2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第1章運(yùn)動(dòng)的描述第1節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系課件

質(zhì)點(diǎn) 參考系生活中隨處可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，例如玩耍的孩童、行駛的汽車(chē)、翱翔的雄鷹......對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)的物體，我們?nèi)绾螠?zhǔn)確地描述它們的運(yùn)動(dòng)呢？新課導(dǎo)入亞里士多德(Aristotle,前384—前322)

不了解運(yùn)動(dòng),就不了解自然。高中物理就從了解運(yùn)動(dòng)開(kāi)始什么是運(yùn)動(dòng)？物體的空間位置隨時(shí)間的變化，是自然界最簡(jiǎn)單、最基本形態(tài)，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。如何描述運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)可以被描述嗎？研究對(duì)象物理情境有哪些困難？想一想物體與質(zhì)點(diǎn)01雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔時(shí)，身體在向前運(yùn)動(dòng)，但它的翅膀在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還在上下運(yùn)動(dòng)。足球在綠茵場(chǎng)上滾動(dòng)時(shí)，它在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還在轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢?jiàn)：要準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)，并不是一件容易的事。這是因?yàn)槿魏挝矬w都有一定的大小和形狀，物體各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般說(shuō)來(lái)并不一樣。如何準(zhǔn)確描述下列運(yùn)動(dòng)？即忽略“雄鷹”的形狀和大小，把它看成只有質(zhì)量而沒(méi)有形狀和大小的“點(diǎn)”。所以，為了研究問(wèn)題的方便，常常把很多物體看成一個(gè)點(diǎn)來(lái)研究。如果要研究雄鷹是如何飛行的，它的翅膀的運(yùn)動(dòng)方式很重要；但是，如果我們只關(guān)注雄鷹從哪里移動(dòng)到了哪里，就不必太在意它的形狀，把它看成一個(gè)點(diǎn)來(lái)描述它的運(yùn)動(dòng)就容易了。分 析其中左圖為花樣滑冰大獎(jiǎng)賽冰舞比賽。右圖是舉世矚目的男子110米欄的決賽。中國(guó)選手劉翔獲得金牌，他的成績(jī)?yōu)?2秒91，打破奧運(yùn)紀(jì)錄，同時(shí)也追平了世界紀(jì)錄。圖為劉翔在比賽中。

問(wèn)題：這兩幅圖中，哪一幅可以將運(yùn)動(dòng)員看成點(diǎn)？研究跳水運(yùn)動(dòng)員在跳水比賽中的動(dòng)作，并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)打分時(shí)，能否當(dāng)成點(diǎn)？

研究彎曲ft路上行駛得汽車(chē),從甲地到乙地經(jīng)歷的時(shí)間，汽車(chē)能否看成點(diǎn)？只關(guān)注物體的整體運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)物體可以看成一個(gè)點(diǎn)。想一想科學(xué)家研究飛船在太空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問(wèn)題時(shí)，是否可以忽略其大小和形狀？科學(xué)家研究飛船在太空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問(wèn)題時(shí)，可以忽略其大小和形狀，把飛船簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，同時(shí)又在自轉(zhuǎn)。地球到太陽(yáng)的距離達(dá)1.5×108km，而地球的直徑只有1.3×104km，在研究地球公轉(zhuǎn)周期或速度的時(shí)候，能把地球看做一個(gè)點(diǎn)來(lái)研究嗎？地球的直徑還不到地日距離的萬(wàn)分之一，在研究地球公轉(zhuǎn)引起的位置變化問(wèn)題時(shí)，由地球的大小引起的運(yùn)動(dòng)差異很小，因此，可以忽略地球的大小和形狀而把地球視為點(diǎn)。如果只研究火車(chē)整體的情況，如火車(chē)從重慶到奉節(jié)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，能把列車(chē)看成一個(gè)點(diǎn)嗎？火車(chē)行駛時(shí)，盡管它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，但是，當(dāng)我們只關(guān)心火車(chē)整體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，就可以不考慮上述各部分的運(yùn)動(dòng)差異，而用一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替整列火車(chē)的運(yùn)動(dòng)。物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題無(wú)影響，或者有影響但可以忽略不計(jì)。1、定義：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn)。它沒(méi)有大小和形狀2、特點(diǎn)：它具有物體的全部的質(zhì)量它是一種理想化的模型理想化模型：在物理學(xué)中，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用?！Ｐ褪侵匾某橄蠓椒ㄖ?。——模型是物理概念和物理理論賴以建立的基礎(chǔ)。一個(gè)木塊沿著固定斜面向下滑動(dòng)，可以把木塊看成質(zhì)點(diǎn)嗎？木塊上各部分的運(yùn)動(dòng)情況完全相同（稱(chēng)為平動(dòng)），木塊上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都能反映木塊的運(yùn)動(dòng)，可以用木塊上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替木塊的運(yùn)動(dòng)。整個(gè)木塊的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，把木塊的質(zhì)量賦予這個(gè)點(diǎn)，它也就成了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。平動(dòng)的物體可以取它上面任意一個(gè)點(diǎn)當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替整個(gè)物體。想一想3、條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，不論物體自身大小如何，都可視為質(zhì)點(diǎn)。平動(dòng)的物體通?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)。如水平傳送帶上的物體隨傳送帶的運(yùn)動(dòng)。有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí)，也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn)。如汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)，雖然車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，若我們關(guān)心的是車(chē)輛整體的運(yùn)動(dòng)快慢，故汽車(chē)可看成質(zhì)點(diǎn)。說(shuō)明:轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，在研究與轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)的物理問(wèn)題時(shí)，不能看作質(zhì)點(diǎn)。例如研究乒乓球運(yùn)動(dòng)員打出的弧旋球（旋轉(zhuǎn)球）。4.

實(shí)際物體可看成質(zhì)點(diǎn)的常見(jiàn)情況想一想運(yùn)動(dòng)員踢足球的不同部位，會(huì)使球產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)。足球運(yùn)動(dòng)中常說(shuō)的“香蕉球”是球在空中旋轉(zhuǎn)、整體運(yùn)動(dòng)徑跡為類(lèi)似香蕉型弧線的一種運(yùn)動(dòng)。在研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，能把足球看作質(zhì)點(diǎn)嗎？研究什么樣的問(wèn)題可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)？研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，要研究足球的旋轉(zhuǎn)情況，必須考慮球的大小和形狀，不能把足球看成質(zhì)點(diǎn)。研究足球的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，不需要考慮球的大小和形狀對(duì)研究問(wèn)題的影響，可以把足球看成質(zhì)點(diǎn)。在研究如何才能踢出香蕉球(弧線球)時(shí)，能把足球看作質(zhì)點(diǎn)嗎？還有哪些物體在一個(gè)問(wèn)題下可以看成質(zhì)點(diǎn)，在另一個(gè)問(wèn)題下不能看成質(zhì)點(diǎn)？說(shuō)一說(shuō)【例】一列長(zhǎng)2km的火車(chē)，正通過(guò)一長(zhǎng)10km的高架橋。一名去北大的學(xué)生在這列火車(chē)上。如果此時(shí)火車(chē)距離北京有1800km，火車(chē)一直以360km/h的速度勻速運(yùn)動(dòng)。試問(wèn)：⑴如果要你求這列火車(chē)還要多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)北京，可不可以把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)？⑵如果要你求這列火車(chē)通過(guò)一座高架橋的時(shí)間，可不可以把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)？解

析

：

列車(chē)行駛時(shí)盡管它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，但我們只關(guān)心列車(chē)整體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，就可以不考慮各部分的運(yùn)動(dòng)差異。⑴因?yàn)榛疖?chē)距離北京有1800km，這一距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于火車(chē)的長(zhǎng)度，可以忽略火車(chē)的形狀和大小，把火車(chē)看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。⑵火車(chē)通過(guò)高架橋的運(yùn)動(dòng)雖然可以看成是平動(dòng)，但是求這列火車(chē)通過(guò)高架橋的時(shí)間時(shí)火車(chē)長(zhǎng)度不可忽略，故不可以把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)。想一想如果只研究地球公轉(zhuǎn)的周期，地球是否可以看成質(zhì)點(diǎn)？如果只研究地球的晝夜更替現(xiàn)象，地球是否還可以看成質(zhì)點(diǎn)呢？結(jié)論：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀是次要因素可忽略.

可看成質(zhì)點(diǎn)；研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀不可忽略.

不能看成質(zhì)點(diǎn).1.是不是很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)，很大的物體不能看做質(zhì)點(diǎn)？結(jié)論：物體能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體本身的大小和形狀無(wú)關(guān)。例如：地球很大，但是在研究地球的公轉(zhuǎn)周期時(shí)，可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)；原子很小，但是在研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，不能看成質(zhì)點(diǎn)。

2.物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有哪些異同？相同點(diǎn)：都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)。不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象表示，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個(gè)相對(duì)的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。①研究火車(chē)過(guò)電線桿的時(shí)間；②研究火車(chē)從上海到北京的時(shí)間；③電子的體積非常小，研究電子自旋；④研究電子繞原子核一周的時(shí)間；否能否能⑤研究體積非常小的原子結(jié)構(gòu)

；

否例 題判斷下列問(wèn)題中能否將物體看成質(zhì)點(diǎn)：質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn)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)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是(

C

)A.

體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)

例 題1、在下列各運(yùn)動(dòng)中，可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的有（

B

D

）A、研究做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員

B、研究遠(yuǎn)洋航行中巨輪的航行C、研究轉(zhuǎn)動(dòng)著的螺旋槳D、研究繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星2、下列物體或人可以看做質(zhì)點(diǎn)的是(

B

C

)A、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動(dòng)作B、研究奧運(yùn)冠軍王軍霞在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中的過(guò)程C、研究我國(guó)科學(xué)考察團(tuán)去南極的過(guò)程D、研究一列火車(chē)通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間3、下列情況不能看成質(zhì)點(diǎn)的是（

A

B

）A、計(jì)算火車(chē)通過(guò)路口所用的時(shí)間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(kāi)往汕頭的一列火車(chē)的運(yùn)行時(shí)間D、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道參考系02飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東。詩(shī)境中的運(yùn)動(dòng)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，假定這個(gè)“其他物體”不動(dòng)，觀察研究對(duì)象相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化，這個(gè)用來(lái)做參考的物體，叫參考系。

1、參考系：為了確定物體的位置和描述物體運(yùn)動(dòng)而被選做參考的物體。2、參考系的選取原則參考系的選擇是任意的，以觀測(cè)和描述物體的運(yùn)動(dòng)盡可能簡(jiǎn)單為原則，一般選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體。3、參考系的四個(gè)性質(zhì)

標(biāo)準(zhǔn)性：假定不動(dòng)

任意性：參考系的選擇是任意的。以觀測(cè)和描述物體的運(yùn)動(dòng)盡可能簡(jiǎn)單為原則。

統(tǒng)一性：比較不同物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)選統(tǒng)一參考系

差異性：選擇不同參考系時(shí)，結(jié)果往往不同5、理解：參考系可以任意選?。ㄟx定為參考系后都假設(shè)靜止不動(dòng)）；應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其它的物體做參考，觀察物體相對(duì)這個(gè)物體(其它物體)的位置是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化。（注意不能選擇自身為參考系）參考系的選取不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同；比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才有意義；運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的；運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。注意：以后凡是說(shuō)到運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該首先選擇參考系，常默認(rèn)為地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。乙甲甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車(chē)，他們坐在火車(chē)站的未開(kāi)動(dòng)火車(chē)上。突然甲同學(xué)看著車(chē)窗外另一列火車(chē)叫起來(lái)：“我們的車(chē)開(kāi)動(dòng)了！”乙同學(xué)盯著車(chē)窗外的柱子說(shuō)：“你看錯(cuò)了，我們的車(chē)還沒(méi)開(kāi)動(dòng)?！蹦阏J(rèn)為甲乙同學(xué)的說(shuō)法誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？

從水平勻速飛行的飛機(jī)上投出的炸彈，以飛機(jī)為參考系和以地面為參考系各做什么運(yùn)動(dòng)？看飛機(jī)投彈動(dòng)畫(huà)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(yùn)動(dòng)情景，那么它們分別是以什么為參考系的？想一想河岸、竹排要研究月球的運(yùn)動(dòng)選什么為參考系較好？第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，一個(gè)法國(guó)飛行員正在2

000米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個(gè)小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲(chóng)，于是就伸手輕松地把它抓了過(guò)來(lái)，仔細(xì)一看，把他嚇出一身冷汗來(lái)。他抓住的不是別的，是德國(guó)飛機(jī)射向他的一顆子彈。請(qǐng)根據(jù)上述信息討論回答以下問(wèn)題，并注意體會(huì)參考系的選取與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。想一想子彈飛得那么快(一般為幾百米每秒)，為什么沒(méi)有把他的手打穿？體會(huì)一下，同一物體相對(duì)于不同的參考系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同嗎？受類(lèi)似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)在飛行途中進(jìn)行空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在繞地球運(yùn)動(dòng)的空間站實(shí)行空中對(duì)接。實(shí)現(xiàn)“空中加油”和“空中對(duì)接”應(yīng)滿足的基本條件是什么?1、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是（

D

）A、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體

B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的C、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系D、任何物體都可以作為參考系2、以下說(shuō)法正確的是（

C

D

）A、參考系就是不動(dòng)的物體B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C、不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動(dòng)的D、同一物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果3、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能有那些？【解析】以地面為參考系，甲是向上運(yùn)動(dòng)的；而乙也是向上運(yùn)動(dòng)的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運(yùn)動(dòng)，但丙的速度比甲、乙都小；丙也可能向下運(yùn)動(dòng)；丙還有可能靜止。4、觀察圖中的煙和小旗，關(guān)于甲、乙兩車(chē)相對(duì)于房子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（

D

）

A.甲、乙兩車(chē)一定向左運(yùn)動(dòng)

B.甲、乙兩車(chē)一定向右運(yùn)動(dòng)

C.甲車(chē)可能運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)向右運(yùn)動(dòng)

D.甲車(chē)可能靜止，乙車(chē)向左運(yùn)動(dòng)解析：圖中房子相對(duì)地面是靜止的，由煙囪冒出的煙向左飄，可知此時(shí)風(fēng)向向左（相對(duì)于地球而言）．甲車(chē)上的旗子也向左，則有三種可能情況：一是甲車(chē)不動(dòng)，風(fēng)把小旗向左刮；二是甲車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，風(fēng)相對(duì)甲向左，風(fēng)把小旗向左刮；三是甲車(chē)向左運(yùn)動(dòng)但小于風(fēng)速，因此風(fēng)仍能把小旗向左刮．對(duì)于乙車(chē)，則只有乙車(chē)向左運(yùn)動(dòng)并大于風(fēng)速，此時(shí)風(fēng)把小旗向右刮．故選項(xiàng)D正確．5、如圖所示，新中國(guó)成立