质点、参考系
教学重点:使学生理解质点的条件,学会如何选择参考系,理解时间、时刻、路程、位移的相关概念和区别
教学难点:学会如何选择参考系
雄鹰拍打着翅膀在天空翱翔,身体向前运动的同时,翅膀在上下拍动。要描述鹰的运动状态是不是只看鹰向前运动就可以了?
鹰的各部分的状态也需要描述,所以比较困难和麻烦。就需要分开讨论鹰的运动状态。比如要研究鹰的位置变化,就可以忽略翅膀的运动,而要研究翅膀的运动,就不需要考虑鹰向前还是向后运动。在研究鹰运动到哪里,可以把鹰看成一个点,只需要研究点的运动位置就可以。
判断物体是不是质点(简化运动状态的研究)
质点:在某些情况下,不考虑物体的 和 ,突出“物体具有质量”这一要素,把它简化成一个 的物质点,简称为质点,是一种
的物理模型。
爸爸架着儿子走在马路上,研究爸爸和儿子的运动位置,可以直接将爸爸和儿子看成一个 ,因为“并排”,两个物体上的任何一点的运动状态均相同,故此时整个物体的运动可以简化到这一个点上,该点也就可以看成一个质点。
(3)对质点的理解:
①能否把一个物体看作质点与它的形状和大小 关,而是由 决定的。
②即使是同一个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点。
例题:判断正误
1、研究地球的运动轨迹将地球看做质点( )
2、研究地球的自转时将地球看做质点( )
选择参考系
此刻处在课堂的我们相对于地球是静止不动的,但是从外太空观察,因为地球自转,我们实际上随地球一块运动。这是怎么回事呢?
解析:以地面上的桌子(某点)为参照物,我们相对于桌子位置没有发生变化,所以相对于桌子是静止不动的。但以地球外的某点(比如月球)为参照物,我们相对于月球是 (静止/运动)的,所以研究运动关键在于参照物的选择。
(1)参考系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,假定这个“其他物体”不动,观察研究对象相对于这个“物体”的 是否随时间变化,以及怎样变化,这种被用来作参考的物体,叫做参考系。
(2)参考系的选择:
①任意性:参考系的选取可以是 的。研究地面上物体的运动时,通常取 或相对地面不动的物体做参考系。
②简单性:选择参考系时,应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为原则。
③多元性:选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,结果可能不同,也可能 。
④同一性:当比较两个物体的运动情况时,必须选择 (同一个;不同个)参考系。
时间
每周上课时间为9.30,上课上多长时间呢?60分钟,这两个时间都一样吗?
1、时间有时指 ,有时指 。
2、时刻:在时间轴上用 表示,比如 点 分
3、时间间隔:时间轴上用 表示,比如过了多长时间,几分钟内两者关系 t2、t1表示时刻,时间间隔 : △t= -
4、3s初在时间轴2s的位置
坐标系定量描述物体位置
如何定量的描述物体的位置?
以参考系为原点,如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立
坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立 坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立 坐标系来描述.
A点位置坐标:
B点位置坐标:
假设一个物体从A点运动到B点,物体的位置发生了变化,怎么描述物体位置的变化呢?我们引入一个新的物理量——位移
路程和位移
左图中,物体从O点运动到A点后,又从A点运动到B点,整个过程中,物体位置是从O点运动到B点,那么我们称物体的位移为有向线段OB,从起点O指向终点B。而路程为OA+AB,代表的是运动轨迹
1、位移:表示物体 变化的物理量,是从物体运动起点指向运动终点的一条有向线段。既然是有向线段,则位移既有 ,又有 。假如从A到B的位移为5m,则从B到A的位移为
想一想:同一坐标系,-100m 和 99m ,哪个位移大?
2、路程:路程是质点实际运动 的长度,路程没有正负之说。
六、矢量和标量
矢量:既有 又有 的量;例子:
标量:只有 没有方向的量。例子:
矢量相加法则: 法则、 法则 (速度方面,力的合成再进行讲解)
注解:
①只有当两个矢量 相等、 也相同时,二者才相同;
②矢量的“+”“-”号表示其方向,所以矢量大小的比较要看其数值绝对值的大小,绝对值大的矢量就 ;
③标量也可以有正负,但正负代表 ,如-5℃低于1℃
练习:1.动车给人们在城市之间来往带来极大的便利,下列说法正确的是( )
A.在研究动车运行的速度时,不能把它看做质点
B.动车从北海出发往桂林行驶了400km指的是动车的位移
C.在运行中动车速度为200km/h,这是以地面为参照物的
D.动车从北海到南宁运行“1小时36分”指的是时刻
2.中新网2016年10月19日消息,神舟十一号飞船于北京时间19日凌晨3点半左右与天宫二号成功实施白动交会对接。在合体3小时后,两名航天员已经进驻天宫二号,并将按计划开展空间科学实验。下列说法正确的是( )
A.“19日凌晨3点半”是时间间隔
B.“3小时”是时刻
C.研究神舟十一号和天宫二号对接的技术细节时,可以把它们看做质点
D.合体后,以天宫二号为参考系,神舟十一号是静止的
3.下列关于质点的说法正确的是( )
A.研究百米赛跑的成绩时,胖子不能看成质点而瘦子可以看成质点
B.研究和观察月食时,可把月球看做质点
C.蚂蚁搬起一粒大米时,可把大米看做质点
D.子弹在射击小鸟时,可把子弹看做质点
4.在研究下列问题时,可以把汽车看作质点的是( )
A.研究汽车在通过一座桥梁所用时间
B.研究人在汽车上的位置
C.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险
D.计算汽车从南京开往上海的时间
5.小明坐在汽车内,看到窗外的树木正在向后飞奔,则他所选的参考系可能是( )
A.大地 B.树木 C.房子 D.汽车
6.关于机械运动、参考系、质点,下列说法中错误的是( )
A.参考系就是我们假设为不动的物体,以它作标准来研究其它物体的运动
B.运动和静止都是相对参考系而言的;参考系可任意选取,选择合适解决问题比较方便
C.研究火车从太原到北京所需的时间,火车可看做质点;同样,研究一列火车通过太谷县乌马河桥的时间,火车不可看作质点
D.质点是一个理想化模型,只有体积、质量都很小的物体才可看作质点
O
B
A