高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系教学演示ppt课件

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第一章 运动的描述 第1节 质点 参考系
不了解运动，就不了解自然。——亚里士多德（图左）我不知道世上的人对我怎样评价。我却这样认为：我好像是在海滨上玩耍的孩子，时而拾到几块莹洁的石子，时而拾到几片美丽的贝壳并为之欢欣。那浩瀚的真理的海洋仍展现在面前。——牛顿（图右）
1.1 质点(1)自然界中许多物体的运动都是很复杂的,要想准确地描述物体的运动,并不是一件容易的事,原因是任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般说来并不一样。(2)用来代替物体的有质量的点叫作质点。(3)在研究物体的运动时,若物体的大小和形状对研究问题的结果没有影响或影响很小(可忽略不计)时,可将物体视为质点,也就是说,能否将一个物体看作质点是由问题的性质决定的。
注意：在高中物理课中，我们主要研究那些能够简化为质点的物体的运动，所以常常不区分“物体”和“质点”两个词。
答案：物体能否看作质点,不在于它本身的大小,而是由所研究的问题的性质决定的,要具体情况具体分析。不是体积小的物体就可以看作质点,也不是体积大的物体就不能看作质点,关键是看物体的形状和大小在所研究的问题中是不是可以忽略不计。
思考：体积很小的物体一定可以看作质点吗?体积很大的物体一定不可以看作质点吗?
质点的特点(1)质点不同于几何“点”。质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是具有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别。(2)质点是一种“物理模型”。①物理模型是在物理研究中,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一。②物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学的抽象,实际中并不存在。
1.2 物体能否看成质点的判断(1)在研究物体的运动时,当物体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时,物体就可以看成质点。(2)以下几种情况,物体通常可以看作质点：
①物体的大小、形状可以忽略; ②物体的转动不起主要作用;③研究平动物体的运动情况; ④题目中有特殊说明的物体。
【例1】 以下情景中,加着重号的人物或物体可看成质点的是( 　) A. 研究一列火车通过长江大桥所需的时间 B. 乒乓球比赛中,运动员发出的旋转球 C. 研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作 D. 用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
【答案】D【解析】把物体看作质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题没有影响,或者对研究问题的影响可以忽略不计。研究火车通过长江大桥的时间时不能把火车看成质点;要接住“旋转球”,必须研究乒乓球的运动状态,此时不能把乒乓球看成质点;研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,不能把翟志刚看成质点;用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时,可以把“武汉”舰看成质点。故应选D。
【例2】 在某届冬奥会中,中国代表团共有66名运动员参加了4个大项、49个小项的比赛,共获得3枚金牌、4枚银牌和2枚铜牌的好成绩。下列关于冬奥会比赛项目中的研究对象可视为质点的是(　　)A. 研究参加跳台滑雪运动员的空中飞行姿态B. 研究参加男子1 500 m速滑的运动员行进过程中的速度C. 冰壶比赛中研究运动员抛出冰壶后的旋转方向D. 研究男子空中技巧比赛中的运动员
【答案】B【解析】解析:研究参加跳台滑雪运动员的空中飞行姿态时,其自身的大小不可忽略,选项A错误;研究1 500 m 速滑的运动员行进过程中的速度时,运动员可以看作质点,选项B正确;研究抛出的冰壶的旋转方向时,冰壶也不能看作质点,选项C错误;研究空中技巧比赛的运动员时,需要观察其动作的差异,此时不能视为质点,选项D错误。
简答：船中乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的船为参考系的,故能出现“看山恰似走来迎”的景象,“是船行”是以相对山不动的河岸或地面等为参考系的。
【情境2】如图所示,下雨天,地面观察者看到雨滴竖直下落时,坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴是怎样下落的?
简答：选择不同的参考系来观察同一物体的运动,得到的结论不同。因为车厢相对地面向前运动,所以车厢中的乘客看到的雨滴是倾斜落向后方的。
2.1 参考系在描述A物体的运动时,首先要选定B物体做参考,然后观察A物体相对B物体的位置是否随时间变化以及怎么变化。这种用来做参考的物体称为参考系。参考系的选择是任意的,选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果往往是不同的,这说明物体的运动具有相对性。2.2 参考系的“四性”标准性:不管物体是运动还是静止,一旦被选为参考系,物体就被看作是静止的。任意性:参考系的选取是任意的,以使物体运动的描述尽可能简单为原则,如不特别说明一般以地面为参考系。差异性:同一物体的运动,相对于不同的参考系一般是不同的。同一性:比较多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时,必须选择同一参考系。
【例3】 (多选)甲、乙、丙三人各乘一架直升机,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,甲看到丙匀速上升。那么,甲、乙和丙相对于地面的运动情况可能是(　　)A. 甲、乙匀速下降,且v甲