)點的條件：物體的形狀、大小、體積對所研究的問題的影響可以忽略不計。3、注:①質(zhì)點是一種科學(xué)抽象的理想化的物理模型；②物體本身大小不是能否看成質(zhì)點的標(biāo)準(zhǔn)；③物體能否看成質(zhì)點取決于所研究問題的性質(zhì)，同一物體有時可看成質(zhì)點，有時不可看作質(zhì)點。三、參考系：1、定義：描述一個物體的運動時，選定作為參考的其他物體。2、注：①描述物體是否運動是看相對于參考系的位置是否改變，事先假定參考系不動；②選取不同的參考系來觀察同一物體的運動結(jié)果往往是不同；③參考系的選取可以是任意的，實際解題應(yīng)以觀測方便和使物體的運動盡可能簡單為原則；④通常選取地面為參考系；⑤比較兩個物體的運動應(yīng)選同一參考系。四、坐標(biāo)系1、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）2、坐標(biāo)系：x/m0123-1一維二維（直角坐標(biāo)系）x/my/m102-2-1-1-221例1、從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個小球，它上升5m后回落，最后到達(dá)地面，如圖，分別以地面和拋出點為原點建立坐標(biāo)系，方向均以向上為正，填寫以下表格坐標(biāo)原點的設(shè)置出發(fā)點的坐標(biāo)最高點的坐標(biāo)落地點的坐標(biāo)以地面為原點以拋出點為原點3m8m0m-3m5m0m例題2.根據(jù)機(jī)械運動的定義，下面說法正確的是（）Ａ、機(jī)械運動就是一切機(jī)械的運動，空氣的流動不屬于機(jī)械運動Ｂ、機(jī)械運動就是物質(zhì)的一切運動Ｃ、一切物體相對于別的物體的位置改變叫機(jī)械運動Ｄ、物體做怎樣的運動跟參照物的選擇無關(guān)Ｃ1、以下說法正確的是（）

A、參考系就是不動的物體

B、任何情況下，只有地球才