1.1质点参考系和坐标系
学习目标:
1. 理解质点的概念,知道它是一种科学抽象,知道实际物体在什么条件下可看作质
点,知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。
学习重点:质点的概念。学习难点: 主要内容:
一、机械运动
1.定义:物体相对于其他物体的位置变化2.运动的绝对性和静止的相对性:是相对的。二、物体和质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。①质点是用来代替物体的具有质量的点,
因而其突出特点是“具有质量”和“占
任何转动的物体在研究其自转时都
有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。不可简化为质点。
③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
2.物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。
3.突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问
题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。【
例一】下列情况中的物体,哪些可以看成质点(
)
A.研究绕地球飞行时的航天飞机。B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。C.研究从北京开往上海的一列火车。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。问题:1.能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?
2.研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?3.原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
,叫做机械运动,简称运动。
无论是巨大
宇宙中的一切物体都在不停地运动,
的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是绝对的,静止
课堂训练:
1.下述情况中的物体,可视为质点的是(A.研究小孩沿滑梯下滑。B.研究地球自转运动的规律。
C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。
1 / 23
)
D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。
2.下列各种情况中,可以所研究对象(加点者)看作质点的是(A.研究小木块...的翻倒过程。B.研究从桥上通过的一列队伍。.....
C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。...
)
D.汽车后轮..,在研究牵引力来源的时。
三、参考系
1.定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。
2.选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会有不同。【例二】人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_______的。以车厢为参
考系,人是__________的。
3.参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时
要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的。4.绝对参考系和相对参考系:【例三】对于参考系,下列说法正确的是(
A.参考系必须选择地面。
B.研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的。C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。D.研究物体的运动,必须选定参考系。
)
一
课堂训练:
1.甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体是(A.一定是静止的。C.有可能是静止的或运动的
)
B.一定是运动的。 D.无法判断。
)
2.关于机械运动和参照物,以下说法正确的有(
A. 研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物。B. 由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物。C. 一定要选固定不动的物体为参照物。
D. 研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物。四、坐标系【例四】【例五】
阅读材料:理想模型及其在科学研究中的作用
在自然科学的研究中,
“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。第一,引入
“理想
模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中,有许多实
2 / 23
际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离
(约为14960万
公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合,就可以直接把地球当作一个理。在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作
“质点”来处
“质点”;
“刚体”。在研究一般的真实气体时,
“理想气体”
“理想气体”,从而直接地运用
的状态方程来处理。第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,
使之与实际的对象相符合。
这是自然科学中,经常采用的一种
研究方法。例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了。第三,由于在
“理想模型”的抽象过程中,舍去
“理
了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见。例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,弱,就是因为材料中有许多
那就说明常用金属材料的强度之所以减
“理
“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属
材料的强度。后来,实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,
其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,
不可能一下子把它们认识清楚。
3 / 23
而采用理想化的客体
(即“理
想模型”)来代替实在的客体,和掌握它们。
就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识
1.2时间和位移(二)
学习目标:
1. 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念。
2. 知道什么是位移-时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系。3.知道匀速直线运动的
s-t图象的意义。
且各有所长,相互补充。
4. 知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具,
学习重点: s-t图学习难点: 主要内容:
一、匀速直线运动
1.定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动称为匀速直线运动。
2.严格的匀速直线运动的特点应该是
“在任何相等的时间里面位移相等”
的运动,
现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的,是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化,即位移和时间的关系是一次函数关系。二、变速直线运动
1.定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移不相等,这种运动叫变速直线运动。
2.变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系,其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动,关于物体运动的以下描述正确的是(
A.只要每分钟的位移大小相等,物体一定是作匀速直线运动。B.在不相等的时间里位移不相等,物体不可能作匀速直线运动。C.在不相等的时间里位移相等,物体一定是作变速直线运动。D.无论是匀速还是变速直线运动,物体的位移都跟运动时间成正比。
三、位移—时间图象(
s-t图):
-时间图象,简称位移图象.
1.表示位移和时间的关系的图象,叫位移2.物理意义:描述物体运动的位移随时间的变化规律。3.坐标轴的含义:横坐标表示时间,纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。
4.匀速直线运动的s-t图:
①匀速直线运动的s-t图象是一
条倾斜直线,或某直线运动的
s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。
斜率(倾斜程度)越大,
②s-t图象中斜率(倾斜程度)大小表示物体运动快慢,
4 / 23
)
速度越快。
③s-t图象中直线倾斜方式(方向)的不同,意味着两直线运动方向相反。④s-t图象中,两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。⑤s-t图象若平行于
t轴,则表示物体静止。
⑥s-t图象并不是物体的运动轨迹,二者不能混为一谈。⑦s-t图只能描述直线运动。5.变速直线运动的6.图象的应用:
(1)求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间(2)求速度:
(3)判断物体的运动性质:
【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书,停留一会儿后,又以相同的速率沿
原路返回家,图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态?
s-t图象为曲线。
【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的的是:
A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距C、乙比甲早出发
t1时间
S1
s-t图,下列说法正确
D、乙运动的速率大于甲运动的速率
【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知:________物体作匀速直线运动,_________物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_____,_____,_____。
课堂训练:
1.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是
A.匀速直线运动是速度不变的运动。B.匀速直线运动的速度大小是不变的。
C.任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D.速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。
2.关于质点作匀速直线运动的位移-时间图象以下说法正确的是(A.图线代表质点运动的轨迹。B.图线的长度代表质点的路程。
C.图象是一条直线,其长度表示质点的位移大小,每一点代表质点的位置。D.利用s-t图象可知质点任意时间内的位移,发生任意位移所用的时间。3.如图示,是
A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象,由图可知(
5 / 23
))
(
)