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高一物理(第一章 运动的描述)
知识方法导学
运动是一切物体的固有属性,宇宙中的一切,大到天体,小到分子都处在永恒的运动中。流水、神州七号火箭升空、车辆来来往往、骆驼在沙漠中行走等.运动是绝对的,静止是相对的.
本章主要学习描述运动的基本物理量,以及物理学研究运动的基本思路、方法,如理想化、图象法以及处理实验数据的方法等.学习过程中要更新观念,注意高中物理和初中物理在观念和方法上的差异;注意理论联系实际,将抽象的概念生活化、具体化、形象化,要善于用学过的知识处理实际问题;注意不同学科之间的联系,运用研究性、探究性学习增强感性认识,加深对概念规律的理解.要有勇于探究、敢于实验、仔细观察、及时发现、善于交流、勤于反思的良好习惯.在学习中感受运动的美,感受世界因运动而精彩.
本章内容可分为两个单元:第一单元(第1~2节)介绍机械运动及质点的概念,介绍如何描述位置的变化;第二单元(第3~5节)介绍描述机械运动状态的物理量以及如何用图象描述运动.
一、质点 参考系和坐标系
大纲考纲要求
1.知道参考系的概念.知道对同一物体的运动选择不同的参考系时,观察的结果可能不同.通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便.
2.理解质点的概念,知道它是物理模型之一,是一种科学抽象.知道实际的物体在什么条件下可以看作质点.
3.知道建立理想化的“物理模型”是经常采用的一种科学研究方法.
4.学会在参照系上建立坐标系来确定物体的位置以及位置的变化.
知识要点精析
1.机械运动
(1)一个物体相对于另一个物体位置的改变,叫做机械运动,简称运动.
(2)宇宙中的一切物体,无论是宏观的、微观的都处在不停地运动中,运动是绝对的,静止是相对的.
2.参考系
(1)在描述一个物体的运动时,选来做参考的而假定不动的另外的物体.
(2)描述同一运动时,若以不同的物体作为参考系,观察的结果可能会不同.比如:坐在行驶汽车上的人,若以车为参考系,他是静止的.若以地面为参考系,他是随车一起运动的.
(3)参考系的选取原则上是任意的,但在实际问题中,应以研究问题方便、描述运动尽可能简单为原则.比如:描述地面上运动的物体,通常选地面或相对于地面静止不动的其它物体为参考系.
3.质点
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小.
(2)质点是一种科学的抽象,在研究物体运动时,如果物体的形状和大小对所研究的问题不起作用或起次要作用,可将该物体当作质点.质点是对实际物体的近似,是一种理想化模型,与物体的实际大小无关.
(3)质点没有体积,是不可能转动的.所以任何转动的物体,在研究其转动问题时,都不能简化为质点.做平动的物体是否可以看成质点,要具体情况具体分析.比如:一列火车从北京开往上海,在计算运行时间时,可以忽略火车长度,把它视为质点;但同样这列火车,要计算它通过一座大桥所需时间时必须考虑火车的长度,不能把它视为质点.
4.坐标系
(1)为了定量描述物体的位置及位置的变化,在参考系上规定原点、正方向和单位长度,建立适当的坐标系.
(2)描述直线运动,建立直线坐标系;描述平面上运动的物体,可建立平面直角坐标系;描述立体运动的物体,可建立三维直角坐标系.质点的位置在一维、二维、三维坐标系中,分别表示为s(x)、s(x, y)、s(x,y,z).
范例剖析点拨
【例1】关于质点,下列说法正确的是( )
A.研究刘翔在110m栏比赛中的过杆技术是否合理时,可以将刘翔看作质点
B.陈中和主教练在奥运会女排决赛中,在战术板上布置队员怎样跑位时,不能把女排队员看成质点
C.研究奥运会跳水冠军田亮的跳水动作时,不能把他看成质点
D.研究乒乓球比赛中打的弧圈球时,不能把乒乓球看作质点
思路点拨 一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计,不取决于它体积、质量的大小.
正确解答 在研究有关跨栏、跳水比赛的技术动作时,不能将运动员看作质点,研究乒乓球比赛中的弧圈球,就是研究球旋转的快慢、角度等,也不能将球看作质点,在战术板上布置排球战术,可以不考虑队员的形状、大小、身高、体重等,把队员看作质点.所以正确的选项是C、D.
误点警示 有同学可能错误地认为:小的物体就能看作质点,大的物体不能看作质点.要纠正这类错误,一定要理解质点这个理想化模型的含义.
小结点评 在物理问题的研究中,物理模型的建立是非常重要的,它突出了问题的主要矛盾,忽略了问题的次要因素,从而确定了研究问题的主要方向,简化了要研究的问题,而物理模型的建立,也具有相对性.
发散演习
1.下列关于质点的一些说法,其中正确的是( )
A.研究和观察日食时,可以把太阳看成质点
B.原子核很小,可把它看成质点
C.研究地球自转时,不能把地球看成质点
D.做花样溜冰的运动员可以看作质点
2.以自己的生活经验各举两个关于质点的例子
(1)能被看成质点的是: .
(2)不能被看成质点的是: .
【例2】敦煌曲子词中有词一首:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”.其中,以船为参照系的一句是 .请用物理学知识解释上述现象.
思路点拨 观察物体运动时,以自己为参照系和以观察物体为参照系,结果是相反的.
误点警示 有同学缺少生活的实际体验,缺少生活中的观察,不清楚人相对船静止时,人和船的运动情况是一样的.
小结点评 描述物体的运动,必须明确参考系;选取不同的参照系,同一物体的运动的描述可能是不同的,不同物体的运动的描述可能是相同的.
课堂测试:
1.下列关于质点的说法中,正确的是 ( )
A.体积很小的物体都可看成质点
B.质量很小的物体都可看成质点
C.不论物体的质量多大,只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时,就可以看成质点
D.只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看作质点
2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点 ( )
A. 研究某学生骑车回校的速度
B. 对这位学生骑车姿势进行生理学分析
C. 研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D. 研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
3.在以下的哪些情况中可将物体看成质点在处理( )
A.研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时,此杆可作为质点来处理
B.在大海中航行的船要确定它在大海中的位置,可以把它当做质点来处理
C.研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以当作质点来处理
D.研究地球绕太阳公转时,地球可以当作质点来处理。
4.下列物体能看做质点的是 ( )
A.沿着斜面下滑的木块 B。研究斜面上的木块是下滑还是翻滚
C。电扇的叶片 D。自转中的地球
5.下列关于质点的说法中,正确的是 ( )
A.地球很大,一定不能看做质点 B。原子核很小,一定能看做质点 C。同一物体在不同的情况中,有时可看做质点,有时则不可看做质点 D。质点是一种理想化模型,无实际意义
6.下列说法中正确的是 ( )
A。研究物体的运动,首先必须选定参考系
B。参考系必须选择地面
C。研究同一物体的运动时,选取地面或相对地面静止的物体为参考系,所得出的关于物体运动的结论是相同的
D。选取不同的参考系,所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
7.诗句“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为 ( )
A。船和山 B。山和船
C。地面和山 D。河岸和流水
8:如图所示,桌面离地面的高度是0.8m,坐标系原点定在桌面上,设竖直向下为坐标轴的正方向,A、B离地面的高度分别是1.5m、0.5m,问A、B的坐标应该是多少?
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