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1.1 质点 参考系 时间
第一章 运动的描述
雄鹰在空中翱翔
坐地日行八万里
足球在绿茵场上飞滚
我们生活在一个运动的世界
物体相对于其他物体在空间位置上随时间的变化，叫作机械运动（mechanical motion），简称运动。
生活中随处可见的运动，
如玩耍的孩童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰。。。。。。
问题：该如何描述物体的运动呢？
一、机械运动
雄鹰在空中翱翔身体向前运动、翅膀上下运动；
足球在绿茵场上滚动时，它在向前运动同时还在转动；
准确描述之难
怎样描述物体的运动？
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。
困难和麻烦在哪里？
我们有时候关注物体各部分的运动，
有时关注物体的整体运动
因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么！
原来如此！
雄鹰在空中飞翔
它的身体的形状也就不用在意了
只研究雄鹰从哪里移动到哪里
可以忽略雄鹰的大小，将其视为“点”在运动
人类居住的地球在绕太阳公转，同时又在自转。 因此，地球的各部分离太阳的远近在不断变化。
若只研究地球公转的时候？
可以忽略地球的大小和形状，而把它视为“点”。
如果考虑到地球到太阳的距离长达1.5×108km，而地球的直径只有1.3×104km， 还不到它与太阳距离的万分之一
当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点.
高铁以某速度从广州驶向上海,研究高铁在两城市之间运行时间长短
我们是否要考虑高铁本身大小？
车轮的转动，我们考虑吗？
忽略某些次要因素------形状、大小、体积
只关心主要的因素------位置、质量
二、质点：
用来代替物体的有质量的点。
1、特点：
A、它没有大小和形状。
B、它具有物体的全部的质量。
C、它是一种理想化的模型。
2、几点说明:
1、物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。
2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。
3、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。
4、在本书中，我们只研究可简化为质点的物体的运动，对于“物体”和“质点”两个术语往往不加区分。
(1)研究地球自转时的昼夜交替现象；
(2)研究地球绕太阳的公转时的轨迹；
(3)一列沿铁路运动的火车，研究它从长沙到北京所用的的时间；
(4)研究火车通过电线杆所用的时间．
【典型例题1.1.1】
下列物体能看成质点吗？
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.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，
就可以看成质点
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作质点
C
【典型例题1.1.2】
【思考与讨论1】
质点和几何中的点有什么异同？
1、相同点：都是没有形状和大小的点。
2、不同点：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，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。
有人认为，体积很小的物体可以被看成质点，体积很大的物体不能被看成质点；只有低速运动的物体才可被看成质点，高速运动的物体不可被看成质点.上述观点正确吗？
【讨论与交流2】
质点是由实际物体抽象出来的理想化模型.然而，并不是所有情况下物体都可被看成质点.一个物体能否被看作质点，要根据问题的具体情况而定.
质点小结
★质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。
★质点是一个理想物理模型，是实际物体的一种近似. 它抓住了事物的主要因素，忽略了次要因素，是对客观复杂事物近似的理性的反映。
★一个物体能否看成质点，是由所研究问题决定的，同一物体，研究问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。
★用来代替物体的有质量的点。
第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。
如何判断一个物体是运动的？
思考：同样的物体，运动为什么会不同？
【讨论与交流3】
在一列行驶的动车上，两名旅客相对而坐，如图1-1-2所示，有些人认为他们是静止的，有些人认为他们是运动的.为什么人们的看法会不一样？
描述物体的位置及其变化时，又总是相对其它物体而言，即运动和静止的相对性。
参考系：描述物体运动时,用来作为参考(假定为不动)的物体（reference frame）
三、参考系：
选择参考系的原则是什么？
1、原则上参考系可以任意选取。但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取。
2、一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系。
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，
不知云与我俱东。
体会诗境中的相对运动
【讨论与交流4】
参考系可以定性的描述物体的运动。如何定量的描述物体的运动呢？
为了定量描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系.如果物体沿直线运动，我们就以这条直线为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.如图1-1-3所示，若某一物体运动到点A，此时它的坐标xA=2m；若它运动到点B，则此时它的坐标xB=-1m.
建立坐标系后，我们就可以用坐标表示质点的位置，用坐标的变化描述质点的位置变化.
【典型例题1.2.1】
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
A
观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两车一定向左运动
B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
【解析】 图中房子相对地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地球而言）．甲车上的旗子也向左，则有三种可能情况：一是甲车不动，风把小旗向左刮；二是甲车向右运动，风相对甲向左，风把小旗向左刮；三是甲车向左运动但小于风速，因此风仍能把小旗向左刮．对于乙车，则只有乙车向左运动并大于风速，此时风把小旗向右刮．故选项D正确．
【答案】 D
【典型例题1.2.2】
参考系小结
1、运动的相对性：
描述运动要寻找参考物体
2、参考系（reference frame）
定义：选来作为参考的物体
（1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）
（2）对不同参考系，运动可能不同
注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。
任何物体的运动离不开时间和空间.对于时间这个术语，我们并不陌生，那么时间的含义是什么呢？
四、时间与时刻
【讨论与交流5】
我们在利用网络平台购买机票时，可以从如图1-1-4所示的页面中得知某一航班的时间信息：该航班从广州起飞的时间为14：00，到达北京的时间为17：05，飞行时间为3小时5分钟.请问以上对“时间”的说法有什么不同？
1.时间和时刻的概念：
钟表指针指示的一个示数对应着某一瞬间，也就是时刻.人们把两个时刻之间的间隔称为时间.
2.时间和时刻的表示：
时刻和时间可以在时间轴上表示出来.时间轴上的一个点表示的是某一时刻，时间轴上一条线段表示的是一段时间.各时间间隔与时刻如图所示：
3.时间的零点选择的问题：
原则上，任何时刻都可以作为时间零点.我们常常以问题中的初始时刻作为时间零点，这样下一个时刻t就可用来表示相对于时间零点的时间。
【典型例题1.3.1】
以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是(　　)
A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间
B．“前3秒钟”“最后3秒钟”“第3秒钟”指的都是时间
C．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻
D．轮船船务员说本班轮离港时间为17点25分指的是时间
【典型例题1.3.2】
(多选)在如图所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(　　)
A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初
B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内
C．t0～t2表示时间间隔，称为前2 s或第2 s内
D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内
B
BD
【实践与拓展】
1.我国古人很早就利用圭表知道一年约等于365天。以3~5人为一组，去图书馆查阅资料或上网搜索，尝试制作一个圭表模型.
2.了解“天宫二号”上的冷原子钟

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