前言:以人教版高中物理必修一为教材 人教版必修一物理 人教版高中物理必修一的第一个物理概念即——质点与参考系。做为高中的开山概念,质点和参考系初学者学起来还是比较难以理解的,当然经过一段时间学习后就不再成为我们学习上的拦路虎了。 初学者该怎么去理解“质点与参考系”呢? 首先要明白这两句话的含义:没有绝对不动的物体,没有一直运动的物体;速度是相对的。 没有绝对不动的物体,没有一直运动的物体高楼和大山永远不动吗?不是的。当我们坐车路过大山的时候,大山慢慢向我们身后走去,那么能不能说“大山运动了?”从生活经验来说,大山在运动似乎说不通,可是我们又切切实实感受到它在运动,这该怎么解释呢? 所以物理学就引用“参考系”这一概念来解释这类问题。简单来说,物理学认为运动是相对的,高山可以是运动的也可以是不动的(静止)。即:当我们站在某个地方不动时,我们来大山都是静止的:当我们运动时大山即运动。这便是运动的相对性。 然而我们还是听不懂,那么我们接着解释“运动的相对性”。 运动的相对性简单认为就是:运动与否不是绝对的,视觉上物体运动与否由参考物决定。例如:你坐在正在行驶的车子上,座位看你是不动的;道路上的树木看你却是运动的。你看司机是不动的,你看两旁的高楼却又是动的。这就引出“动与静”的概念——物理相对于另一个物理位置是否发生改变,若发生改变则为动,反之则为静。这里的“另一个物体”便为参考物。备注:对于同一物体,选择的参考物不同,其运动情况可能不一样。 质点(首个理想化模型)学习质点之前首先要了解物理学中的一种模型:理想化模型。 何谓理想化模型?其定义为:在某些情况下,我们可以忽略物体的大小和形状,而突出物体“物体具有质量”这一要素,把它简化为有质量的物质点。 1.什么是“某些情况”?(难点) 这里的某些情况系统地说就是看问题怎么设问的, 所研究问题其物体体积和形状可以忽略。比如:导航仪将汽车视为一个点。 所研究问题体积以及形状为次要因素。比如:求解篮球抛出轨迹。(轨迹虽然受篮球体积影响,但问题所问与体积以及形状无关。或形状与体积处于不必要条件。) 2.所研究物体能否视为一个点的相对性 小的物体不一定都可以视为质点【研究电子在运动轨迹】 大的物体不一定都不能视为质点【研究宇宙飞船轨迹】 总结:物体能不能看成质点不是其大小决定的。 3.质点的存在意义,即理想化模型的意义(本质) 在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化模型的“物理模型”,并将其作为研究对象是经常采用的一种科学研究方法。 拓展:高中理想化模型总结—— 参考系参考系中的“系”即系统的意思,也就是研究参考系问题就不是研究单一物体了。对于这样的问题,首先我们要弄清楚参考系的含义以及处理问题的步骤。 1.参考系的定义 要描述一个物体的运动,首先要选定某个其它物体做参考,观察物体相对于这个“其他物体”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 2.参考系的选择(难点) 对于同一物体,参考系不同,其运动状态可能不同 因此在参考系的选择上,应该选择适当的物体作为参考,这样会使得问题的研究变得简单明了。通常我们选择地面作为参考系。 |
|