第一章运动的描述.ppt
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1、,第一章 运动的描述,不了解运动,就不了解自然。 亚里士多德,1.质点 参考系 坐标系,机械运动,各种形态的运动 热运动 组成微观世界的粒子的活动。 政治运动 人类社会中,某些利益群体为实现某种利益诉求而进行的政治斗争。如:辛亥革命 五四运动 机械运动 物体的空间位置随时间变化的过程。 机械运动是最基本最简单的运动形态。力学是研究物体机械运动规律的物理学分支。它所研究的核心问题是:物体在何时运动到何位置。,描述运动的困难 每个物体有大小和形状。 通常情况,物体上的每个点的运动情况 都是不同的。 如果物体都可以看作一个点问题将得以简化。 思考 在现实中,研究物体的运动问题,有时可以将物体视为“点
2、”?请举几个例子,并说明其中的道理。 质点 有质量的点,物体和质点,物理学是一门研究模型的学科,物理学发展的过程是不断构建、完善和应用物理模型的过程。 “模型”的特征与“理想化”的思维本质 抓住“主要因素” 忽略“次要因素” “理想化”的条件 能否进行“理想化”的简化取决于研究问题的性质。 物体可以看作质点的条件 A物体的形状大小对研究的问题可以忽略。 B同一物体,有时可以看作质点,有时不可以。 C平动的物体一般都可以看作质点。 D转动的物体一般不看作质点,但若转动对研究问题影响不大,可以看作质点。,“质点”模型,问题与练习,ACDF,问题1 分析下列运动,能把物体看作质点的是( ) A. 研
3、究邢慧娜在万米长跑中不同阶段的快慢 B. 观看花样滑冰运动员在比赛中的表演 C. 研究运动中的人造卫星的轨道 D. 研究在空中飞旋的乒乓球轨道 E. 研究乒乓球的各种旋转打法 F. 研究火车从北京到上海运行需要的时间,问题与练习,D,问题2 例:研究下列情况中哪些运动的物体可以看作质点( ) A. 从北京开往天津的火车 B. 匀速转动的圆盘 C. 荡秋千的小孩 D. 火车从湛江到广州的距离,判断是否可以看作质点时:问题必须具体到可以判断出物体形状大小对其影响,参考系与坐标系,看图分析 教材P10中图1.1-3及图1.1-4。 参考系 描述一个物体的运动,需要选择一个其他的物体(假定不动)作为参
4、考,这个物体称为参考系(参照物)。 参考系的选取 A任意性(简便原则) B必要性 C同一问题中,不同物体,同一参考系。,1、电影闪闪的红星中有两句歌词:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走。”这其中分别描述了两种运动情景,那么它们分别是以什么为参考系的?,2、“月亮在莲花般的云朵里穿行”,3、坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的。这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由。,4、敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?,想一想,做一做,河岸、竹排,云朵
5、,不矛盾,人,山(地面),参考系与坐标系,坐标系 为了 定量地描述物体位置及其变化 在参考系上建立坐标系(一般以地面为参考系)。坐标系是参考系的数学表达 包括:坐标轴 原点 标度 正方向 单位。,1.物体在A、B处的位置如何描述? 2.从A到B位置如何变化?从B到A呢? 位置变化的计算方法:x=x末-x初,空间位置的标定,二维空间坐标系,一维空间坐标系,汽车位置:5.2m,位置,思考 今天上学时你忘记带教材,家人需要将其送到学校。他最需要了解的信息是什么? 位置 物体在参考系中的坐标称为物体的位置。,科学漫步,全球卫星定位系统(教材P11),想一想,做一做,1.下列关于质点的说法中,正确的是
6、A质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以引入质点概念没有意义 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,想一想,做一做,2、下列情形中的物体可以看作质点的是( ) A、110米跨栏冠军刘翔在冲刺时 B、一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上 C、奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D、研究火车过桥所用的时间,想一想,做一做,3.甲物体以乙物体为参照物是静止的,甲物体以丙物体为参照物是运动的,那么以丙物体为参照物的乙物体是: A、可能运动; B、可能静止; C、一定运动; D、都有可能
7、,想一想,做一做,4.关于参考系,下列说法中正确的是 A参考系必须是静止不动的物体 B参考系必须是正在做匀速直线运动的物体 C参考系必须是固定在地面上的物体 D描述物体的运动时,参考系可以任意选择,想一想,做一做,5.如图所示是为了定量研究物体的位置变化而作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA=5m,B的位置坐标为xB=-3m下列说法正确的是( ) A. A点位于广场中心南5m处 B. A点位于广场中心北5m处 C. B点位于广场中心南3m处 D. B点位于广场中心北3m处,2.时间和位移
8、,时刻与时间(间隔),练习 请在时间轴上标注内容: 第1秒末 第3秒末 第3秒初 第1秒 第2秒 前1秒 前3秒,时刻 时间轴上的点表示时刻。 时间(间隔) 时间轴上的线段表示时间。,提示:生活中我们经常混淆“时刻”与“时间”,如:“今天早自习你又迟到,一点没有时间观念!”在物理学中它们的含义有明确的区别。,事件1,GPS系统规划的行车路线,你希望GPS系统为你提供什么帮助? 屏幕右下角的信息是何含义?蓝色线条表示什么? 红色线条表示什么?红色数字标注是何含义?,事件2,你的旅程安排,7月28日 北京,7月29日 乌鲁木齐,7月31日 格尔木,8月2日 成都,你每天向家人报告你的旅程,你的家人
9、希望得到什么信息?与事件1有何不同?,8月4日 香港,路程与位移,路程 物体运动的轨迹长度称为路程。 “位置的变化”的含义 1.位置变化了多远的距离? 2.位置朝哪个方向变化的? 位移 意义:描述物体位置的变化。 矢量:既有大小又表示方向。 符号:x 单位:米(m) 表达:由初位置指向末位置的有向线段。 大小:有向线段的长度。 方向:箭头所指的方向。,x,问题1 你从花园桥经过七贤村路口到首师大附中。求这一过程的路程和位移。,问题与练习,路程:700m 位移:500m 西偏南37,问题2 物体从位置xA移动到xB,请画出并求解这一过程的位移。,位移:4m x轴负方向,标量与矢量,标量 只有数值
10、大小,没有方向的量。如:时间 温度 功 运算法则:算术加减法则 矢量 既有大小又有方向的量。如:位移 速度 力 *运算法则:三角形法则(教材P13 思考与讨论),将矢量x1、x2首尾相接,从x1矢尾指向x2矢端的矢量为这两个矢量之和x 。,将矢量x、x1矢尾相接,从x1矢端指向x矢端的矢量为这两个矢量之差x2 。,作业布置与要求,作业要求 在作业本上完成作业。作业本分栏使用。不抄题,注明页码及题号。按具体要求写清必要的过程分析,图形操作,求解过程、结果等。 作业清单 练习册: P7:6 要求画图,建立地理坐标系,标注旗杆及汽车位置。 P8:4 要求画图,标注位移及路程(分清颜色),写明求解过程
11、。 P8:7 要求画图,以幻灯片规范格式标注。(本题只文科作) P9:9 要求画图,建立坐标系(包含四要素)。,3.运动快慢的描述速度,思考,人们如何比较物体运动的快慢?,在相等的时间内比较通过的位移,在通过相等的位移时比较时间,变化率,思考 若两者的位移和时间均不相同,能否比较物体运动的快慢? 比值定义法 位移与发生这段位移所用时间的比值可以反映运动的快慢。,物理量随时间变化率 物理量的变化与发生这段变化所需时间的比值称为这个物理量随时间的变化率。它可以反映这个物理量变化的快慢。这样的情况还有很多,如:功率等。,单位:米/秒 (m/s或ms-1 ),平均速度,一张闪光照片,思考 小球做什么运
12、动?如何描述小球运动的快慢? 平均速度(矢量) 定义:物体在一段时间内发生的位移与这段时间的比值。它只能粗略地描述变速运动的快慢。,方向:运动方向(位移的方向)。,对运动的分割,分割小球的运动,由此可以看出:以更小的时间间隔分割运动过程,用更多组平均速度数据共同描述这个过程时,对运动的描述会越精细(微分思想)。,瞬时速度,瞬时速度(矢量) 定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。准确地讲,瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。,大小:速度矢量的大小,也称为速率。 方向:运动轨迹的切线方向。,汽车的速度表指针反映的是什么?,常见物体的速度,问题与练习,问题1 汽车在1分30秒时
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- 第一章 运动 描述
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