1、2020人教版物理必修一-第1章-1第一章运动的描述情 景 切 入我们生活在一个运动的世界之中，远航的巨轮、呼啸的飞机、急驰的火车、旋转的星球从浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界中的一切物体，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 航机械运动的基本特征是空间位置随时间发生变化，所以研究机械运动就要从空间和时间两个方面进行，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，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
2、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。本章还学习了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。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。1质点参考系和坐标系素养目标定位素养目标定位素养思维脉络素养思维脉络1课 前 预 习 反 馈2课 内 互 动 探 究3核 心 素 养 提 升4课 堂 达 标 检 测5课 后 课 时 作 业课前预习反馈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
3、，静止是_的。知识点知识点 1机械运动机械运动位置绝对相对知识点知识点 2物体和质点物体和质点1实际物体：有一定的_和_，并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般_。2质点(1)定义：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。大小形状不同大小形状质量大小形状1定义：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体做_，这个用来做_就叫做参考系。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
4、运动时，通常把_或者_ _的其他物体作为参考系。知识点知识点 3参考系参考系参考的物体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(1)建立何种坐标系要针对物体是在_、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、_及单位长度，标明坐标单位。位置知识点知识点 4坐标系坐标系直线上正方向判一判(1)自然界中没有绝对静止的物体。()(2)很小的物体一定能看作质点，较大的物体有时也能看作质点。()(3)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。()(4)参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体。()(5)选取
5、的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同。()(6)描述直线运动，一般建立直线坐标系。()辨析思考辨析思考选一选(2019陕西省渭南中学高一上学期阶段检测)在考查下列运动员的比赛成绩时，可视为质点的是()A高低杠B跳水C花样滑冰D马拉松解析：在进行高低杠比赛、跳水比赛和花样滑冰比赛时，主要研究的是运动员的肢体动作，因此运动员的大小和形状都不能忽略不计，故不能视为质点；而在马拉松比赛中，研究的是运动员沿着比赛路径完成运动的时间长短，运动员的大小远小于比赛路程，可忽略不计，可以看作质点。故选D。想一想观察下面的漫画，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
6、孩对乘车人运动状态的描述中，司机和小女孩得到了不同的结论，但仔细一想他们都是对的。试分析小女孩和司机各自说话的根据。答案答案：对于路旁的小女孩，她们观察乘客是以地面为参考系；而坐在车内对于路旁的小女孩，她们观察乘客是以地面为参考系；而坐在车内的司机观察乘客是以车为参考系，故得到了不同的结论。的司机观察乘客是以车为参考系，故得到了不同的结论。课内互动探究地球在自转的同时，也在绕太阳公转，那么在研究地球的自转和公转这两个问题的时候能否将地球都看作质点呢？探究一理想化模型与质点探究一理想化模型与质点1提示：研究地球的自转时，地球上各点的运动情况不相同，若将地球看作质点，那么这个质点的运动不能反映地球
7、上各点的运动情况，也就无法研究地球的自转，此时不能把地球看作质点；研究地球的公转时，因日、地间的距离远大于地球本身的大小，由地球的大小和形状而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计，此时可将地球看作质点。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
8、”，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：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。如图所示，下列几种情况下的物体，哪些可将物体当作质点来处理()典题典题 1A甲：研究正在吊起货物的起重机的运动时B乙：研究正在旋转的硬币的运动时C丙：研究太空中宇宙飞船的位置时D丁：研究转动的门的运动时解析：解析：A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后，起重机、硬币、选项中的研究对象的大小、形
9、状忽略后，起重机、硬币、门的运动将无法研究，故门的运动将无法研究，故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点；选项中的研究对象不能被当作质点；C选项选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故中宇宙飞船的大小、形状忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故C项中的项中的宇宙飞船可以被当作质点。宇宙飞船可以被当作质点。对点训练1(2019山东济南一中高一上学期期中)下列关于女排比赛中的研究对象，可以视为质点的是()A研究女排比赛中选手扣球的动作时B确定运动员在球场上的位置时C研究运动员比赛中发出的旋转球时D确定落在边线处排球是否为界内时B解析：解析：研究女排比赛中选手扣球动作
10、时，运动员的形状对研究结果有较大研究女排比赛中选手扣球动作时，运动员的形状对研究结果有较大影响，因此运动员不可视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员影响，因此运动员不可视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员视为质点，故视为质点，故A错误，错误，B正确；在研究发出的旋转球和排球落点是否在边线界内正确；在研究发出的旋转球和排球落点是否在边线界内时球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此，不能视为质点，故时球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此，不能视为质点，故C、D错误。错误。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)。探
11、究二参考系探究二参考系2你观察过这种现象吗？是否思考过其中的原因？提示：这是因为选取的参考系不同。以地面为参考系时，看到雨滴是竖直下落的；以匀速行驶的车厢为参考系，看到的雨滴是斜向后方运动的。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。只有选定参考系后，才能研究物体做怎样的运动。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。3参考系的四个性质：(1)标准性：被选为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而
12、言的。(2)任意性：除自身外，任何物体都可以作为参考系。(3)统一性：比较多个物体的运动时应选择同一个参考系。(4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。特别提醒：(1)分析具体的问题时，选择合适的物体作为参考系，可使问题变得简单。(2)解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。(2018河北省张家口市高一上学期期中)观察图中屋顶的炊烟和小红头发的飘动方向，可知风与小红的运动情况，其中正确的是()A风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的小B风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的大C风是向右吹的，小红是向左运动的D风是向左吹的，小红是向右
13、运动的典题典题 2解析：选地面为参考系，由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因为小红的头发向右飘，所以小红一定向左运动且速度比风速大，故选项B正确。对点训练2(2019江西省赣州市十四县高一上学期期中联考)下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A“地球的公转”是以“地球”为参考系的B“太阳东升西落”是以“太阳”为参考系的C诗句“一江春水向东流”是以“流水”作为参考系的D升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的解析：研究“地球的公转”，是以“太阳”为参考系的，A错误；“太阳的东升西落”，是以“地球”为参考系的，B错误；“一江春水向东流”是以“河岸”为参考系的，C错误；升国
14、旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的，D正确。下列两幅图分别表示为正在踢球的运动员和在空中飞行的飞机，如果要描述踢球的运动员的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如果要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？探究三坐标系探究三坐标系3提示：可以以足球场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的平面坐标系，来准确地描述足球运动员的位置；如果要确定飞机的位置，则需要确定一点为坐标原点，建立空间坐标系来描述。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。2三种坐标系的比较特别提醒：(1)建立何种坐标系，由物体的运动特点确定。建立坐标
15、系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化。(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值，与正方向的规定和原点的位置有关。如图所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走了50 m到达B处，再向东走了100 m到达C处，最后又向北走了150 m到达D处，则A、B、C、D各点位置如何表示？典题典题 3解析：可以以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系，如图所示。则各点坐标为A(0,0)，B(0，50 m)，C(100 m，50 m)，D(100 m,100 m)。答案：答案：A(0,0)，B(0，50 m)，C(100 m，50 m)，D(100 m，100
16、 m)点评：点评：本题答案不唯一。画坐标系时，必须标上原点，正方向和单位长本题答案不唯一。画坐标系时，必须标上原点，正方向和单位长度。坐标系是数学知识在物理学中的应用，在物理学中用数学的知识，会使抽度。坐标系是数学知识在物理学中的应用，在物理学中用数学的知识，会使抽象的数字变得更加具体和有意义。象的数字变得更加具体和有意义。对点训练3(多选)如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标系(x轴)，在画该坐标系时规定原点在一长直公路上某交通亭中心，公路为南北走向，规定向北为正方向。坐标系上有A、B两点，A的位置坐标为xA50 m，B的位置坐标为xB30 m，下列说法正确的是()AA点位于交通亭
17、中心南方50 m处BA点位于交通亭中心北方50 m处CB点位于交通亭中心南方30 m处DB点位于交通亭中心北方30 m处解析：如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。建立直线坐标系之后，物体的位置与坐标系上的数值对应。由位置坐标的意义可知，A点在正方向50 m处，即在交通亭中心北方50 m处，故选项A错误，B正确；同理，B点在负方向30 m处，即在交通亭中心南方30 m处，故选项C正确，D错误。核心素养提升1建模背景：在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时，物体就可以看成质点。2模型特
18、点：(1)质点是用来代替物体的有质量的点，没有大小、体积和形状，它与几何“点”有本质的区别。(2)质点是一种典型的理想化模型，实际中并不存在。质点模型质点模型撑竿跳高是一个非常刺激的体育运动项目，如图表示撑竿跳运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆，以下说法中正确的是()A教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时，可以将运动员看作质点B分析运动员的助跑速度时，可以将运动员看作质点C研究运动员的越杆动作时，可以将运动员看作质点D任何情况下都不能将运动员看作质点案案 例例解析：教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时，不能将运动员看成质点，否则无法分析其动作姿势，故A错误；分析运动员的助跑速度时，人的形状对研究速度大小无影响，能将其看成质点，故B正确，D错误；研究运动员的越杆动作时，不能将运动员看成质点，否则无法分析其越杆动作，故C错误，故选B。方法提升：假设法判断物体能否当作质点(1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么。(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。(3)思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点。课堂达标检测课后课时作业
