人教版高中物理必修一运动的描述精品课件

第一章运动的描述学习导言●情景切入我们生活在一个运动的世界之中，远航的轮船、呼啸的飞机、奔驰的猎豹……从浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界的一切，都在不停地运动。在这一章里，我们将初步学习、研究如何描述物体的运动。●知识导航(1)研究一种物理现象总是先从现象的描述入手。作为研究物体机械运动规律的第一章，本章章名“运动的描述”就清楚点明将要讲述的是有关描述物体运动的物理量。(2)本章主要从四个角度介绍了描述机械运动的相关基本概念：一是从运动的研究方法，介绍了质点、参考系和坐标系；二是从运动的空间延伸，介绍了位移和路程；三是从运动的过程持续，介绍了时间和时间间隔；四是从运动的状态及变化，介绍了速度和加速度。本章还要学习实验器材的使用方法和实验数据的处理方法，但并不涉及具体规律的研究。(3)本章的重点是对质点的概念及位移、速度、加速度的物理含义的理解。难点是对加速度的理解、应用及加速度与速度的区别与联系。●学法指导(1)质点模型的建立和条件：能否把物体抽象为质点，关键要看它的大小和形状在所研究的问题中是否起作用。(2)运动的相对性运动不仅与参考系的选择有关，而且运动的效果还与方向有关。所以，应该把运动的相对性与方向性结合起来理解。(3)平均速度和瞬时速度注意到初中学的速度定义是路程与时间的比，它没有方向，高中学的平均速度是矢量，它的方向与位移Δx的方向相同，体会由平均速度到瞬时速度的过渡所采取的极限思想。(4)加速度对于加速度的理解一定要紧扣定义，理解其实质，要注意区分速度、速度变化、速度变化率、加速度这几个概念。(5)速度与加速度速度与加速度是两个不同层次的变化观念的反映。速度是描述位置变化快慢的物理量，加速度则是描述速度变化快慢的物理量。两者无直接联系。(6)v­t图象和x­t图象图象问题首先要分清坐标轴的含义，从而确定图象所反映的物理量之间的规律，理解图线的截距、斜率、面积所代表的含义。●考纲须知知识点要求参考系、质点Ⅰ位移、速度和加速度Ⅱ说明：上表中Ⅰ、Ⅱ的含义如下：Ⅰ：对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。与课程标准中的“了解”和“认识”相当。Ⅱ：对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。与课程标准中的“理解”和“应用”相当。1．质点参考系和坐标系第一章课堂情景切入方法警示探究知识自主梳理重点难点突破易错案例剖析课后强化作业考点题型设计学习目标定位※理解质点的概念※知道参考系的概念及其与运动的关系※知道如何用坐标系描述质点位置课堂情景切入下雨天，地面观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却是斜向后方的(如图所示)。你观察过这种现象吗？是否思考过其中的原因？知识自主梳理集合概念的考查1.定义：物体相对于其他物体的变化，叫做机械运动，简称运动。2．运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中没有不动的物体，一切物体都在不停地运动，运动是的，静止是的。位置绝对相对物体和质点1.质点研究物体的运动时，在某特定情况下，可以不考虑物体的和，把它简化为一个有的物质点，这样的点称为质点。2．把物体看成质点的条件物体的和等因素不影响问题的研究时，就可以把物体看成质点。大小形状质量大小形状参考系1.定义：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作，这个用来作就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。参考参考的物体2．选取原则(1)研究物体的运动时，参考系的选取是，一般根据研究问题的方便来选取。(2)在研究地面上物体的运动时，通常把或者的其他物体作参考系。任意的地面相对于地面静止不动1.建立坐标系的目的：定量地描述物体的及位置的。2．建立坐标系的方法：当物体做直线运动时，可以选取某一点为坐标原点建立坐标轴，坐标轴的方向表示规定的，坐标轴上的数值表示物体的。坐标系位置变化正方向位置重点难点突破一、理想化模型与质点1．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的抽象，实际并不存在。(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，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方法。2．对质点的理解(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是“具有质量”，但是质点没有大小、体积、形状，它与几何中的“点”有本质区别。(2)质点是一种“理想化模型”。(3)可将物体看成质点的几种情况：①物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。②物体上的各点的运动情况都是相同的，所以研究它上面某“点”的运动规律就可以代表它的整体运动情况了，故此物体也可以看做质点处理。③有转动但相对于平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。如在研究汽车运行的速度时，虽然车轮有转动，但我们关心的是车辆整体运动的快慢，故汽车可以看成质点。特别提醒：物体能否被视为质点，不是取决于物体的大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略。同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点，有的则不能视为质点。研究火车的各种运动情况时(如图)，哪些情况可以将火车视为一个质点？答案：(1)(3)不可以看做质点，(2)可以看做质点。解析：(1)火车进站时，火车的长度与站台相比不能被忽略，所以在研究火车进站的时间时，不能将火车看做质点。(2)火车的长度与从北京到重庆的距离相比，可以忽略不计，所以在研究火车从北京到重庆的时间时，可以将火车看做质点。(3)研究火车车轮上某点的运动与车轮的大小和形状有关，这种情况下不能将火车看做一个质点。二、对参考系的进一步理解1．选择参考系的意义要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系，对于同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同。2．选择参考系的原则(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。(2)参考系的选取可以是任意的。在实际问题中，参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。特别提醒：1由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而言。2在同一个问题当中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时，必须选取同一个参考系。3无论物体原来运动情况如何，一旦把它选为参考系，就认为它是静止的。(山东海岳中学12～13学年高一上学期期中)观察下面的漫画，图中司机说乘车人“你没动”，而路上的小女孩说他运动得“真快”。关于司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为()A．地面、地面B．地面、汽车C．汽车、地面D．汽车、汽车答案：C解析：乘车人和车具有相同的速度，保持相对静止，而相对地面来说，车在运动。故选项C正确。三、坐标系1．建立坐标系的物理意义借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化。2．坐标系的种类(1)直线坐标系：如果物体沿直线运动，即做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和标度，建立直线坐标系。(2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动时，需用两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二维坐标系(平面直角坐标系)。(3)三维坐标系：当物体在空间内运动时，需采用3个坐标确定它的位置，即三维坐标系(空间坐标系)。如图所示为三种不同的坐标系，其中，甲中M点位置坐标为x＝2m；乙中N点位置坐标为x＝3m,y＝4m；丙中P点位置坐标为x＝3m,y＝4m，z＝2m。特别提醒：1建立何种坐标系要针对物体是在直线上、平面内，还是空间中运动而定。2建立坐标系时应明确坐标原点、正方向及单位长度，标明坐标单位。在20m高的楼房顶上，将一质量为m的小球以5m/s的速度水平抛出，如图所示，物体在水平方向运动10m时，在竖直方向运动了20m，你认为应该建立怎样的坐标系能方便地描述物体现在所处的位置，按你所建立的坐标系，物体现在的位置坐标应如何？答案：应建立平面直角坐标系(10,20)解析：因为小球在二维空间运动，需要建立平面直角坐标系，若以抛出点为坐标原点，水平向右(即运动的水平方向)为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则可得其现在所在的位置为x＝10m，y＝20m，即用坐标表示为(10,20)。考点题型设计对质点概念的理解在亚洲田径锦标赛上，“飞人”刘翔(如图所示)以13秒14勇夺110m栏世界冠军，取得了四连冠的好成绩。下列说法正确的是()A．刘翔在飞奔的110m中可以看做质点B．教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点C．无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点D．能否将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题解析：刘翔飞奔时我们无需关注其跨栏动作的细节，可以看做质点，故选项A正确；分析其动作要领时，如果看做质点，其摆臂、跨栏等动作将被掩盖，无法研究，故选项B错误；根据质点的定义，能否将物体看做质点，关键是物体自身因素对我们研究问题的影响，而不能笼统地说能或不能，故选项C错误，选项D正确。答案：AD点评：物体能否被看成质点，关键要看所研究的问题。当物体的大小和形状对所研究的问题无影响或者影响可以忽略时，此时物体可以看成质点。下列物体或人可以看成质点的是()A．研究从北京开往天津的一列高速列车的速率B．研究绕月球运动的“嫦娥二号”卫星的运行轨迹C．体操运动员在单杠比赛中D．表演精彩芭蕾舞的演员答案：AB解析：完成单杠动作的运动员和表演芭蕾舞的演员，他们的姿态、肢体动作是需要研究的，不能把他们看成质点，C、D错；从北京开往天津的高速列车和绕月球运动的卫星的形状、大小对于所研究的问题可忽略，可看成质点，A、B正确。参考系与相对运动甲、乙、丙三人各乘一个热气球(如下图所示)，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是()A．甲、乙匀速下降，v乙v甲，丙停在空中B．甲、乙匀速下降，v乙v甲，丙匀速上升C．甲、乙匀速下降，v乙v甲，丙匀速下降，且v丙v甲D．以上说法均不正确解析：甲、乙、丙三人在观察其他物体的运动时，是以自己所乘的热气球为参考系的。楼房和地面连为一体，是同一个参考系，甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙相对于地面也在匀速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲；甲看到丙匀速上升，则丙的运动有三种可能情况：(1)丙静止(2)丙匀速上升(3)丙匀速下降，但v丙v甲；而在这三种可能的情况下，丙看到乙一定是匀速下降，符合题意。故选项A、B正确。答案：AB(浙江温州十校12～13学年第一学期期中联考)钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。9月16日12时休渔结束，我国派出海监编队到钓鱼岛海域护渔。如图所示，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明()A．甲船向西运动，乙船不动B．乙船向西运动，甲船不动C．甲船向西运动，乙船向东运动D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动答案：D坐标系的应用一个小球从距地面4m高处竖直向下抛出，被地面弹回，在距地面1m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2m处，向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()A．2m，－2m，－1mB．－2m,2m,1mC．4m,0m,1mD．－2m,0m，－1m解析：解答本题的关键是正确地建立坐标系，并在坐标系中标出各个时刻对应的位置。根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2m，B点为坐标原点，D点是地面，坐标为2m，，C点为接住点，坐标为1m，所以选项B正确。答案：B在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过(如图)，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标系，一辆彩车最初在原点以