几个基本概念(第一二课时)

第一课时质点参考系和坐标系

知识目标：

1．知道参考系的概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。

2．理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象。

教学重点：

1．在研究问题时，如何选取参考系。

2．质点模型的条件判断。

教学过程：一?机械运动

河水在流动，汽车在行驶，桥梁、高山随着地球一起运动，物体内部的分子、原子也不停地运动，太阳在银河系中运动。宇宙中的一切都处在永恒的运动中。

定义:物体的空间位置随时间变化。

它是自然界最简单?最基本的运动形式.

二．参考系：

运动与静止

自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的,静止是相对的,但在研究物体的运动时,也可以说运动是相对的.

定义：在描述物体的运动时,被选定为参考,假定为不动的物体.

例：甲、乙两同学乘坐同一辆正在行驶的汽车中，甲同学说乙同学是静止的，而乙同学却说他自己是运动的。你认为哪种说法正确？说明理由。

总结：1。运动和静止都是相对参考系的。参考系的选取是任意的。

2．选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。

3．选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便。

4．比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。

三．质点

实际物体:有一定的大小和形状?并且物体上各部分运动情况一般说来并不相同.

在某些情况下可以不考虑物体的形状和大小，从而使问题简化，即把一个物体当作一个有质量的点，或者用一个有质量的点来代替整个物体。

用来代替整个物体的有质量的点叫质点。

例一列火车从武汉开到北京。火车可以看作质点；。

这列火车通过路旁一根电线杆。火车不能看作质点

总结：1。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的或不起作用的因素，就可以把物体当作质点。

2．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方法，这种方法叫理想化方法。质点就是一个理想化的模型。

3．高中阶段，力学中大多数研究对象都可以看作质点。

练习：

1）当研究地球的公转时，地球----------------看作质点。当研究地球的自转时，地球

看作质点。

----------------

2）汽车在平直的路面上行驶时，汽车----------------看作质点。汽车在转弯时，汽车

看作质点。

----------------

3）研究奥运会3m跳板冠军的跳水动作时，裁判--------------- 将她看作质点。

拓展：一个物体能否看作质点，一定要对具体情况进行分析，要看其形状、大小在所研究的问题中起的作用而定。

四．坐标系：

1．运动的质点通过的路线，叫做质点的轨迹。

2．质点的轨迹是直线，叫直线运动。质点的轨迹是曲线，叫曲线运动。

为了定量地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。一维坐标系：选某一位置为坐标原点，以某一方向为正方向选择适当的标度建立坐标轴。（适用于直线运动）

如下图甲所示,某一物体运动到A点时,此时它的位置坐标xA=5 m,若运动到B点,则其位置坐标xB=-2 m.

平面直角坐标系(二维坐标系): 在平面上以某一点为坐标原点,以两个相互垂直的直线为坐标轴,规定正方向?单位长度,建立的坐标系为平面直角坐标系,

（适用于同一平面内曲线运动）

如图乙所示.

物体在A位置时,其坐标为(3,2),即xA=3 m,

yA=2m

m,在位置B时,其坐标为B(2,-2),即xB=2 m,

yB=-2 m.

空间直角坐标系(三维立体坐标系): 物体的运动不在同一平面内运动时,可以建立空间直角坐标系.如图丙所示.

现在使用的全球卫星定位系统(GPS系统)

就是三维坐标系

习题一

1.坐在行驶的列车里的乘客,看到铁轨两旁的树木迅速后退,“行驶着的列车”和“树木迅速后退”的参考系分别是( )

A.地面?地面

B.地面?列车

C.列车?列车

D.列车?地面

2.关于质点的以下说法正确的是( )

A.只有体积很小质量很小的物体才可以看成质点

B.只要物体运动不是很快,就可以看成质点

C.物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点

D.质点是一种特殊的实际物体

3.我们描述物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法正确的是( )

A.我们说“太阳东升西落”是以地球为参考系的

B.我们说“地球绕太阳转”是以地球为参考系的

C.我们说“同步卫星在高空静止不动”是以太阳为参考系的

D.月亮在云中穿行,是以月球为参考系的

4.下列说法正确的是( )

A.参考系必须是地面

B.研究物体的运动时,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

5.下列情形中的物体可以看作质点的是( )

A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中

B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上

C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中

D.花样滑冰运动员在比赛中

6.下列情况下的物体,可以看做质点的是( )

A.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱

B.研究从北京开往上海的一列火车

C.研究一列火车通过南京长江大桥所用的时间时,这列通过大桥的火车

D.研究绕地球飞行的航天飞机

7.观察下图中烟囱冒出的烟和车上的小旗,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

8.第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000m高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是一只小昆虫,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹.飞行员能抓到子弹,是因为( )

A.飞行员的反应快

B.子弹相对于飞行员是静止的

C.子弹已经飞得没有劲了,快要落在地上了

D.飞行员的手有劲

9.如右图所示,一根长0.8 m的杆,竖直

放置,今有一内径略大于杆直径的环,

从杆的顶点A向下滑动0.6 m到达B点,

取杆的下端O为坐标原点,向下为正方

向,图中A?B两点的坐标各是多少?

环从A到B的过程中,位置变化了多少?

10.一物体从O点出发,沿向东的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点.

(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;

(2)依据建立的坐标系,分别求出A?B两点的坐标.

11.(拓展创新)一物体在xOy平面内做直线运动,

如图,从A(2 m,5 m)运动到B(5 m,2 m),试求,A到B的距离.

第二课时时间和位移

知识目标：

1．知道时间和时刻的含义以及它们的区别。

2．知道位移的概念，它是矢量，可以用有向线段表示。

教学重点：

1．位移的概念的理解。

2．时间和时刻、位移和路程的区别。

教学过程

某标准运动场上进行1500米赛跑，上午9时20分50秒发令枪响，某运动员从跑道上最内侧的起点出发，绕运动场跑了3圈多，9时25分28秒到达终点。请问：⑴起点到终点所花的时间是多少？

⑵起点和到达终点的时刻分别是多少？

⑶运动员跑过的路程是多少？

⑷它的位置变化如何？

一?时刻和时间间隔

1.时刻:在时间坐标轴上用点表示,表示某一瞬间.

如列车时刻表中T15次列车下午18时19分由北京西站发车驶往广州.其中18时19分表示的是时刻.

列车的时刻表所显示的时间均为时刻,所以叫列车时刻表,而不能叫列车时间表.

2.时间间隔:在时间坐标轴上,用线段表示,表示的是一个过程.

列车由广州到武昌,“16：52”从广州出发“03：20”到达武昌,列车运行时间为这两个时刻之间的时间间隔,为10小时28分钟,即628分钟.

3.时刻和时间间隔的区别和联系.

(1)我们平时所说的“时间”,有的时候指时刻,有的时候指时间间隔,要根据上下文认清它的含义.

例如:“5秒末”?“5秒时”,“第5秒初”等指的都是时刻而不是时间间隔;

而“5秒内”?“前5秒内”?“第5秒内”等这些指的一段时间,即时间间隔,而不是时刻,“5秒内”?“前5秒内”时间间隔都是5秒,“第5秒内”的时间长度只有1秒.

(2)时间间隔是两个时刻之间的时间长度,例如“第5秒内”

时间长度为1秒,即从第5秒初这个时刻(即第4秒末)到第5秒

末(即第6秒初)这两个时刻之间的时间长度.

例1:关于时间与时刻,下列说法正确的是( )

A.作息时间表上标出上午8：00开始上课,这里的8：00指的是时间

B.上午第一节课从8：00到8：45,这里指的是时间

C.电台报时时说:“现在是北京时间8点整”,这里实际上指的是时刻

D.在有些情况下,时间就是时刻,时刻就是时间

2．以下各说法中指时间的是( )

A. 前3秒

B. 最后3秒

C. 3秒末

D. 第3秒

二?矢量和标量

1.矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移、力。

2.标量:只有大小没有方向的物理量,如路程、时间。

3.矢量和标量的本质区别:两个标量相加时遵从算术加法的法则,矢量相加的法则与此不同.

直线运动的位置和位移

1.位置:对应坐标轴上的坐标,坐标为正时,位置在坐标轴的正半轴,坐标为负时,位置在坐标轴的负半轴.

2.位移:对应坐标的变化量,位移的方向从初位置指向末位置,位移的大小等于位置坐标变化量的数值.

3.位移的表示方法:l=x2-x1,其中x2为末位置坐标,x1为初位置坐标,l的正?负表示位移l与正方向同向或反向.

三?路程和位移

1.位移和路程是两个不同的概念,位移是用来描述物体位置变化的物理量,用从初位置指向末位置的有向线段来表示;而路程则是描述物体运动路径(轨迹)长短的物理量.

2.位移既有大小,又有方向,是矢量;路程只有大小,没有方向,是标量.

3.位移只与质点的初始位置和末位置有关,与运动路径无关,在初?末位置确定后,位移就是唯一确定的;而路程不仅与质点的初?末位置有关,还与质点的运动路径有关,在初?末位置确定后,路程并不能唯一确定.同一位移可以对应多个路程.

4.物体在一段时间内路程一般不能为零,除非物体静止不动;物体在一段时间内的位移可以为零,即使物体是运动的.如运动员绕环形操场跑一周,位移为零,但路程不为零.

5.位移的大小与路程无关,只有当质点做单向直线运动时,位移大小才等于路程,并且也仅仅是大小相等而已.否则,路程总是大于位移的大小.在任何情况下位移的大小都不可能大于路程.

例4:如图所示,一个物体从A运动到B,又从B运动到C.A?B?C三点的位置坐标分别为xA=5 m、xB=-10 m、xC=-2 m,试分别求出物体从A到B,从B到C,从A 经B到C的位移和路程.

习题二

1.以下数据指时刻的是( ),指时间间隔的是( )

A. 某运动员跑百米用时11.70 s

B. 某学校上午第一节课8:15正式上课

C. 1997年7月1日零时,中国开始对香港恢复行使主权

D.课间十分钟

E.第5s末

F.5s内

2.关于时间和时刻,下列说法正确的是( )

A.时间很长,时刻很短

B.第2 s内和2 s都是指一段时间间隔

C.时光不能倒流,因此时间是矢量

D.“北京时间12点整”其实指的是时刻

3.在直线运动中,路程和位移的关系是( )

A.路程总是大于位移的大小

B.路程总是等于位移的大小

C.路程总是小于位移的大小

D.路程不会小于位移的大小

4.物体沿边长为a的正方形路径,由A经B?C运动到D,如下图所示,

下列说法中正确的是( )

A.物体通过的路程为3a,方向向右

B.物体通过的路程为a,方向向右

C.物体通过的位移为3a,方向向右

D.物体通过的位移为a,方向向右

5.关于位移和路程,以下说法正确的是( )

A.位移和路程都是描述质点位置变动的物理量

B.物体的位移是直线,而路程是曲线

C.在直线运动中,位移和路程相同

D.只有在质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程

6.一质点绕半径为R的圆周运动了一周,则其位移大小是________,路程是________,若质点只运动了1/4周,则位移大小是________,路程是________.

7.若规定向东方向为位移正方向,今有一个皮球停在水平面上某处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经过5米时与墙相碰后又向西做直线运动,经过7米后停下,则上述过程皮球通过的路程和位移分别是( )

A. 12米、2米

B. 12米、-2米

C. -2米、-2米

D. 2米、2米

8.如图所示,某人站在高处从O点竖直向上抛出一个小球,上升的最大高度为

20 m,然后落回到O点下方25 m处的B点,则小球在这一运动过程中通过的

路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)( )

A.25 m, 25 m

B.65 m, 25 m

C.25 m, -25 m

D.65 m, -25 m

9. 一个质点在x轴上运动,从初始位置A运动到位置B,初始位移的坐标xA=3 m,末位置的坐标xB=-2 m,在此过程中它的坐标位置变化量Δx=?位移是多少.(如图所示)

(2)该质点在开始运动后经4秒位移多大?方向如何?

(3)该点在第5 s内的位移多大?方向如何?

12．如图所示,一个实心长方体木块,体积为abc,且a>b>c.有一质点自A点沿木块表面运动到E点,则

(1)最短路程是多少?

(2)质点的位移的大小是多少?