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第一章 运动的描述
第1节 质点 参考系
生活中随处可见运动的物体,例如玩耍的孩童,行驶的汽车,翱翔的雄鹰······对于这些运动的物体,我们如何准确的描述他们的运动呢?
物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,叫作机械运动。
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1.理解质点的概念,知道质点是一种理想化的物理模型,具有建构模型的意识。
2.掌握把物体看作质点的条件,能将特定实际情景中的物体抽象成质点。
3.理解参考系的概念,能科学地描述运动的相对性,形成运动观念。
知识点一:物体和质点
1.质点的定义:
忽略物体的大小和形状,把它简化成一个有质量的点,这样的点叫作质点。
2.质点的特点
(1)有质量的点
(2)没有大小和形状
(3)理想化模型,实际上不存在
理想化模型:突出主要因素,忽略次要因素,建立理想化模型。模型是重要的抽象方法之一。
3.物体可以看作质点的条件:
(1)当我们研究飞机的飞行姿态时,能否把飞机看成质点
(2)火车可不可以看成质点?
(3)地球可不可以看成质点?
(4)舞蹈演员可以看成质点?
(1)物体有转动,但物体的转动不是我们所要研究的主要问题,物体本身的形状和大小已变成了次要因素时可以看做质点。
(2)物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点。
(3)平动的物体因各部分运动情况相同,一般可以看做质点。
归纳总结
如图所示,雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,如果我们研究雄鹰从北方飞到南方的位置变化情况,雄鹰的大小和形状对所研究的问题有影响吗 能否把雄鹰当成一个点 研究雄鹰的翅膀是如何拍打时,能把雄鹰当成一个点吗
答:研究雄鹰从北方飞到南方的位置变化,它的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略,可以把雄鹰看成一个点来描述它的运动;研究雄鹰的翅膀如何拍打时,雄鹰的翅膀在运动过程中各点的运动情况不同,若把雄鹰当成一个点,我们无法研究雄鹰翅膀的运动情况,因此不能把雄鹰看成一个点。
思考
在研究以下四种情况中所提出的问题时,所涉及的对象能看作质点的是( )
A
A.地球绕太阳公转时的周期
B.火车进站时所用的时间
C.花样滑冰运动员的动作
D.运动员跨栏的姿势
练一练
知识点二:参考系
1.参考系的定义:
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
宋代诗人陈与义乘着小船,在风和日丽的春日出游时写下《襄色道中》一诗,根据图中的诗句,诗人是如何表达他对运动的相对性的理解的?
以船为参考系的
风吹云与船一起东行
云与船的位置不变
云是静止的
以船为参考系
以地面为参考系
云是运动的
2.参考系的特点
(3) 同一运动,如果选择的参考系不同,运动情况有可能不同。(差异性)
(2) 参考系的选择是任意的,一般选取地面为参考系。(任意性)
(4) 比较不同物体的运动要取同一参考系。(统一性)
(1)描述物体运动时,用来作参考(假定为不动)的另外的物体。(标准性)
如图所示,坐在火车里的乘客为什么说火车没有动呢 站在站台上的小朋友为什么说火车运动好快呢 怎样描述物体的运动情况呢
火车相对于乘客没有发生位置的变动,所以乘客以自己为参考说火车没有动;火车相对于站台及站台上的小朋友的位置在快速变化,所以小朋友以站台为参考说火车运动好快。由上面的分析可知,要描述一个物体的运动情况,需要先选择某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于选定的“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。
思考
1.下列说法中正确的是( )
A.平常所说的运动和静止都是相对于参考系来说的
B.选取不同的参考系来描述同一物体的运动,其结果一定是相同的
C.研究物体运动,选择地面做参考系最适宜,因为地面是真正不动的物体
D.所谓参考系就是我们假设不动的物体,以它作为参考研究其他物体的运动
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练一练
2.2019年10月1日,北京天安门广场举行了盛大的建国70周年国庆大阅兵仪式。如图所示,20架直升机保持“70”字样的固定队列在广场上空同一高度匀速飞过。下列说法正确的是( )
A.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的
B.以飞行员为参考系,广场上的观众是静止的
C.以飞行员为参考系,其他飞行员是运动的
D.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的
A
一、质点
二、参考系
1.定义:
忽略物体的大小和形状,把它简化成一个有质量的点,这样的点叫作质点。
2. 特点
3.将物体看作质点的条件
1.定义:
选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
2. 特点
3.判定参考系的两种方法