物理必修一第一章运动的描述导学案终.docx
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物理必修一第一章运动的描述导学案终
物理必修一第一章运动的描述导学案
1质点参考系和坐标系导学案
【学习目标】1.本节知识点及要求
(1)掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点
(2)知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况
(3)认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化
2.重点
(1)质点模型的建立
(2)参考系的重要性
3.难点
把实际物体抽象成质点,体会这种研究方法
【导学提纲】
1.机械运动物体位置的变化,也就是物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,称为机械运动,简称为运动。
2.质点我们在研究物体的运动时,在某些情况下,可以不考虑物体的大小和形状,而突出“物体具有___质量____”这一要素,把它简化为一个有质量的物质点,称为质点。
一个物体能否看成质点是由问题的性质_决定的。
3.参考系在描述物体的运动时,要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于它的位置是否随时间变化,以及怎样变化。
这种用来做参考的物体称为参考系。
为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
【学习探究】
本章章首语中有一句最核心的话:
“物体的空间位置随时间的变化……,称为机械运动”。
雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中,雄鹰、足球都在做机械运动。
当我们要详细描述这些物体的运动时就有些困难?
这里我们引入一个质点的概念,其实“质点”,就是其中“物体”的一种最简单模型;而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。
一、质点:
在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小,把物体看成是一个具有质量的点,这样的物体模型称为“质点”。
注意:
1.“质点”是一种科学的抽象,是一种理想化模型,是在研究物体运动时,抓住了物体的主要因素,忽略了次要因素,它是实际物体的近似,是一种最简单的模型(以后还会遇到更多的模型)。
2.一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的,一般在以下两种情况下能把物体抽象成质点
(1)物体上各部分的运动情况都相同时。
如沿斜面下滑的木块可看成质点。
(2)物体本身的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时。
如研究地球绕太阳公转时,地球大小相对于地球到太阳的距离可忽略,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不计,在这种情况下,地球当做质点来处理。
数据:
地球直径
日地距离
例1.在研究火车从上海站到北京站的运行时间(通常只须精确到“分”),能不能把火车看成质点?
在研究整列火车经过一个隧道的时间(通常精确到“秒”),能不能把火车看成质点?
由此你得出什么看法?
(同一物体有时看做质点,有时又不能看做质点,要具体问题具体分析.如研究火车从北京到上海时,可把火车看做质点,不考虑火车的长度,而研究火车通过某一座桥时,这时就不能把火车看做质点)
实例分析
1.在下列运动中,研究对象可当做质点的有
A远洋航行的巨轮
B研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况
C绕地球运动的人造卫星
D从斜面上滑下的物体
E火车从车站开出通过站口的时间
F只有体积很小或质量很小的物体
2.下列关于质点的说法中,正确的是D
A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义
B.只有体积很小的物体才能看作质点
C.凡轻小的物体,皆可看作质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点
二、参考系:
为了研究物体的运动,被选来作参考的其他物体称为“参考系”。
注意:
有了参考系,才能确定物体的位置,并且假设参考系是不运动的。
选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动。
研究地面上物体的运动时,通常取地面或相对地面不动的物体做参考系。
例2.敦煌曲子词中有一首:
“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”.请用物理学知识解释“山走来”和“山不动,是船行”。
你由此又得到什么看法?
几点提醒
a.描述同一个物体运动时,若以不同的物体为参考系观察的结果可能不同
在空中,“空姐”热情为旅客服务,为了描述“空姐”的运动情况,应选下列哪个物体为参考系
A飞机场B飞机
C沿航线的山,树或云彩D都可以
b.参考系的选取原则上是任意的,在实际问题中应以研究问题方便为原则.
c.应认识到运动是绝对的,静止是相对的唯物辨证思想.
例1.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。
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D
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
问题分析“坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一辆火车开动了,此时他感到自己坐的火车在后退实际上,他坐的火车并没有动”这句话中,所选则的参考系有多少?
三、坐标系:
为了定量研究运动,必须在选定的参考系上建立坐标系,这样才能应用数学工具来研究质点的运动。
注意:
1.如果物体沿直线运动,则以这条直线为坐标轴(x轴),在这条直线上规定原点、正方向和单位长度,这样物体的位置就可以用一个坐标值(x)来确定。
见下图
2.如果物体在一个平面内运动,则需要建立平面坐标系。
用两个坐标值(x,y)来确定物体的位置。
如在台球比赛中,要确定某个台球在桌上的位置,怎么办?
3.对于曲线运动的质点,可建立二维、三维或多维坐标系.
【当堂检测】
1.下列说法中,正确的是()
A.质点一定是体积极小的物体
B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,不能把火车视为质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以不能把自行车视为质点
D.宇航英雄杨利伟在太空观察地球,可以把地球视为质点
2.下列情况中,可将物体看成质点的是()
A.研究某同学骑自行车返校的速度
B.对自己骑车姿势进行生理学分析
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行规迹
D.研究火星探测器在火星着陆后如何探测火星表面
3.关于参考系的选择,有四位同学展开了讨论,其中正确的是()
A.甲说,只有静止的物体才可以被选作参考系
B.乙说,任何物体都可以被选作参考系
C.丙说,选择地面作参考系是最好的
D.丁说,参考系必须选与地面连在一起的物体
4.一个小球从距地面4m的高的A点开始下落,被地面B点弹回,在距地面1m高的C点被接住。
如果取竖直向下为坐标轴的正方向,原点定在A点正下方2m处,那么A、B、C三点的位置坐标分别是()
A.-2m、2m、1mB.-4m、0、-1m
C.4m、0、1mD.2m、-2m、1m
5.一列火车停靠在站台上,车厢内的人看着窗外的另一列火车,感觉到自己乘坐的火车开动了,可等了一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。
你有过类似的经历吗,出现这种现象的原因是什么?
【课后寄语】
本次课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念,质点是重点,是理想化模型,是一种科学抽象。
判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度,跟物体本身的形状、大小无直接关系。
因此,分析题目中所给的研究角度,是学习质点概念的关键。
运动是绝对的,运动的描述是相对的;对同一运动,不同参考系描述形式不同;一般选大地为参考系。
坐标系是建立在参考系之上的数学工具;坐标系的建立,为定量研究物体的运动奠定了数学基础。
2时间和位移
【学习目标】
1.知道时间和时刻的区别和联系.
2.理解位移的概念,知道路程与位移的区别.
3.知道标量和矢量.
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间间隔、位置和位移.
【重点】理解位移的概念,知道位移是矢量,会用有向线段表示位移的大小和方向
【难点】区别路程和位移
【自主探究】
知识点一:
时刻和时间间隔
1时刻:
指的是某一瞬间,在时间坐标轴上用一点表示
2时间间隔:
指的是两个时刻的间隔.在时间坐标轴上用一线段表示
3平时所说的“时间’’.有时指的是时刻,有时指的是时间间隔
讨论交流材料1:
电台报时时一般是这样说:
“现在是北京时间八点整”.听评书连播等节目时,最后播音员往往说“请明天这个时间继续收听”.这里的两个“时间”是什么意思?
材料2:
“1s末”“1s时”“2s初”物理意思是否相同?
【阅读】P12第一部分:
时刻和时间间隔并完成下列问题。
1.结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔?
2.观察教材第12页图1.2—1,如何用数轴表示时刻和时间间隔?
3、时间和时刻有区别,也有联系,在时间轴上,时间表示一段,时刻表示一个点。
如图所示,0点表示开始计时,0~3表示3s的时间,即前3s,2~3表示第3s,不管是前3s,还是第3s,这都是指。
3s所对应的点计为3s末,也为4s初,这就是。
知识点二:
路程和位移
【阅读】P13第二部分:
路程和位移并完成下列问题。
【思考与交流】:
1、观察教材第13页图1.2—2从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择?
这些选择有何相同或不同之处?
结论:
路程与物体运动轨迹有关,而位置的变化仅与物体起点与终点的位置有关
2、根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗?
1路程:
物体运动轨迹的长度
2位移:
表示物体位置的变化
①表示方法:
用初始位置指向末位置的有向线段表示
②大小:
线段的长短表示位移的大小
③方向:
线段的指向表示位移的方向,由初位置指向末位置
说明:
①一般地路程大于位移的大小,只有物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程。
②时刻与质点的位置对应,时间与质点的位移相对应。
③位移和路程永远不可能相等(类别不同,不能比较)
3、在坐标系中,我们也可以用数学的方法表示出位移.
位移是连接起点和终点的有向线段(指向终点)
观察教材第13页图1.2—3质点从A点运动到B点,我们可以用从由A指向B的_______线段表示位移,(特别注意位移是有方向的)
结合以上问题归纳一下:
位移和路程有什么不同?
说明:
①一般地路程大于位移的大小,只有物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程。
②时刻与质点的位置对应,时间与质点的位移相对应。
③位移和路程永远不可能相等(类别不同,不能比较)
针对训练
1关于位移和路程,下列说法正确的是()
A沿直线运动的物体,位移和路程是相等的
B质点沿不同的路径由A到B,其路程可能不同而位移是相同的
C质点通过一段路程,其位移可能是零
D质点运动的位移大小可能大于路程
2.气球上升到100m的高空时,从气球上落下一物体,物体又上升了10m后开始下落,若取向上为正方向,则物体从离开气球开始到落到地面时的位移为多少?
通过的路程为多少?
3.下列哪种情况下指的是位移()
A.机动车里程表上所显示的千米数
B.标准田径尝跑道的周长是400m
C.乘火车或飞机由北京到上海的直线距离约为1080km
D.计量跳远运动员的比赛成绩
4.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1
1.几秒内位移最大?
2.几秒内路程最大?
提示注意初始时刻质点位于坐标原点,质点位移的起点在坐标原点。
解析位移最大时,质点距离原点的距离最大。
由表中提供的数据可知,此质点开始运动后4s内位移最大,是7m。
质点的位置坐标在不断变化,说明它在不断运动,所以此质点开始运动后5s内路程最大。
点悟
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- 物理 必修 第一章 运动 描述 导学案终