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1、
第一講 質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系精講精練
物理核心素養(yǎng)
(一)物理觀念
1.認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法能根據(jù)具體情況將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn),知道它是一種科學(xué)的抽象,知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法。
2.理解參考系的選取在物理中的作用,會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。
3.認(rèn)識(shí)一維直線坐標(biāo)系,掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
(二)科學(xué)思維、科學(xué)探究
1.體驗(yàn)質(zhì)點(diǎn)的條件及意義,初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。
2.體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣,提高學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力。
3.體會(huì)用坐標(biāo)方法,描述物體位置的優(yōu)越性,可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較。增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)
2、問題并力求解決問題的意識(shí)和能力。
(三)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1.認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象,運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性,培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、勇于探索的精神。
2.滲透抓住主要因素,忽略次要因素的哲學(xué)思想。
3.滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想。
學(xué)習(xí)重點(diǎn):
1.在研究問題時(shí),如何選取參考系。
2.質(zhì)點(diǎn)概念的理解。
學(xué)習(xí)難點(diǎn):在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。
知識(shí)點(diǎn)梳理:
一、物體和質(zhì)點(diǎn)
1.機(jī)械運(yùn)動(dòng):物體的空間位置隨時(shí)間的變化。
2.質(zhì)點(diǎn):某些情況下,忽略物體的大小和形狀,突出“物體具有質(zhì)量”,把它簡(jiǎn)化成有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。
3.把物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的大小和形狀可以忽略或
3、物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。
二、參考系
1.運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系
(1)自然界中的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中,即運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。
(2)描述某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),總是相對(duì)于其他物體而言的,這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。
2.參考系
(1)定義:在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),被選定做參考、假定為不動(dòng)的其他物體。
(2)選取原則:參考系的選取是任意的。
(3)參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響:選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),觀察結(jié)果往往不同。
三、坐標(biāo)系
1.建立目的:為了定量描述物體的位置及位置變化。
2.坐標(biāo)系的三要素:原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。
核心突破:
一、質(zhì)點(diǎn)
1.了解質(zhì)點(diǎn)應(yīng)
4、注意以下幾點(diǎn)
(1)一個(gè)物體能否被抽象成質(zhì)點(diǎn)是由所研究問題的性質(zhì)決定的,要視具體情況而定。同一個(gè)物體,在某種情形下可以看成質(zhì)點(diǎn),但在另外一種情形下就不一定能抽象成質(zhì)點(diǎn)。
(2)物體能否被抽象成質(zhì)點(diǎn),與物體的大小和形狀沒有必然聯(lián)系。
(3)質(zhì)點(diǎn)就是沒有形狀和大小,只具有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。
(4)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何中的“點(diǎn)”,因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)具有質(zhì)量而幾何中的點(diǎn)無質(zhì)量;也不同于微觀粒子(如電子、質(zhì)子等),因?yàn)槲⒂^粒子是實(shí)際存在的而質(zhì)點(diǎn)是“理想化模型”,實(shí)際是不存在的。
2.可將物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的幾種情況
[例1] 在評(píng)判下列運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí),運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是( )
答案 A
解析 馬
5、拉松比賽時(shí),由于路程長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員的體積可以忽略,可以將其視為質(zhì)點(diǎn),故A正確;跳水時(shí),評(píng)委要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作,所以不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;擊劍時(shí)評(píng)委需要觀察運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作,不能將其視為質(zhì)點(diǎn),故C錯(cuò)誤;評(píng)委主要根據(jù)體操運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作進(jìn)行評(píng)分,所以不能將其視為質(zhì)點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
練習(xí)1 (多選)在下述問題中,能夠把研究對(duì)象當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的是( )
A.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的多少
B.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長(zhǎng)短的變化
C.研究一列火車全部通過一座普通大橋所需時(shí)間的多少
D.研究一列火車從連云港站開往北京站所需時(shí)間的多少
答案 AD
解析 研究地
6、球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的多少,地球自身的大小和形狀對(duì)公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間沒有影響,所以能把地球視為質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)A正確;研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長(zhǎng)短的變化,研究的是地球本身,地球自身的形狀和大小不能忽略,不能被視為質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;計(jì)算火車通過一座普通大橋的時(shí)間時(shí),火車的長(zhǎng)度不可以忽略,不能看做質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;計(jì)算火車從連云港站開往北京站所需時(shí)間時(shí),火車的長(zhǎng)度對(duì)時(shí)間的影響很小很小,可以忽略,火車能被視為質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D正確。
方法總結(jié)
(1)只有質(zhì)量,沒有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。
(2)質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象,一一種理想化的模型,這種忽略次要因素、突出主要因素(質(zhì)量)的處理
7、方法是一種非常重要的科學(xué)研究方法。
(3)一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計(jì),而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)。
(4)一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn),取決于所研究的問題的性質(zhì),同一個(gè)物體在不同的問題中,
有的能被看作質(zhì)點(diǎn),有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。
二、參考系
1.選取原則:以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選地面或相對(duì)于地面靜止的物體作為參考系。
2.對(duì)參考系的理解
(1)標(biāo)準(zhǔn)性:選做參考系的物體都假定不動(dòng),被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。
(2)任意性:參考系的選擇具有任意性,但應(yīng)以觀察方便和使運(yùn)動(dòng)
8、的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選地面為參考系。
(3)統(tǒng)一性:在同一個(gè)問題中,若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須選擇同一參考系。
(4)相對(duì)性:同一運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系,觀察結(jié)果可能不同。例如,坐在行駛的車中的乘客,若以地面為參考系,則乘客是運(yùn)動(dòng)的;若以車為參考系,則乘客是靜止的。
例題2
(1)小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走
(2)月亮在蓮花般的云朵里穿行
(3)坐地日行八萬里,巡天遙看一千河
在上述三例中,各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分別是以什么物體為參考系的。
方法總結(jié)
判斷物體是否運(yùn)動(dòng)的一般思路
(1)根據(jù)參考系的選取原則選取參考系
9、。
(2)看物體與所選參考系之間的位置是否發(fā)生變化。
(3)若變,則物體是運(yùn)動(dòng)的;若不變,則物體是靜止的。
三、坐標(biāo)系
例題3.從一中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。提出問題:怎樣定量(準(zhǔn)確)地描述車或劉翔所在的位置。
提示:你的描述必須能反映物體(或人)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(直線)、運(yùn)動(dòng)方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。
1.直線坐標(biāo)系
(1)為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律,我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,這個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。
(2)對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng),一般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸,
質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向,選取計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長(zhǎng)
10、度的選定要根據(jù)具體情況。
(3)位置的表示方法,例: x=5m。
[例3] 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng),各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表:
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1
(1)請(qǐng)?jiān)趫D中的x軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。
(2)哪個(gè)時(shí)刻離開坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)?有多遠(yuǎn)?
解析 (1)以運(yùn)動(dòng)路徑所在的直線為x軸,標(biāo)出各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示。
(2)由圖可知第4 s末質(zhì)點(diǎn)離開坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn),有7 m。
2、平面直角坐標(biāo)系
物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)
如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)(例如滑冰運(yùn)動(dòng)員),我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系?
可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,此時(shí)可以用(x, y)表示物體的位置。
3.空間直角坐標(biāo)系
描述物體在空間的運(yùn)動(dòng)
在空間畫三個(gè)相互垂直的數(shù)軸(x軸、y軸、z軸)即可組成三維坐標(biāo)系,這時(shí)物體的位置由三個(gè)坐標(biāo)值來確定。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375