1、1.1 认识运动【学习目标】1、知识与技能（1）知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同，通常选择参考系时，要考虑研究问题的方便。（2）理解质点的概念。知道它是一种科学抽象，知道物体在什么情况下可以看作质点，知道这种科学抽象是一种普遍的研究方法。（3）知道位移的概念。知道它是表示质点位置变动的物理量。知道它是矢量，可以用有向线段来表示。（4）知道位移和路程的区别。2、过程与方法（1）从科学抽象这种研究方法中，渗透研究问题时抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。（2）培养发散性思维、分析问题能力及语言表达能力。（3）具有一定的质疑能力、自主学习能力。3、情感、态度与
2、价值观（1）培养民族自豪感和爱国热情，发展对科学的好奇心和求知欲。（2）有将自己的见解与他人交流和分享的愿望，能体验到发现规律的喜悦。【学习重点】1、在研究问题时，如何选取参考系；2、质点、位移概念的理解；3、科学方法的介绍：理想化模型的方法。【知识要点】一、质点：用来代替物体的有质量的点1、根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法2、物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处?相同之处为：都是没有形状和大小的点不同之处为：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是
3、一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对得小”（1）质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型（2）质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法（3）一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关 （4）一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质即使是同个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系(1)运动和静止都是相对于参考系的(2)参考系的选取是任意
4、的(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义三、坐标系：有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统(GPS)来确定方位 要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述【问题探究】
5、下述物理过程中选择什么为参照物较恰当？12004年，所有的目光都集中在火星继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后，欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬2”号火星登陆车投放至火星表面从地球表面向火星发射火星探测器的过程中，若要研究探测器的运动情况，各应选择什么为参照物?(参考：前者为地球，后者为火箭)2讨论在抗洪救灾过程中，常常要用飞机向受灾的地区空投救灾物资从匀速飞行的飞机上向地面空投物资，在不考虑空气阻力的情况下，飞机上的人以飞机作参考系，他看到投下的物体是沿什么线路下落的，地面上的人以地面作参考系，看到物体又是沿着什么线路下落的?(参考：前者为竖直直线，后者为曲线)3第
6、一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性（1）子弹飞得那么快（一般为几百米每秒）为什么没有把他的手打穿？体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？（2）受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么
7、？参考答案：（1）因同一物体相对于不同的参考系有不同的运动状态相对于发射子弹的枪而言，子弹的初速度虽然为几百米每秒，但相对于其他以不同方向和速度运动着的物体，其运动速度就会有明显不同当子弹和飞机的速度大小方向相同，则子弹相对于飞机静止，即出现上述情况（2）除了飞行员具有高超的飞行技术外，相对于同一参考系时两个“物体”的速度要相同，即二者相对速度为零，处于相对静止状态即可完成41997年6月10日，在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星，这是我国研制成功的第一颗静止气象卫星，设计工作寿命三年2000年6月25日，“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“
8、风云二号B”气象卫星成功发射上天，在太空中顺利完成与A星的“新老交替”，最终定点在东经1050赤道上空，将向地面传回中国及周边地区的更高质量的气象资料（1）上述材料中的“静止气象卫星”最终定点在东经105赤道上空”，是以谁为参考系来描述卫星的运动的？该卫星相对地面的你，是静止的还是运动的？（2）具有上述特点的卫星称为“同步卫星”除了“气象卫星”外，“同步卫星”还有什么用途？（3）“同步卫星”与普通卫星相比较，有哪些特点？参考答案：（1）是以地球为参考系，且处于相对静止状态（2）通讯卫星（3）学完必修2后会更了解以地心为圆心，绕地球作匀速圆周运动，绕地球一周用时一天；轨道平面与赤道平面重合，且到
9、地心的距离固定，即只能定点在赤道正上方确定的高度上；相对地球处于相对静止状态【典型例题】例1、下列说法中，正确的是（ ）A做平动的物体一定都可以视为质点B有转动的物体一定不可以视为质点C研究物体的转动时一定不可以将物体视为质点D不可以把地球视为质点答案：选C质点是一个物理模型，能不能将物体简化成这一模型是有条件的，对做平动的物体，由于物体上各点运动状态都相同，在描述这一物体的运动状态时，只要描述清楚了物体上某一点的运动情况，那么物体的运动情况就清楚了，在这种条件下，物体可视为质点但是并不是在其他条件下不可视为质点对有转动的物体，在一定条件下也可视为质点，如地球有自转，在研究绕大阳公转时，就把地
10、球视为质点要研究物体的转动就不能把物体视为质点，因为点谈不上转不转的问题，所以A、B、D项均错，只C项正确例2、 A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地球为参考系，A速度为6m/s，B速度为10m/s。若以A为参考系，B的速度多大？方向如何？若以B为参考系， A的速度多大？方向如何？以A或B为参考系，地面的运动情况如何？解析：B的速度大小为4m/s（=10m/s - 4m/s），方向向东。A的速度大小也为4m/s（=10m/s - 4m/s），方向向西。（也可以说成A的速度为-4m/s，方向向西。）以A为参考系，地面的运动速度向西，大小6m/s；以B为参考系，地面的运动速度也是向
11、西，大小10m/s。拓展：我们看到，参考系选择不同，结论也不同，为了避免每次都要说明参考系，一般约定，研究地面上物体的运动，如果不指明参考系，就默认地面为参考系。【规律总结】本节学习的参考系和质点的概念是运动学甚至整个力学的最基本、最重要的概念并且还提供了重要的科学思维方法了解参考系的概念，对于观察、比较、研究物体的运动有实际的意义严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的，是一种理想化模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象自然界中任何一种事物及其运动变化，都是比较复杂的，研究问题，要暂时撇开起作用很小次要因素，抓住主要因素，如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小，以及物体上各部分运动的差
12、异是次要的或不起作用的，就可以把它看成质点【达标训练】1敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（ ）A船和山 B山和船 C地面和山 D河岸和流水2下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A质点就是质量很小的物体 B质点就是体积很小的物体C质点是一种理想化模型，实际上并不存在D如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点3.以下运动物体可以视为质点的是 ( ) A裁判眼中的体操运动员(正在体操比赛) B火车从上海开往北京，在计算其行车时间时 C火车通过某一路标，计算所用时间
13、时 D绕太阳公转的地球研究其公转时4关于坐标系，下列说法正确的是（ ）A建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B坐标系都是建立在参考系上的C坐标系的建立与参考系无关D物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置5在以下的哪些情况中可将物体看成质点（ ）A研究某学生骑车由学校回家的速度B对这名学生骑车姿势进行生理学分析C研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面6在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（ ）A研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少B研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化C一枚硬币用力上抛，猜测它落
14、地时正面朝上还是反面朝上D正在进行花样溜冰的运动员7太阳从东边升起西边落下是地球上的自然现象但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是 ( C ) A时间必须是在清晨飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大 B时间必须是在清晨飞机正在由西向东飞行飞机的速度必须较大 C时间必须是在傍晚飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大 D时间必须是在傍晚飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大8.下列说法中正确的是 ( ) A甲、乙两车以相同的速度同向行驶若观察结果为两车都静止则选用的参考系必是其中的一车 B甲、乙两车同向行驶相对距离保持不变若以甲车为参
15、考系则乙车一定是静止的 C甲、乙两车同向行驶速度大小不同若以甲为参考系,则乙车一定是运动的 D甲、乙两车同向行驶，若选择其中的任一辆车为参考系,两车一定都是静止的9坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的，这是因为选取 作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取 作为参考系的。10指出以下所描述的各运动的参考系是什么？（1） 太阳从东方升起，西方落下； （2） 月亮在云中穿行；（3） 汽车外的树木向后倒退。11一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点。（sin30=0.5）（1）建立适当坐标系
16、，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。12在二战时期的某次空战中，一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹，你如何理解这一奇怪的现象？【达标训练参考答案】1A 2.CD 3.BD 4.ABD 5.AC 6. A 7.C8BC9. 地面 、 地心 （地球每天围绕地轴自转一圈，地球赤道周长S=4.0104km,即大约为八万里,我们感觉静止不动，是以地面作为参考系;如果以地心为参考系,那么地面上的人将随地球一起绕地心转动，同时夜间会看到大量的天体. ）10.（1）地面 （2）云 （3）汽车 第11题图11.（1）坐标系如图,线OAB为运动轨
17、迹（2）xA=5m yA=5m; xB=5m yB=0m 12.由题意可知,炮弹以飞机为参考系，是静止的,所以飞行员不会被炮弹击伤;炮弹相对地面以很大的速度运动，站在地面上的飞行员是不敢抓炮弹的。【反思】收获疑问【阅读资料】平动与转动平动也称平移，平行移动是机械运动的一种特殊形式，是刚体的一种最基本的运动运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫做“平动”在同一时刻，运动物体上各点的速度和加速度都相同因此在研究物体的平动时，可不考虑物体的大小和形状，而把它作为质点来处理运动物体上，除转动轴上各点外，其他各点都绕同一转动轴线作大小不同的圆周运动，这种运动叫做“转动”物体上各点的运动轨迹是以转轴为中心的同心圆在同一时刻，转动物体上各点的线速度和线加速度不尽相同距转轴较近的点，其线速度和线加速度都较小，但角速度和角加速度都相同当刚体绕一固定轴线转动时，称为“定轴转动”，如门、窗、机器上飞轮的运动等当刚体绕一固定点转动时，称为“定点转动”，如回转仪的转子的运动等有时，当一点以另一固定点为中心作圆周运动时，也称为“该点绕中心点的转动”，如行星绕恒星的运动电子绕原子核的运动等
