人教版高中物理必修一课时一

课时1质点参考系和坐标系一，前言知识1，初中学习阶段，关于运动学的知识点有哪些？,2，如何理解：力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因：二，主要内容1．选什么物体为参考系，才能说“地恒动不止”？2．“日行八万里”的地球可否视为质点？3．有一个成语叫做“刻舟求剑”，如果说刻舟求剑者的错误在于错选了参照系，你同意这种看法吗？知识梳理：知识精析一、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．二、质点1．质点的特点：具有质量，占有位置，无体积和形状，是一个理想化的物理模型，实际上并不存在．2．物体能否看做质点的几种情况(1)平动的物体因各部分运动情况相同，一般可以看做质点．(2)物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题，物体本身的形状和大小已变成了次要因素时可以看做质点．如研究地球绕太阳的公转规律时，地球的大小就变成次要因素，可以不考虑，此时地球就可以看做质点．转动的物体在研究其转动的规律时不能看成质点．如研究地球自转时，地球的大小和形状就是影响研究问题的重要因素了，因此就不能再把地球看做质点了．(3)物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点．例1：2008年8月16日，牙买加运动员博尔特在北京奥运会上以9秒69打破男子百米跑世界纪录，再创速度极限．下列说法正确的是()A．在博尔特的100米飞奔中，可以将他看做质点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，均不能把博尔特看做质点D．是否能将博尔特看作质点,决定于我们所研究的问题三、参考系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．例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线以15m/s的相同速度行驶着．若两车都以路边的树木作为参考系，则两车都是以15m/s的速度向东行驶；若以其中任意一辆车为参考系，则另一辆是静止的．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．例如研究火车上物体的运动情况时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面不动的物体作为参考系，这时，参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地面运动了”．(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．例2甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看见高楼在向下运动；乙中乘客看见甲在向下运动；丙中乘客看见甲、乙都在向上运动．这三架电梯相对地面的运动情况可能是()A．甲向上，乙向下，丙不动B．甲向上，乙向上，丙不动C．甲向上，乙向上，丙向下D．甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢例3我们描述某个物体的运动时，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“地球围绕太阳转”，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．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的四、坐标系1．建立坐标系的物理意义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．2．坐标系的种类及特点(1)直线坐标系：以某一点为原点，规定单位(有时是长度，有时是时间，也可能是其他物理量)、正方向或变化方向的意义．(2)平面坐标系：物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系．如图1－1所示，在图甲中，a、b、c三点有相同的横坐标，在图乙中，A、B、C三点有相同的纵坐标，由此可以发现：如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能唯一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点的位置唯一确定．图1－1(3)多维坐标系(如三维立体空间坐标系)：物体的运动不在同一平面内时，可以建立多维坐标系.例4为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车的位置，我们可以取x轴表示长安街的东西方向，x轴的正方向指向东，并且取天安门前的旗杆作为坐标轴的原点，那么汽车的位置就由它的坐标完全确定了．若汽车的坐标是1km，则表示汽车处于什么位置？汽车的坐标是－2km呢？（特别要注意坐标正负号的含义，坐标的绝对值表示汽车离开坐标原点的距离，正负号表示方向）例5从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后落回地面，如图1－2所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下面的表格．坐标原点出出发点坐标最最高点坐标落落地点坐标地地面为原点抛出点为原点同步达标一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分，每题至少有一个选项是正确的)1．在研究体育比赛中运动员的运动特点时，下列运动员可以当做质点处理的是()A．研究姚明在扣篮的动作时B．研究李小鹏在双杆上比赛的动作时C．研究菲尔普斯100米自由游触壁的瞬间D．记录某马拉松运动员在比赛过程中各时刻的位置时2．关于参考系，下列说法不符合实际的是()A．一个物体相对于其他物体的位置变化，叫机械运动B．不选定参考系，就无法研究某一物体怎样运动C．参考系是不动的物体D．参考系是人们假设不动的物体3．“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”这一诗句表明()A．“坐地日行八万里”选的参考系是地心B．“巡天遥看一千河”选的参考系是地球以外的星体C．人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的D．坐在地面上的人是绝对静止的4．下列关于质点的说法中，正确的是()A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在B．因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别C．凡是轻小的物体，都可看成质点D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看成质点5．某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园玩．两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，上述观察说明()A．甲车不动，乙车向东运动B．乙车不动，甲车向东运动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动6．烟囱冒出的烟和平直路面上甲、乙两车上的小旗的朝向如图所示，关于甲、乙两车相对于路旁房子的运运情况，下列说法正确的是()A．甲、乙两车一定向左运动B．甲车可能静止或向右运动或向左缓慢运动，乙车一定向左运动C．甲车可能向右加速运动，乙车可能向右减速运动D．甲车一定向右运动，乙车一定向左运动7．地面观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是()A．向前运动B．向后运动C．倾斜落向前下方D．倾斜落向后下方8．第一次世界大战的时候，一个法国飞行员在2000m高空飞行的时候，发现脸旁有一个什么小玩意儿在游动着．飞行员以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓了过来．现在请你想一想这位飞行员的惊诧吧，他发现他抓到的是一颗德国子弹！大家都知道，子弹的飞行速度是相当快的，为什么飞行员能抓到子弹？9．为了确定平面上物体的位置，我们建立平面直角坐标系，如图所示．以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正．图中A点的坐标如何表示？其含义是什么？10．一物体从O点出发，沿东偏北30°的方向运动10m至A点，然后又向正南方向运动5m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，如果你坐在一艘匀速行驶的船中，窗户全部关闭，请你探究如何证明船是在运动的课时2时间和位移课前导航1，时刻，时间间隔，路程，位移，标量，矢量的定义2，学习物理时经常会遇到生活用语和专业术语的区别，这一点要引起重视．一位同学问：什么“时间”下课？另一位同学说：8时45分下课．又问：一节课多长“时间”？答：45分钟．请你思考：（1）．第一问中的“时间”实际是“时刻”还是“时间间隔”？（2）．第二问中的“时间”是“时刻”还是“时间间隔”？基础梳理知识精析一、时间间隔与时刻1．时刻对应于物体所处的状态，只有先与后、早与迟的区别，而没有长短之分；在时间轴上，时刻用一个点表示．举例：下面几种说法均属时刻．第2s初，第3s末，第5s时，火车10：05开车．2．时间间隔对应于物体所经历的某段过程，是用长短来表达的，它本身没有先后或迟早的涵义；在时间轴上，时间间隔用线段表示．举例：下面的几种说法均属时间间隔．第5s内：时间为1s；前10s内：时间为10s；从第3s初至第6s初：时间为3s.例1关于时间和时刻，下列说法正确的是()A．物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间D．第4s末就是第5s初，指的是时刻（时刻是一状态量，时间是一过程量，区分二者的关键是看它们对应的是一个状态还是一段过程）例2，下列的计时数据指时间的是()A．天津开往德州的列车于13时35分从天津发车B．某人用15s跑完100mC．中央电视台新闻联播节目19时开播D．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权二、位移与路程例3，如图2－1所示，在2008年北京奥运会上，甲、乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400m和100m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道完成了比赛．则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程大小l甲、l乙之间的关系是()A．x甲x乙，l甲l乙B．x甲x乙，l甲l乙C．x甲x乙，l甲l乙D．x甲x乙，l甲l乙例4，如图2－2所示，一操场跑道全长400m，其中CD和FA为100m长的直道，弯道ABC和DEF均为半圆形，长度均为100m．一运动员从A点开始起跑，沿弯道ABC和直道CD跑到D点，求该运动员在这段时间内的路程和位移．例5，在如图2－3所示的坐标系中，物体由A点沿直线运动到B点，再由B点沿直线返回到C点，试分别求出物体从A到B、从B到C、从A到C三段的路程和位移．（在位移轴上，位移等于坐标值的变化量.）三、标量与矢量1．标量：只有大小没有方向的量．如：长度、质量、时间、路程、温度、能量等．运算遵从算术法则．2．矢量：有大小也有方向的量．如：位移、力、速度等．运算法则与标量不同，我们将在以后学习．同步达标一、选择题1．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2s内和2s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2．关于位移和路程，下列说法正确的是()A．位移和路程是相同的物理量B．路程是标量，即表示位移的大小C．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向D．若物体做单一方向的直线运动,位移的大小等于路程3．下列说法正确的是()A．学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8：00”是指时间间隔B．火车站公布的旅客列车运行表是时刻表C．体育老师用秒表记录某同学完成百米短跑的记录值是时间间隔D．神舟七号绕地球飞行45周，耗时68时27分钟是时刻4．氢气球升到离地面80m高空时从上面掉落下一物体，物体又上升了10m高后开始下落，若取向上为正，则物体从掉落开始至落地时的位移和经过的路程分别为()A．80m,100mB．－80m,100mC．90m,180mD．90m，－180m5．一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表所示，则此质点开始运动后()t(s)末012345x(m)05－4－1－71A．第1s内的位移最大B．第4s内的位移最大C．第2s内的位移最大D．第3s的路程最小6．物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图所示．则它运动的位移和路程分别是()A．2(R+r)；π(R+r)B．2(R＋r)，向东；2πR，向东C．2π(R＋r)，