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|,叫做机械运动,简称运动。
2. 运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,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。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
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。
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。
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、参考糸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。
一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。
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. —定是静止的。
B .—定是运动的。
C .有可能是静止的或运动的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“质点”来处理。
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“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”。
在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”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“理想模型”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“理想晶体”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,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“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。
而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,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和掌握它们。
1.2时间和位移(一)学习目标:1. 知道时间和时刻的含义以及它们的区别,知道在实验中测量时间的方法。
2. 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。
3. 知道路程和位移的区别。
学习重点:1.时间和时刻的概念和区别。
2. 位移的矢量性、概念。
学习难点:位移和路程的区别。
主要内容:一、时刻和时间间隔1 •时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。
时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻,时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔。
---- 1 ----- 1 ---- 1 ------ 1------ 1------ 1---------- >T 1 2 3 4 5 t(s2 •在学校实验室里常用停表,电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。
【例一】下列说法中指的是时间的有 ___________________________ ,指的是时刻的有。
A. 第5秒内B.第6秒初C.前2秒内D.3 秒末E.最后一秒内F.第三个2秒G.第五个1秒的时间中点。
课堂训练:1 •关于时间和时刻,下列说法正确的是()A .物体在5s时就是指物体在5s末时,指的是时刻。
B .物体在5s时就是指物体在5s初时,指的是时刻。
C .物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。
D .物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1二、路程和位移1.路程:质点实际运动轨迹的长度,它只有大小没有方向,是标量。
2 .位移:是表示质点位置变动的物理量,有大小和方向,是矢量。
它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示,位移的大小等于质点始末位置间的距离,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取决于初末位置,与运动路径无关。
3. 位移和路程的区别:4 .一般来说,位移的大小不等于路程。
只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。
【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为 16.77m 的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒.一位球员击球后,由本垒经一垒、一垒二垒跑到 三垒•他运动的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?\16.7Tm课堂训练:1 .以下说法中正确的是( )A. 两个物体通过的路程相同,则它们的位移的大小也一定相同。
B. 两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同。
C. 一个物体在某一运动中,位移大小可能大于所通过的路程。
D. 若物体做单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程。
2 •如图甲,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光 滑的桌面上•手握小球把 弹簧拉长,放手后小球便左达的最远位置.小球向右经过中间位置 O 时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示。
若测得 OA=OC=7cm , AB=3cm ,则自0时刻开始:a • 0.2s 内小球发生的位移大小是 ,方向向 ,经过的路程是 •b • 0.6s 内小球发生的位移大小是 _________________________________ ,方向向 ,经过的路程是 •c. ____________________________ 0.8s 内小球发生的位移是 ,经过的路程是 •d. _______________________________ 1.0s 内小球发生的位移大小是 _________ ,方向向 _________________________________ ,经过的路程是 _ •3 •关于质点运动的位移和路程,下列说法正确的是() A •质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量。
B •路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量。
C .任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等。
D .位移是矢量,而路程是标量,因而位移不可能和路程相等。
4.下列关于路程和位移的说法,正确的是( )A •位移就是路程。
B •位移的大小永远不等于路程。
C .若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程。
右来回运动, B 为小球向右到经过匚— — 经过0—1 经过 经过 经过A —L 经过0—1 0 0.2 0.4 O S 0.8 LO t/s 乙 甲D .位移是矢量,有大小而无方向,路程是标量,既有大小,也有方向。
5 •关于质点的位移和路程,下列说法正确的是(A •位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向。
B. 路程是标量,也是位移的大小。
C. 质点做直线运动时,路程等于其位移的大小。
D. 位移的数值一定不会比路程大。
6.下列关于位移和路程的说法,正确的是()A •位移和路程的大小总相等,但位移是矢量,路程是标量。