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第一章 运动的描述
第1节 质点 参考系
第一节 质点 参考系
核心素养点击
物理观念 理解质点的定义，知道质点是一个理想化的模型，初步体会物理模型在探索自然规律中的作用；理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一运动的描述可能是不同的。
科学思维 培养学生应用数学方法解决物理问题的科学思维方法。
科学探究 体验物体简化为质点的条件及意义，初步掌握科学抽象这种研究方法；体验不同参考系中运动的相对性。
科学态度与责任 通过探究实验，培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力。
思维导图
新课引入 对自然界物体运动的初感悟
世界是物质的，物质是运动的，整个世界就是永恒运动着的物质世界（哲学论语）。
运动 人与自然
不了解运动，就不了解自然。
自然界中的运动，形式多样，复杂而又多变。大到天体的运动，小到微观粒子的运动，还有与人类密切相关的自然界的运动以及我们生产、生活中人体的运动、交通工具的运动等等。
各种运动如何区分？怎样研究各物体运动的规律？为了达到这些目的，首先要能科学地描述各类不同的运动。从本节课开始我们就来学习描述运动的基本概念。
运动
我们在自然界中所见到的所有各种运动，……事实上都是很复杂的。”“我们要了解自然规律，应该先分析最简单的情况，在最初阶段先放下较复杂的情况。”
机械运动：物体的空间位置随时间的变化叫机械运动，简称运动。
机械运动是自然界中极为普遍的现象。
机械运动
怎样描述机械运动？
研究同一物体的运动时，物体的各个部分的运动情况可能不同，描述这种物体的运动可能会比较复杂。
例如：
风扇叶上与轴心距离不等的各点；
飞翔的小鸟身体各部分的运动状况不一样；
纸张的飘落。
同一个物体在研究其不同的运动情况时，有时可以不考虑其形状和大小，有时候却不得不考虑。
研究一列从广州开往北京的火车，什么情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么？
研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度！
研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度！
研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机。
因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计。
新知探究
质点（理想化方法）
一、质点
1、定义：用来代替物体的有质量的点。
（2）做平动的物体（物体上各点的运动情况相同）
新知探究
（1）物体的大小和形状对所研究的问题能够忽略不计。
2、条件：
（3）物体虽然有转动，但因转动而引起的物体各部分的运动差异对所研究的问题不起主要作用。
3、物理意义：为了研究问题的方便
问题一:地球可不可以看成质点.
问题导航
研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球与太阳之间的距离可以忽略，可以不考虑地球的大小。
研究地球的自转时，随着纬度的不同，地球表面的转动情况不同，地球的形状和大小不能忽略。
问题二:乒乓球可不可以看成质点？
问题导航
1. 研究乒乓球的运动轨迹时;
2.在研究上旋球或下旋球对接球的影响时；
一、质点
有时，物体上各点的运动情况完全相同，或者差别小到可以忽略，此时，我们研究一点的运动可以代表物体上所有的点。
如果物体上各点的运动情况相同，或者差异相对于所研究的问题可以忽略时，我们将物体简化为一个集中物体全部质量的点。这个点叫做质点。
质点是理想化模型：
1、理想化模型是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便
而进行的一种科学抽象，实际并不存在。
2、理想化模型是以研究目的为出发点，突出主要因素，忽略
次要因素而建立的物理模型。
3、理想化模型是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物
的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究手段。
讨论与交流：
①有人说：“研究物体的转动时，不能把物体看着质点”，你认为正确吗？
②有人说：“转动的物体都不能视为质点”，你认为正确吗？
研究物体的转动时，要考虑物体上各点运动情况的不同之处，故不能把整个物体看着质点！
不一定！这要看研究的问题跟它的转动是否有关。
③在什么情况下，下列物体可视为质点：地球、行走的人、抛出的手榴弹、前进的单车？
④物体能够看做质点的条件是什么？
地球：研究地球绕太阳的公转时
人：不考虑行走的姿势和技巧时
手榴弹：研究其飞行速度、轨迹等问题时
单车：研究其整体移动情况时
讨论与交流：
一般地，当物体的大小和形状跟研究的问题无关时，可以把物体看作质点。
【小结】
1、为了准确描述物体的运动，我们在某些情况下要把物体转化为质点。
2、在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点；在另外一些情况下，我们虽然不能忽略物体的大小和形状，但是可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动，于是，整个物体的运动也可以简化成一个点的运动，把物体的质量赋予这个点，它也就成了质点。
3、理想模型法，突出问题的主要方面，忽略问题的次要方面。
当物体的形状和大小对所研究的问题几乎没有影响时，物体就可以看着质点。忽略次要因素：形状、大小。 突出主要因素：具有质量（一个有质量的点）。
物体可简化为质点的条件是：物体的大小和形状在所研究的问题中应属于无关或次要的因素。一般来说，物体平动时或所研究的距离远大于物体自身的某些几何尺寸时，便可简化为质点。
1、下列关于质点的说法中，正确的是（ ）
A、体积很小的物体都可看成质点
B、质量很小的物体都可看成质点
C、物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点
D、只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看成质点
C
跟踪导练
2、下列情况不能看成质点的是（ ）
A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间
D、计算火车通过路口所用的时间
BD
跟踪导练
练习：
研究火车从温州开到上海的时间
研究王励勤发球的旋转情况
研究王励勤拉弧圈球的轨迹
研究郭晶晶 在空中做翻滚动作
只能是很小的物体才可以看成质点
同一物体在同一过程中，由于研究的问题不一样，物体不一定能看成质点
×
×
×
要描述物体的运动，通常要先判断它是运动的还是静止的；如果物体是运动的，再根据需要来说明它是怎样运动的。我们说房屋、树木是静止的，这大概是不会错的。但是、房屋、树木在随着地球一起运动，这是事实。再比如，行驶的列车中的乘务员与旅客在交流，列车外的人认为他们随列车一起运动，但他们彼此看对方却是静止的。为什么人们的看法会不一样呢？
二、参考系
地球在不断的自转，地面上的人看到太阳东升西落。
第一节 质点、参考系和坐标系
对面的伯伯看到女孩是静止的，那么路边的人看到的情况又是怎样的呢？
人们研究（描述）物体的运动时，总是不自觉地用另外的物体来作为标准，这些被作为标准的物体叫参考系（参照物）。
二、参考系
万物都是运动的吗？
我们所讲的运动和静止都是相对的！是相对参考系来说的。
参考系：用来作为“标准”、并被看着不动的物体。
1、描述一个物体的运动，首先要选参考系；想象自己置身其中，充当一个静止的观察者。
2、参考系本身可以是运动的，也可以是静止的，一旦选定后，便假设为不动的.
3、同一物体的运动如果选取的参考系不同，描述的运动情况也不同。
4、比较两物体运动时，必须选择同一参考系才有意义。
5、参考系可任意选取，但要根据具体问题需要，使物体运动描述简洁、方便。没有特殊说明，研究地面上物体的运动，一般以地球为参考系。
简单地说
1、参考系的性质：
（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。
2、参考系的选取原则：方便观测，描述简单。
选择的参考系不同，对同一物体运动的观测结果可能不同。
例：描述物体的运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确的是（ ）
A、早晨太阳从东方升起，参考系是地面
B、地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳
C、研究地面上物体的运动只能取地面为参考系
D、在不同参考系中描述物体的运动，繁简程度可能会不同
ABD
例3、关于参考系，下列说法正确的是 ( )
A.在研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系
B.由于运动是绝对的，描述运动时，无须选定参考系
C.选取不同的参考系来观察同一物体的运动，观察的结果一定是相同的
D.研究地面上物体的运动时，必须选择地球为参考系
答案：A
讨论与交流：
2、甲、乙、丙三架电梯，甲中乘客看见高楼向下运动，乙中乘客看见甲向下运动，丙中乘客看见甲、乙都向上运动。那么，甲、乙、丙三架电梯各自究竟在怎样运动？
1、“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，这句歌词中隐含的参考系是什么？
【基础练习】
1、用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是( )
A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点
C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点
答案：A
2、图示为正在航拍的四旋翼无人飞机。下列过程中能将无人飞机看作质点的是( )
A.调节飞机旋翼的转速
B.调整飞机在空中的姿态
C.观察飞机在空中的位置
D.调整飞机上摄像机镜头的方向
答案：C
3、两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，若以地面为参考系，上述事实说明( )
A.甲车向东运动，乙车不动
B.乙车向东运动，甲车不动
C.甲车向西运动，乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度向东运动
答案：D
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
答案：D
三、坐标系
1、为了定量描述物体的位置及位置变化，要在参考系
上建立坐标系。
2、物体的位置可认为是质点在某时刻所在空间的一点。
一维坐标：物体做直线运动。
二维坐标：物体在平面内做曲线运动。
三维坐标：物体在空间内运动。
坐标系的三要素：原点、正方向、单位长度
描述汽车做直线运动的一维坐标
如果物体沿直线运动，可以以这条直线为 X 轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。
X
O
5m
　
喷水抛物线
平面直角坐标系
X1
y1
y
0
x
小结:
一、机械运动
1、定义：物体的空间位置随时间的变化。
2、注：①运动是绝对的，静止是相对的；
②自然界中一切物体都在不停地运动着；
③描述物体的运动必须要有个参照标准；
④位置的变化：
一个物体相对于另一物体
物体的一部分相对于另一部分。
二、物体和质点
1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。
2、物体可以看作质点的条件：
物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。
3、注：①质点是一种科学抽象的理想模型；
②物体本身大小不是能否看成质点的标准；
③物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。
三、参考系
1、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的其他物体。
2、注：①描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动；
②选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；
③参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；
④通常选取地面为参考系；
⑤比较两个物体的运动应选同一参考系。
四、坐标系
1、全球卫星定位系统（GPS）
2、坐标系：
x/m
0
1
2
3
-1
一维
二维（直角坐标系）
x/m
y/m
1
0
2
-2
-1
-1
-2
2
1

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