新課標(biāo)人教版物理必修全套課件第一章運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

1、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本特征是物體的空間位置隨時(shí)間而發(fā)生變化，所以如何描述物體的空間位置和時(shí)刻及它們的變化就顯得尤為重要。 第一章主要學(xué)習(xí)四個(gè)方面的內(nèi)容：簡(jiǎn)化研究對(duì)象和精確描述物體的位置，介紹了質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系。從運(yùn)動(dòng)的空間延伸，介紹了位移和路程；從運(yùn)動(dòng)的過(guò)程持續(xù)，介紹了時(shí)刻和時(shí)間間隔，并首次引入矢量和標(biāo)量的概念，這是個(gè)重要的思維轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及變化，介紹了速度和加速度用變化率和圖象工具分析問(wèn)題更是個(gè)重要的思維轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量物體的位置和時(shí)刻、位移和時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)速度，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)器材（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）的使用方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常用處理方法。 學(xué)習(xí)本章要抓住兩個(gè)關(guān)鍵，一個(gè)是從物理學(xué)的角度明確相關(guān)概念引

2、入的必要性，二是從數(shù)學(xué)的角度理解對(duì)運(yùn)動(dòng)屬性的描述方法。 一定要注意聯(lián)系實(shí)際，采用一些直觀、形象的方法來(lái)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。 一定要領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的科學(xué)思維方法，如質(zhì)點(diǎn)模型的建立(理想化模型)、速度的定義(由平均速度到瞬時(shí)速度的過(guò)渡采取了極限思想)等，并將學(xué)到的科學(xué)思維方法應(yīng)用到今后解決問(wèn)題的過(guò)程中。 1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)物體的 隨時(shí)間的變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)二、物體和質(zhì)點(diǎn)1質(zhì)點(diǎn)的定義： 在某些情況下，不考慮物體的 ，把它簡(jiǎn)化成一個(gè) ，稱為質(zhì)點(diǎn)2物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件： 物體的對(duì)所研究的問(wèn)題可以忽略時(shí)，可以把物體看成一質(zhì)點(diǎn)三、參考系1定義：在描述一個(gè)物體的時(shí)，選來(lái)作為 的物體，叫做參考系2說(shuō)明：

3、(1)選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果往往是不同的如行駛的汽車，若以路旁的樹為參考系，車是 的；若以車中的人為參考系，則車就是 的(2)參考系的選取是任意的，可以取高山、樹木為參考系，也可以取運(yùn)動(dòng)的車輛為參考系選擇參考系時(shí)，應(yīng)以 為原則(3)在以后研究的問(wèn)題中，我們通常取為參考系四、坐標(biāo)系1為了定量地描述物體的，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系2如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng)，即沿一條直線運(yùn)動(dòng)，只需建立 坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng)，即在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立 坐標(biāo)系 一、機(jī)械運(yùn)動(dòng) 物體的 隨時(shí)間的變化稱為

4、機(jī)械運(yùn)動(dòng) 二、物體和質(zhì)點(diǎn) 1質(zhì)點(diǎn)的定義： 在某些情況下，不考慮物體的 ，把它簡(jiǎn)化成一個(gè) ，稱為質(zhì)點(diǎn)空間位置空間位置大小和形狀大小和形狀有質(zhì)量的點(diǎn)有質(zhì)量的點(diǎn) 2物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件： 物體的對(duì)所研究的問(wèn)題可以忽略時(shí)，可以把物體看成一質(zhì)點(diǎn) 三、參考系 1定義：在描述一個(gè)物體的時(shí)，選來(lái)作為 的物體，叫做參考系 2說(shuō)明： (1)選擇不同的參考系來(lái)觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果往往是不同的如行駛的汽車，若以路旁的樹為參考系，車是 的；若以車中的人為參考系，則車就是 的大小和形狀大小和形狀運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)參考參考運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)靜止靜止 (2)參考系的選取是任意的，可以取高山、樹木為參考系， 也可以取運(yùn)動(dòng)的車輛為參考系選擇參

5、考系時(shí)，應(yīng)以 為原則 (3)在以后研究的問(wèn)題中，我們通常取為參考系使問(wèn)題的研究變得簡(jiǎn)潔、方便使問(wèn)題的研究變得簡(jiǎn)潔、方便地面或相對(duì)地面或相對(duì)地面靜止的物體地面靜止的物體 四、坐標(biāo)系 1為了定量地描述物體的，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系 2如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng)，即沿一條直線運(yùn)動(dòng)，只需建立 坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置； 如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng)，即在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立 坐標(biāo)系位置及位置的變化位置及位置的變化直線直線平面直角平面直角三維三維 一、如何理解質(zhì)點(diǎn)的概念？ 質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象 在物理學(xué)的研究中，為了突出現(xiàn)象中的主要因素，而

6、忽略次要因素，需要建立理想化的“物理模型”，這是研究物理問(wèn)題的一個(gè)重要方法 2質(zhì)點(diǎn)與幾何中的“點(diǎn)”的區(qū)別 “質(zhì)點(diǎn)”具有質(zhì)量，而幾何中的點(diǎn)僅表示在空間的位置 3什么情況下可以把物體抽象為質(zhì)點(diǎn)？ (1)能否把一個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn)，并不是由物體的形狀和大小來(lái)決定的，而是由它的形狀和大小對(duì)所研究問(wèn)題的影響程度決定的一般說(shuō)來(lái)，如果在研究的問(wèn)題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的無(wú)關(guān)因素時(shí)，就可看做質(zhì)點(diǎn) (2)同一個(gè)物體在有些情況下可以看做質(zhì)點(diǎn)，而在另一些情況下又不能看成質(zhì)點(diǎn) (3)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，與物體本身的大小沒(méi)有必然的關(guān)系很大的物體可能被看成質(zhì)點(diǎn)，而很小的物體卻不一定能夠被

7、看成質(zhì)點(diǎn) 二、對(duì)參考系的進(jìn)一步理解判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)和怎樣運(yùn)動(dòng)的依據(jù)就是看這個(gè)物體相對(duì)于參考系的位置是否變化和怎樣變化這種在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)用來(lái)作參考的物體，在初中物理中稱為“參照物”，而在高中物理中則稱為“參考系”不選定某個(gè)其他物體作參考，物體的運(yùn)動(dòng)就無(wú)法描述。選擇參考系是對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述和研究的前提物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，都是相對(duì)于參考系而言的平時(shí)人們所說(shuō)的靜止就是相對(duì)靜止，絕對(duì)靜止是沒(méi)有的對(duì)于同一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，當(dāng)觀察者選擇的參考系不同時(shí)，其對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的描述可能是不同的，對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的繁簡(jiǎn)程度也可能是不同的 2如何選取參考系？從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，參考系的選取原則上是任意的可以是靜止的物體，也可以是運(yùn)

8、動(dòng)的物體當(dāng)然，要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)，必須選取同一個(gè)參考系對(duì)一個(gè)具體的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，為了追求對(duì)問(wèn)題描述的簡(jiǎn)潔性，我們應(yīng)從方便出發(fā)，將簡(jiǎn)化對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述作為選擇參考系的一個(gè)基本原則(除非問(wèn)題中對(duì)參考系有特別的要求)在研究地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選取地球或相對(duì)地球靜止的物體為參考系若選取地球或相對(duì)地球靜止的物體為參考系，一般不需加以說(shuō)明；但若選取另外的物體為參考系，則應(yīng)明確地說(shuō)明 題型一物體可被看作質(zhì)點(diǎn)的條件 【例1】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是() A地球自轉(zhuǎn)時(shí)不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)，而原子核可以看作質(zhì)點(diǎn) B研究火車通過(guò)路旁一根電線桿時(shí)，火車可看作質(zhì)點(diǎn) C研究奧運(yùn)會(huì)男單冠軍孔令輝打出的弧線球時(shí)，不能把

9、乒乓球看作質(zhì)點(diǎn) D研究奧運(yùn)會(huì)3 m跳板冠軍伏明霞的跳水動(dòng)作時(shí)，不能把她看成質(zhì)點(diǎn) 【解析】當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球直徑遠(yuǎn)小于地球與太陽(yáng)之間的距離，故可以把地球看作質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，就不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)研究電子繞原子核運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，由于原子核的半徑僅相當(dāng)于原子半徑的萬(wàn)分之一，所以可將原子核當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；但若研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，就不能把原子核當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)研究火車通過(guò)路旁的電線桿的時(shí)間時(shí)，火車的長(zhǎng)度不能忽略，火車不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)研究乒乓球的弧線運(yùn)動(dòng)時(shí)，乒乓球的大小不能忽略，乒乓球不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)跳水時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在很短的時(shí)間內(nèi)，完成轉(zhuǎn)體和翻滾等高難度動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員也不能看作質(zhì)點(diǎn) 【答案】CD 規(guī)律總結(jié)：一個(gè)物

10、體能否看作質(zhì)點(diǎn)，一定要對(duì)具體情況進(jìn)行具體分析，要就其形狀、大小在所研究的問(wèn)題中起的作用而定 應(yīng)用112007年5月25日大阪田徑賽上，“飛人”劉翔(如圖111所示)以13秒14勇奪110 m欄世界冠軍，取得了四連冠的好成績(jī)，伴隨著雄壯的國(guó)歌，世界各地的華人留下了激動(dòng)的淚水。下列說(shuō)法正確的是 () A劉翔在飛奔的110 m中可以看做質(zhì)點(diǎn) B教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng)，可以將其看做質(zhì)點(diǎn) C無(wú)論研究什么問(wèn)題，均不能把劉翔看做質(zhì)點(diǎn) D能否將劉翔看做質(zhì)點(diǎn)，決定于我們所研究的問(wèn)題 解析：劉翔飛奔時(shí)我們無(wú)需關(guān)注其跨欄動(dòng)作的細(xì)節(jié)，可以看做質(zhì)點(diǎn)，故選項(xiàng)A正確；分析其動(dòng)作要領(lǐng)時(shí)，如果看做質(zhì)點(diǎn)，其擺臂、跨欄等動(dòng)作將被掩

11、蓋，無(wú)法研究，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的定義，能否將物體看做質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是物體自身因素對(duì)我們研究問(wèn)題的影響，而不能籠統(tǒng)地說(shuō)能或不能，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確 答案：AD 題型二參考系與相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 【例2】第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000 m高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，他以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓過(guò)來(lái)，令他吃驚的是，他抓到的竟是一顆子彈飛行員能抓到子彈，是因?yàn)?() A飛行員的反應(yīng)快 B子彈相對(duì)于飛行員是靜止的 C子彈已經(jīng)飛得沒(méi)有勁了，快要落在地上了 D飛行員的手有勁 【解析】在日常生活中，地面上靜止的物體(包括人)都在永不停息地隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橄鄬?duì)于地面靜止的物體

12、都具有相同的速度，相互間保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，才使人們沒(méi)有覺(jué)察到這一速度的存在當(dāng)飛行員的飛行速度與子彈的飛行速度相同時(shí)，子彈相對(duì)于飛行員是靜止的，因此飛行員去抓子彈，就和我們?nèi)ツ梅旁谧郎系奈锲犯杏X(jué)和道理一樣 【答案】B 規(guī)律總結(jié)：描述物體的運(yùn)動(dòng)，必須明確參考系，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的，選不同的參考系，對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)的描述可能是不同的子彈雖是運(yùn)動(dòng)的，但對(duì)飛機(jī)上的飛行員而言，它是相對(duì)靜止的 應(yīng)用21下面是兩位乘客對(duì)乘坐上海磁懸浮列車感覺(jué)的描述，請(qǐng)分析其中的物理道理 甲：乘坐磁懸浮列車并沒(méi)有我想像的那么刺激，它平淡無(wú)奇，磁懸浮車廂里只有輕微的不安，速度僅僅顯示在儀表上 乙：8 min的時(shí)間里，觀賞車窗

13、外的景物是很有趣的體驗(yàn)，盡管磁懸浮列車加裝的是減速玻璃，車子開動(dòng)后，窗外景物還是被齊刷刷地拋在了后面 答案：甲乘客以車廂為參考系，不覺(jué)得列車在高速運(yùn)動(dòng)，乙乘客以車外景物為參考系，發(fā)現(xiàn)列車高速運(yùn)動(dòng)這說(shuō)明參考系選擇的不同，物體的運(yùn)動(dòng)情況也不相同 題型三坐標(biāo)系的理解及應(yīng)用 【例3】從高出地面2 m的位置豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升4 m后回落，最后小球到達(dá)地面，如圖112所示，分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)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(diǎn)的設(shè)置出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)最高點(diǎn)的坐標(biāo)落地點(diǎn)的坐標(biāo)以地面為原點(diǎn)以拋出點(diǎn)為原點(diǎn) 【解析】本題比較靈活地考查了對(duì)坐標(biāo)系的選取和理解題中的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以在該直線上建立直線坐標(biāo)系，來(lái)定量描述物體的位置，若以地面為原點(diǎn)，則出發(fā)點(diǎn)、最高點(diǎn)、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：x12 m，x26 m，x30；若以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，則x10，x24 m，x32 m. 【答案】 2 m6 m004 m2 m 規(guī)律總結(jié)：(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況建立坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置或位置的變化，其方法為：若為直線運(yùn)動(dòng)，可建立直線坐標(biāo)系，若在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系，當(dāng)物體在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)常常需要建立空間坐標(biāo)系(三維坐標(biāo)系)才能精確描述物體位置及其變化(如GPS系統(tǒng))無(wú)論哪種坐標(biāo)系、坐標(biāo)原點(diǎn)的選取都不是唯一的，選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可使問(wèn)題簡(jiǎn)化 (2)根據(jù)坐標(biāo)系確定