2014-2015高中物理11质点参考系空间时间教科版必修1

1.1质点参考系空间时间[目标定位]1.理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，并能判断物体是否可以被看做质点.2.理解参考系的概念，知道运动具有相对性.3.知道空间的概念，能区分时刻和时间，会在坐标轴上表示时间和时刻．一、机械运动物体运动有多种形式，其中最简单的一种是一个物体相对于另一个物体位置的改变，叫做机械运动．二、质点1．在研究一个物体的运动时，如果被研究物体的形状和大小在所讨论的问题中可以忽略，就可以把整个物体简化为一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点称为质点．质点是一个理想化的物理模型．2．一个物体能否看做质点，完全取决于所研究问题的性质，而不是看物体实际体积的大小．想一想：2013年10月1日，丽丽一家坐高铁从北京到成都，丽丽想测量列车经过一座大桥的时间，可不可以将高铁看做质点？答案不能物体看成质点的条件是其大小和形状对所研究的问题没有影响．高铁的长度对测量时间有影响．三、参考系1．物体的运动和静止是相对的，要确定一个物体的位置并描述它的运动情况，就要选定某个其他物体做参考，这个被选作参考的物体叫做参照物，也称为参考系．2．选择的参考系不同，对同一研究对象运动情况的描述就可能不同．参考系的选择原则是任意的，但在研究地面上物体的运动时，通常取地面或相对于地面静止的物体为参考系．想一想：作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗？答案不是；参考系的选取是任意的，可以选择静止在地面上的物体，也可以选择在地面上运动的物体．四、空间时间时刻1．任何物体的运动都是在空间和时间中进行的．2．时刻：指某一瞬时．3．时间：指两个时刻之间的间隔．4．时刻和时间可以在表示时间的时间轴上表示出来，时间轴上的点表示时刻；时间轴上的一段距离表示的是时间．如果t1、t2分别对应于时间轴上的两个点，则两个时刻之间的时间Δt＝t2－t1.想一想：李爷爷起床后外出晨练，在公园遇到张爷爷．“您这么早！练多长时间了？”“十五分钟左右吧．现在是什么时间？”张爷爷说．“大约六点．”李爷爷说．对话中两个“时间”，哪个是“时间”，哪个是“时刻”？答案第一个是时间，第二个是时刻．“练多长时间”，是指时间间隔；“现在是什么时间”指的是一个瞬间，所以是指时刻.一、对质点的理解1．质点不同于几何中的“点”．质点是用来代替物体的有质量的点，具有质量，没有大小、体积、形状；与几何中的“点”有本质的区别．2．质点是一种“理想化模型”是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．它是抓住了主要因素——物体的质量，忽略了次要因素——大小和形状，是典型的物理模型之一．3．把物体看做质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计．例1(2013浙江高一期中)关于质点，下列说法正确的是()A．很小的物体总可以看成质点，较大的物体有时也能看成质点B．分析香蕉球(旋转的足球)的轨迹弯曲的成因时，可以把足球看成质点C．研究运动员跨栏时的动作时，运动员可以看成质点D．质点是为了突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化模型解析物体看做质点的条件是物体的形状和大小对研究的问题没有影响，与物体大小无关，所以A错误，D正确；研究香蕉球的轨迹弯曲成因，足球各部分的运动情况不同，所以足球不能看做质点，B错误；研究跨栏运动员动作时进行技术分析，不能将运动员看做质点，C错误．答案D借题发挥一个物体能否看做质点不是以其大小而论的，更不能看物体的轻重，而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响．针对训练在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是()解析马拉松赛跑测量的运动员跑完全程的时间，与运动员的形状和大小无关；跳水、击剑、体操比赛时，要看运动员的肢体动作，所以不能看成质点．答案A二、对参考系的理解1．物体的运动是绝对的，静止是相对的，选定参考系之后，才能知道所研究物体的运动情况．2．参考系的选取是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、简单为基本原则．通常选地面或地面上静止不动的物体为参考系．3．对于同一个物体，选取不一样的参考系，观察的结果也会不同．例2如图111所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船的运动状态是()图111A．A船肯定是向左运动的B．A船肯定是静止的C．B船肯定是向右运动的D．B船可能是静止的解析从河岸上的旗帜的运动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且比风速快；A船可能静止，可也可能向左运动，还有可能向右运动，但是比风速慢．答案C针对训练以下说法正确的是()A．参考系就是不动的物体B．任何情况下，只有地球才是最理想的参考系C．不选定参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的D．同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果解析参考系是假定为不动的物体，实际上也运动，A错；同一物体选择不同的参考系，其运动形式的表述一般不同，选择时以方便、简单为主，不选取参考系，就无法描述物体的位置变化，无法研究其运动，故B错，C、D对．答案CD三、对时间和时刻的认识1．区别与联系时间时刻区别物理意义时间是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志时间轴上的表示方法时间轴上的一段线段时间轴上的一个点对应运动描述量路程、位移位置描述关键词“3秒内”“前3秒内”“后3秒内”“第1秒内”“第1秒到第3秒”等“3秒末”“第3秒末”“第4秒初”“八点半”等联系两个时刻的间隔即为一段时间，时间是能展示运动的一个过程，好比是一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比是一张照片2.两者在时间轴上的表示(如图112)图112(1)一段时间的结束是下一段时间的开始，所以第ns末与第(n＋1)s初是指同一时刻．(2)第几秒内表示1s的时间间隔．(3)日常生活中所说的“时间”，有时指时间间隔，有时指时刻．在物理学中，时间的含义就是时间间隔．例3以下的说法中指时间的是()A．成都开往苏州的L236次列车于08时41分从成都东出发B．某人用15s跑完100mC．中央电视台新闻联播节目每天19时开始D．某场足球赛甲队用时80分钟才攻入一球解析选项A、C中的数据都是时间轴上的一个点，指的都是时刻；而B项中15s是与跑完100m这一运动过程相对应，指的是时间间隔，故答案选B、D.答案BD借题发挥时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志，某一时刻与物体的某一位置相对应，在时间轴上对应一个点；时间间隔则是事物运动、发展、变化所经历的过程，是两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应一段线段．针对训练关于时间和时刻，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C．时间就是时刻，时刻就是时间D．“北京时间12点整”指的是时刻解析时间指一过程，时刻指某一瞬时，A项错；第2s内和2s都指时间间隔，B项对；时间和时刻的意义截然不同，C项错；12点整指的是时刻，D项对．答案BD看做质点的条件1．下列关于质点的说法中，正确的是()A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在B．只有体积很小的物体才能被看成质点C．万吨巨轮非常大，无论何时都不能看做质点来处理D．如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素，可把物体看成质点解析质点是由实际物体抽象而得到的，只有质量，没有大小，不占据空间，是一个理想化模型，实际上并不存在，A对；体积很小的物体不一定都能看成质点，体积较大的物体有时也能看成质点，B错；当物体的形状、大小与所研究的问题无关或属于次要因素时，可忽略其形状、大小，物体可看成质点，C错，D对．答案AD2．(2014四川绵阳市期末)下列关于质点的说法正确的是()A．用GPS定位系统研究出租车所在位置时，可以将出租车看做质点B．研究火车通过一长度为200m的隧道所需时间时，可以将火车看做质点C．研究“嫦娥三号”绕月球运动一周所需时间时，可将“嫦娥三号”看做质点D．研究地球上四季变化的成因时，可以将地球看做质点解析出租车的大小和出租车到卫星的距离相比可以忽略，出租车能看成质点；火车的长度和隧道相比不可忽略，火车不能看成质点；“嫦娥三号”离月球表面的高度与其自身大小相比，可以忽略自身大小而视为质点；地球上四季变化的形成是地球自转的原因，所以不能将地球看做质点．答案AC参考系的选取3．如图113所示，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游曾写下了一首诗，其中的两句是“卧看漫天云不动，不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解．诗中这两句涉及的参考系分别是()图113A．岸和船B．船和岸C．都是岸D．都是船解析“卧看漫天云不动”是以船为参考系的，“不知云与我俱东”是以岸为参考系的，故B正确．答案B对时间和时刻的认识4．下列计时数据指时刻的是()A．“嫦娥三号”的发射时间是2013年12月14日21时11分B．列车到站时间晚点5分钟C．在2012年伦敦奥运会中孙杨在1500米自由游中以14分34秒14的成绩打破世界纪录D．η介子的寿命是3×10－19秒解析晚点5分钟、孙杨游泳的成绩和η介子的寿命都是指事物运动或发展过程，指的是时间间隔，A描述的是事件发生的时刻．答案A5．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，指的是时刻解析5s时指的是5s末这一时刻；5s内指的是前5s这一段时间；第5s内指的是4s末到5s末这1s时间；前1s末和后1s初是同一时刻，故第4s末和第5s初是同一时刻．故正确答案为A、C、D.答案ACD