第一课基本概念.doc

1.1质点 参考系和坐标系
1.2时间和位移
学习目标:
1. 理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。
2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。
3. 知道时间和时刻的含义以及它们的区别，知道在实验中测量时间的方法。
4. 知道位移的概念。知道它是表示质点位置变动的物理量，知道它是矢量，可以用有向线段来表示。
5. 知道路程和位移的区别。
主要内容:
一、机械运动
1.定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。
2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。
二、物体和质点
1.定义：用来代替物体的有质量的点。
①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。
②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。
2．将物体看作质点的条件：
⑴ 运动物体的大小跟它在运动过程中所涉及的空间范围相比很小时，可将物体作为质点处理。例：在铁路上长距离运动的火车，远航的飞机、轮船、绕太阳运动的地球等。
⑵ 运动物体上各个点的运动情况完全相同时（这种运动叫平动），可以拿物体上某一点的运动代替整个物体的运动，将物体可以看作质点。例：沿斜面下滑的木块。
（3）物体本身的尺寸大小不是能否能看做质点的标准。
物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。
3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
【例1】在下列物体的运动中，可视作质点的物体有 ( )
A 从北京开往广州的一列火车 B研究转动的汽车轮胎
C 研究绕地球运动时的航天飞机 D表演精彩芭蕾舞的演员
E 参加百米跑竞赛的运动员 F在斜下推力的作用下，沿水平面运动的箱子
三、参考系
1．定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。
2．运动具有相对性：选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其观察结果会有不同．
3．比较两物体的运动情况，只有选择同一参考系，比较才能有意义．
4．在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系．
5．描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，但在具体选取时，对物体运动的描述应当尽量简洁、方便．
　　6．参考物不能选研究对象本身．因为它不是另一个物体，而是同一个物体．若以研究对象为参考物，那么研究对象永远是静止的．
【例2】每天的“日起日落”这句话是以 为参考系；地球同步卫星总是静止在地球某处上空，这是以 为参考物；若以月亮为参考物，这个地球同步卫星是 ．
【例3】对于参考系，下列说法正确的是（ ）
A．参考系必须选择地面。
B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。
C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。
D．研究物体的运动，必须选定参考系。
四、坐标系
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
如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标xA=3m，若它运动到B点，此时它的位置坐标xB=-2m

【例4】一根长为0.8m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环从杆的顶点A向下滑动．
(1)取杆的下端O为坐标原点，向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？（杆上的B处距A点0.6m）

(2)若取杆的中点为坐标原点，向上为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？

五、时刻和时间间隔
1．时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻，时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔。
2．在学校实验室里常用停表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。
【例5】下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________。
A．第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。
六、路程和位移
1. 路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没 有方向，是标量。
2．位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。
3. 位移和路程的区别：
4．一般来说，位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。
【例6】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒．一位球员击球后，由本垒经一垒、二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？

例7．如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：
a．0.2s内小球发生的位移大小是____，方向向____，经过的路程是_____．
b．0.6s内小球发生的位移大小是_____，方向向____，经过的路程是____．
c．0.8s 内小球发生的位移是____，经过的路程是____．
d．1.0s内小球发生的位移大小是____，方向向______，经过的路程是____．