高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系说课课件ppt
展开核 心 素 养物理观念(1)了解质点的含义.知道将物体抽象为质点的条件.(2)了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义.知道物体的运动具有相对性.结合实例,体会运动的相对性和绝对性. 科学思维初步体会建构物理模型的思维方式,能将特定实际情境中的物体抽象成质点. 科学态度与责任(1)经历质点模型的建构过程,认识物理模型在探索自然规律中的作用.(2)初步具备建构模型解决生产、生活中实际问题的科学态度.
一、物体和质点1.定义:在某些情况下,可以忽略物体的________和________,把它简化为一个具有质量的点,这样的点叫作质点(mass pint).2.将物体看成质点的两种情况(1)物体的________和________对所研究问题的影响可忽略不计.(2)物体上各点的运动情况完全相同,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点.
二、参考系1.运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是________.(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的________.
2.参考系(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为________,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随________变化,以及________.这种用来作为参考的物体叫作参考系(reference frame).(2)选择:在描述一个物体的运动时,参考系可以________选择.(3)结果:选择不同的________来观察同一物体的运动,其结果会有所________.参考系选取得当,会使问题的研究变得简洁、方便.
[导学1] 在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用. [导学2] (1)物体选为参考系,则认为该物体是静止的;(2)任何物体都可以当作参考系;(3)比较不同物体的运动时要选取同一参考系.
[导学3] 选择不同的参考系,物体的运动描述一般不同.但有时候也相同,如平稳运行的车中的乘客,选择司机或者车作为参考系,乘客都处于静止状态.
【思考辨析】(1)很小的物体一定能看成质点.( )(2)同一物体有时可看成质点,有时则不能.( )(3)质点是一种对实际物体的科学抽象,是一种理想化的物理模型.( )(4)质点与几何中的点一样,没有区别.( )(5)由于运动是绝对的,描述物体的运动时,可以不选定参考系.( )(6)参考系必须选择地面.( )
探究点一 物体看成质点的条件 问题探究在乒乓球比赛中,如果要研究乒乓球的运动轨迹,此时乒乓球能否被看成质点?如果要研究上旋球或下旋球对接球的影响时,此时乒乓球还能否被看成质点?请你试着说出理由.
提示:研究乒乓球的运动轨迹时,乒乓球的大小和形状可以忽略,因此可以被看成质点;但是研究乒乓球的旋转时,就不可看成质点.
归纳总结1.对质点的理解
2.物体能看成质点的条件(1)实际物体 物理模型(质点)的条件:物体的大小、形状对所研究问题的影响忽略不计.(2)物体上各点的运动情况完全相同,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点.
典例示范题型1 判断物体能否看成质点例1 2019年1月5日起,全国铁路实行新的列车运行图,超长版时速350千米“复兴号”首次亮相京沪高铁,超长版“复兴号”全长439.9 m,载客定员1 283人.下列说法正确的是( )A.“复兴号”体积太大,不能看成质点,乘客可看成质点,因为乘客体积小B.“复兴号”运行时任何情况下都不能将其看成质点C.研究车轮上某一点的运动轨迹时,可将“复兴号”看成质点D.计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间时,可将它看成质点
解析:A错:物体能否视为质点与物体的大小无关,因此不能说“复兴号”体积太大,就不能看成质点,乘客体积小,就可看成质点.B错:“复兴号”能否视为质点,要视具体情况而定,在某些问题中,若“复兴号”的大小和形状可忽略时,可将“复兴号”视为质点.C错:研究车轮上某一点的运动轨迹时,“复兴号”的大小不可忽略,不能将其看成质点.D对:计算“复兴号”从北京南站到上海虹桥站的运行时间时,“复兴号”的长度相对于北京到上海的距离来说可以忽略不计,可将其看成质点.
题型2 质点是一种理想化模型例2 在研究物体的运动时,力学中引入“质点”的概念,从科学方法上来说属于( )A.极限分析物理问题的方法 B.观察实验的方法C.建立理想模型的方法 D.等效替代的方法
解析:质点的引入是忽略次要因素,抓住主要因素,是一种建立理想物理模型的方法.
物体能否看作质点,难以判定时可按照以下思路进行: (1)研究对象所关注的因素是什么; (2)物体的大小、形状是关注的主要因素还是次要因素;(3)如果是次要因素,则物体可以看作质点,如果是主要因素,则物体不能看作质点.
素养训练1 [教材P12“思考与讨论”改编](多选)运动员踢足球的不同部位,会使球产生不同的运动.足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动,如图所示.下列说法正确的是( )A.研究足球的运动轨迹时可以把足球看成质点B.研究足球的旋转情况时可以把足球看成质点C.研究守门员的扑球动作时可以把守门员看成质点D.研究运动员踢球动作时不能把运动员看成质点
解析:研究足球的运动轨迹时,球的大小和形状对研究问题没影响,可以把足球看成质点,A正确;而研究足球的旋转情况时,球的大小和形状对研究问题有影响,不能把足球看成质点,B错;研究守门员的扑球动作、运动员踢球动作时,研究的是他们的动作,不能把守门员、运动员看成质点,所以C错,D正确.
素养训练2 在判断如图所示运动员的比赛成绩时,可视为质点的是( )
解析:A对:马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小和形状可以忽略,可以看成质点.B错:跳水比赛时,要关注运动员的动作,所以运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点.C错:击剑比赛时要注意运动员的肢体动作及击中点的位置,不能看成质点.D错:体操比赛中主要根据运动员的肢体动作评分,不能忽略运动员的大小和形状,不能看成质点.
探究点二 参考系与相对运动问题探究(1)如图,坐在火车里的乘客为什么说火车没有动呢?(2)站在站台上的小朋友为什么说火车好快呢?(3)应该怎样描述物体的运动情况呢?
提示:(1)火车相对于乘客没有发生位置的变动,所以乘客以自己为参考说火车没有动.(2)火车相对于站台及站台上的小朋友的位置在快速变化,所以小朋友以站台为参考说火车速度好快.(3)由上面的分析可知,要描述一个物体的运动情况,需要先选择某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化.
归纳总结1.选取参考系的意义:静止是相对的,运动是绝对的.要描述一个物体的运动时,首先必须选定参考系,之后才能确定物体的位置、研究物体的运动.对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果往往不同.2.参考系的选取原则(1)参考系的选取可以是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.例如研究火车上物体的运动时,一般选取火车作为参考系;研究地面上物体的运动时,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系.(2)在比较不同物体的运动时,应选择同一参考系.
典例示范题型1 参考系的选取与应用例3 万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上,受阅方队军容严整、精神抖擞,依次通过天安门,接受祖国和人民的检阅,出色地完成了受阅任务.如图为战旗方队以同一速度通过天安门广场时的精彩场面,在此过程中,下列说法正确的是( )A.以战旗旗杆为参考系,战旗方队车辆是静止的B.以战旗方队车辆为参考系,天安门城楼是静止的C.以该方队的领队车辆为参考系,该方队的其他车辆是运动的D.以地面为参考系,战旗是静止的
解析:以战旗旗杆为参考系,战旗方队车辆是静止的,选项A正确;以战旗方队车辆为参考系,天安门城楼是运动的,选项B错误;以该方队的领队车辆为参考系,该方队的其他车辆是静止的,选项C错误;以地面为参考系,战旗是运动的,选项D错误.
题型2 运动的相对性例4 (多选)甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降.那么,从地面上看,甲、乙、丙三人的运动情况可能是( )A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v乙D.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙
素养训练3 刻舟求剑的故事家喻户晓,如图所示,“舟已行矣,而剑不行”这句话所选用的参考系是( )A.舟 B.地面C.舟上的人 D.流动的水
解析:“舟已行矣,而剑不行”是说船相对于地面在运动,而剑落到水底后相对于地面不再移动,故此句选用的参考系是地面,选项B正确.
素养训练4 如图所示,新中国成立70周年阅兵仪式上,国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过.甲、乙分别是编队中的两架直升机,则( )A.以甲为参考系,乙是运动的B.以乙为参考系,甲是运动的C.以甲为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的D.以乙为参考系,“70”字样编队中所有直升机都是静止的
解析:甲和乙相对静止,所以以甲为参考系,乙是静止的,以乙为参考系,甲是静止的,故A、B错误;观众相对甲有位置变化,所以以甲为参考系,观众是运动的,故C错误;乙和编队中的直升机都是相对静止的,因此以乙为参考系,编队中的直升机都是静止的,故D正确.
1.2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m.“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是( )A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时
2.在研究下列物体的运动时,哪个物体可以看成质点( )A.研究乒乓球的旋转B.研究运动员的跳水动作C.研究卫星绕地球运行的周期D.研究车轮的转动
解析:关键是分析在实际研究的问题中物体的大小、形状能否忽略.若能忽略物体的大小和形状,则可视为质点,若不能忽略物体的大小和形状,则不可视为质点,由此可知A、B、D均错误,C正确.
3.“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室自动交会对接成功,如图所示.这标志着我国向建成空间站的目标又往前迈进了一大步,并为最终实现在2022年前后完成载人空间站的全部建设奠定了基础.根据以上信息,下列说法正确的是( )A.“神舟十一号”飞船与“天宫二号”实验室对接的过程,可将它们视为质点B.对接成功后,以“天宫二号”为参考系,“神舟十一号”飞船是运动的C.对接成功后,以地球为参考系,整个空间实验室是静止的D.载人空间站建成后,研究空间站绕地球飞行的时间时,可将空间站视为质点
解析:在交会对接的过程中,对“神舟十一号”和“天宫二号”的姿态调整,涉及转动,所以不能将“神舟十一号”和“天宫二号”看成质点,故A错误;对接成功后,“神舟十一号”与“天宫二号”运动情况相同,是相对静止的,故B错误;对接成功后,以地球为参考系,整个空间实验室绕地球转动,相对地球是运动的,故C错误;研究空间站绕地球飞行的时间时,空间站的形状和大小可以忽略,可视为质点,故D正确.
4.观察图中烟囱冒出的烟和平直路面上甲、乙两车上的小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是( )A.甲、乙两车一定向左运动B.甲车可能向右加速运动,乙车可能向右减速运动C.甲车可能静止或向右运动或向左缓慢运动,乙车一定向左运动D.甲车一定向右运动,乙车一定向左加速运动
解析:从图上烟的方向可以判断风的方向是向左的,图中甲车的小旗向左飘,我们可以判断甲车可能静止,可能向右运动,也可能向左运动,向左的速度必须小于风速,运动较缓慢;图中乙车的小旗向右飘,我们可以判断乙车一定向左运动,且向左运动的速度大于风速,选项C正确.
5.[情境·模型·素养]撑竿跳高是一项非常刺激的体育运动项目.如图表示撑竿跳高运动的几个阶段:助跑、撑竿起跳、越横杆.讨论并回答下列问题,体会质点模型的建立过程.(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时,能否将运动员看成质点?(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?(3)分析运动员越横杆的动作时,能否将其看成质点?
解析:(1)不能,纠正运动员的错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小).(2)能,分析运动员的助跑速度时,可以忽略其姿势及动作(即运动员的形状及大小).(3)不能,理由同(1).
核心素养本题考查质点模型的建立过程.撑竿跳高是大型运动会中的常规比赛项目,运动员能否看成质点取决于研究问题的角度,考查物理核心素养“科学思维”中的“模型建构”能力.
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