1、第一章 运动的描述 1.质点 参考系 1.质点:任务驱动 花样滑冰是冬奥会的比赛项目之一,许多花样滑冰运动员穿着冰鞋在冰上滑行的身姿令人难忘,研究运动员的动作时可以把运动员看作质点吗?提示:不可以。课前自主学习(1)定义:把物体简化为一个有_的物质点。(2)将物体看成质点的条件:在研究物体的运动时,当物体的_和_对所研 究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点。(3)质点是一种_模型,实际并不存在。质量 形状 大小 理想化 2.参考系:任务驱动“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走。”后半句是以什么为参考系的?提示:是以竹排为参考系的。(1)定义:在描述物体的运动时,用来作_的物体。(2)对参考系的
2、理解。描述一个物体的运动时,参考系可以_选择,但应以观测方便和描述运动简 单为原则,在研究地面上物体的运动时,常选_为参考系。选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结果会有所不同,所以说物体 的运动具有_。参考 任意 地面 相对性 课堂互动探究 主题一 质点【科技情境】2020年1月7日晚上11时20分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将通信技术试验卫星五号发射升空。卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功,中国航天发射2020年迎来开门红。如图所示,卫星在茫茫太空中遨游,文学家、艺术家采用形象的手法,“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空。”短短一两句话就勾勒出卫星的雄姿。【问题探
3、究】(1)研究卫星沿运行轨道运行时,能否将卫星视为质点?提示:卫星与其运行轨道相比,其大小可以忽略,因此可以视为质点(2)研究运行中卫星各部分的功能时,能否将其视为质点?提示:研究卫星各部分的功能时,就是研究不同部分的区别,不能视为质点 【天文情境】【问题探究】(1)在研究地球绕太阳公转和地球自转时,能否将地球看作质点?提示:研究地球绕太阳公转时,地球的形状和大小属于次要因素,地球可以看作质点。研究地球自转时,地球的形状不可忽略,不能将地球看作质点。(2)是不是很大的物体一定不能看作质点?而很小的物体一定可以看作质点?请举例说明。提示:不是。研究地球绕太阳的公转时可以把地球看作质点,而研究乒乓
4、球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看作质点。【结论生成】1.将物体看成质点的条件:(1)物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下,物体可看成质点。(2)只研究物体的平动时,或物体虽转动但不研究转动及转动的各个部分时,可以把物体看作质点。2.质点与几何点的异同:质点是一个理想化模型,质点没有体积,没有大小,也不是几何上的“点”,是一个与物体质量相等的,不占空间的抽象模型。3.质点与物体的大小无关:(1)物体能否看成质点取决于所研究问题是否与物体的大小、形状有关。(2)大的物体有时可以看成质点,如研究地球绕太阳公转时可以把地球看成质点。小的物体有时不可以看成质点,如研究原子的内
5、部结构时,原子不可以看成质点。【典例示范】在对以下过程进行研究时,可将研究对象视为质点的是()【规律方法】质点的基本属性(1)只占有位置不占有空间,在物体的大小和形状不起作用,或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时,我们近似地把该物体看作是一个具有质量,大小和形状可以忽略不计的理想物体,称为质点。(2)具有物体的全部质量,质点就是有质量但不存在体积与形状的点。【素养训练】1.(多选)下列关于质点的说法正确的是()A.只要是小的物体,就可以看作质点 B.当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,可用质点来代替物体 C.裁判判定跳水运动员的成绩,可以将其视为质点 D.研究足球的运动
6、轨迹可将其视为质点 2.观察如图所示四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是()A.图中研究投出的篮球运动路径 时不能将篮球看成质点 B.图中观众欣赏体操表演时不能 将运动员看成质点 C.图中研究地球绕太阳公转时不 能将地球看成质点 D.图中研究子弹射穿苹果的时间 时可将子弹看成质点【解析】选B。在研究篮球的运动路径 和地球绕太阳公转时,篮球和地球的大 小、形状可以忽略,可以将其看成质点;观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹 果的时间时,运动员和子弹的大小、形 状均不能被忽略,不能将其看成质点,综 上所述应选择B。【补偿训练】1.在研究下述运动时能把物体看作质点的是()A.研究空中跳水运动员的跳水
7、动作 B.研究飞往火星的宇宙飞船的最佳运行轨道 C.研究地球自转 D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间 2.关于质点,下列说法中正确的是()A.评委为体操运动员刘璇的“跳马”动作评分时可将刘璇看成质点 B.质点是一个理想化模型,但实际是存在的 C.物理学中的“质点”跟几何学中的“点”没有区别 D.如果物体的大小和形状在所研究的问题中属于无关的或次要的因素,就可以把物体看作质点 主题二 参考系 任务1 参考系的选取原则【生活情境】文博站在自家的窗户旁,看到不远处一列高速行驶的(和谐号)动车飞驰而过,惊叹道:“真快呀!”子轩同学坐在此动车里随妈妈去旅游,他看到路旁树林飞速向后掠过,而回过头来看车
8、厢时,却发现车厢没动。【问题探究】(1)观察同一列动车的运动,为什么会出现这两种不同的现象呢?提示:这是因为选择的参考系不同,文博同学是以房屋或地面为参考系,发现动车位置在变化,所以文博同学认为动车在运动;子轩同学是以自己或动车为参考系,看到树林向后运动,而车厢没有动。(2)研究物体的运动时为什么必须选择参考系?提示:因为运动和静止是相对的!只有选定参考系后才能描述一个物体是否运动、怎样运动。任务2 运动和静止的相对性【生活情境】在我国古典小说镜花缘中有这样一句话:“去岁一阵大风,把我院一口井忽然吹到篱笆外去。”【问题探究】为什么“井”会被“吹到篱笆外 去”?提示:运动和静止是相对的,一个物体
9、 的运动状态的确定,关键取决于所选取 的参考系,所选取的参考系不同,得到 的结论也不一定相同;人之所以看到井 会被吹到篱笆外去!说明说这句话的人 是以篱笆为参考系的。如果以地面为 参考系,井相对于地面的位置没有发生 变化,所以井是静止的,而篱笆的位置 相对地面发生了变化。【结论生成】参考系的“四性”(1)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。(2)任意性:参考系的选取是任意的,以方便和使对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。(3)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。(4)同一性:比较多个物体的运动或同一个物体在不同
10、阶段的运动时,必须选择同一参考系。【典例示范】如图所示,新中国成立70周年阅兵式上,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】选D。为了保持“70”字样,要求所有的直升机都要同速飞行,无论是选甲或乙为参考系,其他飞机都是相对静止的。故A、B错误,D正确。若以甲为参考系,则坐在观众席上的观众是运动的,故C错误。【规律方法】参考系的选取原则(1)选取参考系一般应根据研究对
11、象和研究对象所在的系统来决定,研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系。(2)参考系的选取可以是任意的,在实际问题中,参考系的选取以研究问题方便,对运动的描述尽可能简单为原则。【素养训练】1.描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法中正确的是()A.我们说“日落西山”是以山为参考系的 B.我们说“地球围绕太阳转”是以地球为参考系的 C.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以地面为参考系的 D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体 2.在电视连续剧西游记中,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟
12、空”站在平台上,做着飞行的动作,在他背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果,摄影师把人物动作和飘动的白云以及下面的烟雾等一起摄入镜头。放映时,观众觉得“孙悟空”在“腾云驾雾”。这时,观众所选的参考系是()A.“孙悟空”B.平台 C.飘动的白云 D.烟雾 【补偿训练】1.(多选)甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动,乙中乘客看甲在向下运动,丙中乘客看甲、乙都在向上运动;这三架电梯相对地面的运动情况可能是()A.甲向上,乙向下,丙不动 B.甲向上,乙向上,丙不动 C.甲向上,乙向上,丙向下 D.甲向上,乙向上,丙也向上,但比甲、乙都慢 2.“天舟一号”与“天宫二号”顺利完成第一次自动交会对接,在对接时,两 者要保持一样的运动速度,下列说法正确的是()A.组合体相对地球是静止的 B.“天舟一号”相对于“天宫二号”是运动的 C.组合体相对于地球是运动的 D.“天舟一号”相对于地球是运动的,“天宫二号”相对于地球是静止的【解析】选C。以地球为参考系,“天舟一号”和“天宫二号”对接时,两者在 围绕地球高速运动,A、D错误,C正确;在“天舟一号”与“天宫二号”对接时,两者要保持一样的运动速度,两者相对静止,B错误。【课堂回眸】课堂素养达标