质点 参考系

导语:

经典咏流传:《过山》凤凰传奇

《早发白帝城》

【作者】李白 【朝代】唐

朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。

两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。

诗中两句“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”的境界颇为神妙,身在猿声山影之中的诗人,立在这如脱弦之箭、顺流直下的船上,是何等畅快而又兴奋啊,瞬息之间,轻舟已过“万重山”。“轻舟已过万重山”反映的物理知识是运动的相对性,以“山”为参照物,“轻舟”快速驶过万重山。今天我们就来学习高中物理必修第一册第一章《运动的描述》第一节《1.1 质点 参考系》:

机械运动:物体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。注意:①自然界中一切物体都在不停地运动着。②运动是绝对的,静止是相对的。

力学:在物理学中,研究物体机械运动规律的分支叫做力学。

01
质点

神舟飞船相对人来说相对庞大,但在苍茫太空中却显得如此渺小,科学家在研究其在太空中运动情况时,是否会考虑其大小和形状呢?

实际上科学家在研究其运动情况时通常采用一种物理模型:将所研究的物理对象看成一个点,在某些情况下,可以不考虑物体的大小和形状,突出“物体具有质量”这一要素,把它简化为一个有质量的点,称为质点。那么,对实际物体运动的描述,就转化为对质点运动的描述。

✿定义

在物理学上,用来代替物体的有质量的点,称之为质点。

✿条件

物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点.

例如:月球很大,但它绕地球公转时,其大小就变成次要因素,我们完全可以把月球当作质点看待.但是在研究月球自转时,就不能把它看成质点了.

划重点

当研究的问题不明确时,可遵循分析问题的习惯:

⑴一般来说当物体上各个点的运动情况都相同时,可用物体上—个点的运动代替整个物体的运动,研究其运动性质时,可将它视为质点;

⑵做转动的物体,当研究其细微特征时不能将其视为质点;

⑶但是当物体有转动,且因转动而引起的差异对研究问题的影响忽略时,物体也可视为质点。

⑷物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据。

✿质点的物理意义

质点是一个理想的物理模型,要区别于几何学中的点,在物理学的研究中,引入“理想模型”,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。


典型例题:国际奥林匹克运动会,中国代表团参加了包括田径、体操、柔道等项目的比赛,下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是(      ).

A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况

B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置

C.跆拳道比赛中研究运动员的动作

D.跳水比赛中研究运动员在空中的运动情况

【解析】撑杆跳高时,若将支撑杆看做质点,则无法研究支撑杆的转动情况,选项A错误;研究帆船在大海中的位置时,帆船的大小和形状可以忽略,故可将帆船看做质点,选项B正确;跆拳道比赛中,若将运动员看做质点,则运动员的动作就无法研究,选项C错误;研究跳水运动员在空中的运动情况时,运动员的大小和形状不能忽略,故不能将运动员看做质点,选项D错误.

【答案】B

02
参考系

“坐地日行八万里”,这又是怎么回事呢?其实,要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体来作参考.

坐地日行八万里,巡天遥看一千河分别以地心、地球为参照物。

"坐地日行八万里"讲的是地球自转,人坐着不动,也会跟随一起地球自转八万里。但你在自己地球上是感受不出来的。

"巡天遥看一千河"讲的也是地球自转,人坐在地球上看夜空,觉得夜空在旋转,自己在"巡天"。实际上是地球自己在转,而不是夜空绕着地球转。


(扩展资料:

参照物的选择是任意的,既可以选相对地面静止的物体,也可以选运动的物体作为参照物。可本着便于研究的原则,选取合适的参照物,如研究地面上物体的运动,通常选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物。被研究的物体本身不能选作参照物,因为以此研究对象为参照物,研究对象永远都是静止的。

注意:不要把地面当地球。大多数没有表示参照物的都是以地面为参照物。

以地球为参照物,实际上是以地心为参照物,以地心为参照物,就是假定地心足不动的,也可以想象观察者是在地心处。以地面为参照物,就是假定地球表面的某一点(不是整个地球表面)是静止不动的,也可以认为观察地点是地球表面的那一点。地面是绕着地球的自转轴做圆周运动的,所以,选择地面还是地球作参照物,对同一物体的运动描述是不一样的。

参照物判断方法

1、要明确研究对象。

2、明确物体的运动情况。

3、如果研究对象是运动的,哪个物体相对于它的位置发生了改变,哪个物体就是参照物;如果研究对象是静止的,哪个物体相对它的位置没有改变,哪个物体就是参照物。

参考资料:百度百科——参照物)


✿定义

在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系.

✿运动的相对性

物体的运动都是相对参考系而言的,这是运动的相对性.

如:路边的树木,若以地面为参考系是静止的,若以行驶的汽车为参考系,树木是运动的,这就是我们坐在车里前进时感到树木往后倒退的原因.

✿参考系的选择

参考系的选择是任意的,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系.

典型例题:以下说法正确的是(  ).

A.只有很小的物体才能视为质点,很大的物体不能视为质点

B.若以河岸为参考系,在顺水漂流的船上行走的人可能是静止的

C.做直线运动的物体,其位移大小跟这段时间内它通过的路程一定相等

D.一节课40分钟,40分钟指的是下课的时刻

【解析】物体能否被看作质点的关键是要分析物体的大小和形状对所研究问题而言是否能忽略,体积大的物体有时也能看成质点,体积小的物体有时也不能看成质点,选项A错误;当人逆着水流方向在船上以与水流速度大小相同的速度向后行走时,人与河岸的相对位置是不变的,人相对于河岸是静止的,选项B正确;只有物体沿同一方向做直线运动时,位移大小才跟这段时间内它通过的路程相等,除此之外,都是位移大小小于路程,选项C错误;40分钟指的是时间间隔,它对应着两个时刻之间,在时间轴上对应着一段长度,选项D错误.

【答案】B

考题再现

基础过关:

1、关于参考系的选择,下列说法错误的是 (        )

A.描述一个物体的运动,参考系可以任意选取

B.选择不同的参考系,同一运动,观察的结果可能不同

C.观察或研究物体的运动,必须选定参考系

D.参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体

2、关于质点,下列说法中正确的是(        )

A.只要体积小就可以视为质点

B.若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时,可把物体当作质点

C.质点是一个理想化模型,实际上并不存在

D.因为质点没有大小,所以与几何中的点是一样的

3、研究下列情况中的运动物体,哪些可看作质点(        )

A.研究一列火车通过铁桥所需时间

B.研究汽车车轮的点如何运动时的车轮

C.被扔出去的铅球

D.比较两辆汽车运动的快慢

重难突破:

4、在研究下列哪些问题时,可以把物体看成质点(        )

A. 求在平直马路上行驶的自行车的速度

B. 比赛时,运动员分析乒乓球的运动

C.研究地球绕太阳作圆周运动时

D.研究自行车车轮轮缘上某点的运动,把自行车看作质点

5、如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船的旗帜分别向右和向左飘,两条船运动状态是(        )


A.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

6、甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客看甲、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. 甲向下、乙向下、丙向下    B. 甲向下、乙向下、丙向上

C. 甲向上、乙向上、丙向上    D. 甲向上、乙向上、丙向下

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