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1、第一章 运动的描述,1 质点 参考系和坐标系,1.理解质点的概念,能明确物体在什么情况下可以看作质点。 2.知道参考系的概念。知道选取参考系时,要考虑到使运动的描述尽可能简单。 3.知道坐标系的概念。能够用坐标系描述物体的位置以及位置的变化。,一,二,三,四,一、机械运动 物体的空间位置随时间的变化称为机械运动。,一,二,三,四,二、物体和质点 1.实际物体:有一定的大小和形状,并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般不同。,一,二,三,四,如图所示,如果我们要比较花样滑冰运动员的动作优美与否,能否把他们视为质点? 提示:一个点不能反映出运动员的动作优美与否,此时不能把运动员看作质点。,一,二
2、,三,四,三、参考系 1.运动与静止的关系: 自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的,静止是相对的,但我们在研究具体物体的运动时,可以说运动是相对的。,一,二,三,四,一,二,三,四,宋代诗人陈与义乘着小船出游时曾经写了一首诗,如图所示。诗人为什么会有“飞花两岸照船红”和“卧看满天云不动”的感觉? 提示:诗人以自己或船为参考系,看到两岸的鲜花向后移动;天上的云彩和船都向东运动,两者相对静止。,一,二,四,三,四、坐标系 1.建立目的:定量描述物体的位置及位置变化。 2.坐标系的分类及建立方法:,3.坐标系的三要素:原点、单位长度和正方向。,一,二,四,三,一辆汽车在东西方向的平直
3、公路上行驶,要研究汽车在某个时刻所处的位置和某段时间内的位置变化,我们应该怎么办? 提示:通常我们可以选择熟悉的标志作为参考,说明汽车离该标志有多远,在该标志的哪个方向。但这种描述一般是大致的描述。若以某一路口为坐标原点,以向东方向为x轴正方向,建立一个直线坐标系,就可以准确地描述物体所在的位置及位置的变化了。,一,二,一、物体在什么条件下能看作质点 质点是物理学中一个非常重要的模型。并非小的物体就一定可以看作质点,大的物体就不能看作质点,必须具体问题具体分析。一般来说,如果在研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或是不起作用的无关因素时,就可把物体看作质点。 1.物
4、体上各部分的运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动,此时物体可看作质点。如研究沿斜面下滑的物块时,把物块看成质点。,一,二,2.物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下,可以看作质点。研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对太阳到地球的距离可忽略,故可把地球看作质点。 3.同一个物体在不同的问题中,有时可以看作质点,有时不能看作质点。如研究北京开往上海的火车,在计算运行的时间时可忽略车长,把火车看作质点。但是同样这列火车,要计算它通过某座大桥所需要的时间时,就不能把它看作质点。 4.一个物体能否看作质点,一般情况下与物体的运动状态无关。如研究运动员在400 m比赛中
5、的速度变化时,无论是在直道上还是在弯道上,都可以将运动员看作质点。 温馨提示(1)物体的大小并不是判断物体能否看作质点的条件。 (2)质点和几何中的点意义不同。,一,二,二、如何理解运动的相对性及如何选择参考系 1.运动的相对性。选择不同的参考系来观察、描述同一个物体的运动,结果往往是不同的。如行驶的汽车,若以路旁的树为参考系,车是运动的;若以车中的人为参考系,则车就是静止的。 2.参考系的选取是任意的。可以选取高山、树木为参考系,也可以选取运动的车辆为参考系。但在研究问题的过程中,我们通常选取相对地面静止的物体为参考系。 3.选择参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。例如,从
6、水平匀速飞行的飞机上向地面投放物体,在不考虑空气阻力的情况下,“飞机上的人看到投下的物体是沿什么路线下落的呢?”若以地球为参考系的话,研究起来相对麻烦,此时就应该以飞机为参考系。,一,二,温馨提示当选择相对于地面运动的其他物体作为参考系时,在分析中应作相应的说明,以免造成误会。,类型一,类型二,类型三,【例题1】 (多选)下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是( ) A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面的过程中的转动情况时 B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球掷出后在空中飞行的水平距离时,类型一,类型二,类型三,
7、解析:能否把物体看作质点,关键要看忽略物体的大小和形状后,对所研究的问题是否有影响,显然选项A、C中的研究对象的大小和形状忽略后,竿的转动、运动员的动作将无法研究。而选项B、D中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题不受影响,故选项B、D中的研究对象可视为质点。 答案:BD 题后反思(1)实际问题中的物体能否看作质点,并不是由物体的绝对大小决定的,关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素。 (2)同一物体,从不同的角度研究它的运动时,能否看作质点的结果可能不同。,类型一,类型二,类型三,【例题2】 观察图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰,关于甲、乙两火炬手相对于静止
8、旗杆的运动情况,下列说法正确的是(旗杆和甲、乙火炬手在同一地区)( ) A.甲、乙两火炬手一定向左运动 B.甲、乙两火炬手一定向右运动 C.甲火炬手可能运动,乙火炬手向右运动 D.甲火炬手可能静止,乙火炬手向左运动 解析:旗向左偏,说明有向左吹的风,由甲的火焰向左偏,无法确定甲的运动状态,甲可能静止,也可能向右运动,还可能向左做小于风速的运动;乙的火焰向右偏,所以乙一定向左运动,且速度大于风的速度。 答案:D,类型一,类型二,类型三,题后反思物体做何种运动,是相对于参考系而言的,物体是否运动,要看物体相对于参考系的位置是否有变化,参考系一旦选定,物体的运动情况也就确定了。,类型一,类型二,类型
9、三,【例题3】 一物体从O点出发,沿东偏北37的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动10 m至B点。(sin 37=0.6,cos 37=0.8) (1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。 点拨根据题意建立坐标系,确定原点的位置及坐标系的正方向,再确定研究对象所处的坐标及位置变化的情况即可。本题应建立平面直角坐标系。,类型一,类型二,类型三,解析:(1)坐标系如图,图线OAAB为运动轨迹。 (2)A点位置:xA=10cos 37 m=8 m,yA=10sin 37 m=6 m B点位置:xB=8 m,yB=6 m-10 m=-4 m。 即A点的坐标为(8 m,6 m),B点的坐标为(8 m,-4 m)。 答案:见解析 题后反思坐标中的“+”“-”表示方位,即“+”表示位于坐标轴的正方向一侧,“-”表示位于坐标轴的负方向一侧。,