师:同学们,这一节课我们一起来学习高一粤教版物理必修一第一章第一节质点、参考系、时间。我们处在一个运动的世界中,周围处处可见运动。古希腊哲学家亚里士多德曾说:“不了解运动就不了解自然。”下面来看几个例子,老鹰、足球和汽车都在运动,大家是如何判断出它们在运动的呢?
生:它们的位置都在变化。
师:非常好,物体相对于其他物体在空间位置上随时间的变化,叫做机械运动,简称运动。那怎样准确地描述物体的运动呢?比如雄鹰在空中翱翔,身体向前运动,翅膀上下运动;足球在绿茵场上滚动,既向前运动,同时还在转动,准确描述感觉比较困难。因为任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般并不一样。有时我们关注物体各部分的运动,有时关注物体的整体运动,所以如何描述物体的运动,要看我们关注的问题是什么。以雄鹰为例,若只研究雄鹰从哪里移动到哪里,它身体的形状就不用在意了,可以忽略雄鹰的大小,将其视为点在运动。但如果研究雄鹰优美姿势,就不能忽略雄鹰的大小。下面举个例子,一辆长度400米的动车以200千米每小时的速度从广州驶向1500千米外的上海。研究动车在两城市之间运行时间长短,要不要考虑动车长度,能否把动车视为质点呢?
生:相对于广州到上海的距离,动车的长度可以忽略不计,可以把动车看成一个点。
师:非常好。可以把动车看成质点,是因为距离很长,忽略某些次要因素,如形状、大小、体积,只关心主要因素位置变化。如果研究火车通过电线杆所用的时间,火车能看成质点吗?为什么?请一位同学回答。
生:不可以,因为是从动车车头经过电线杆开始计时,到车尾经过电线杆计时结束。
师:非常好。用来代替物体的有质量的点叫质点,它的特点是没有大小和形状,具有物体的全部质量,它是一种理想化的模型,是一种科学思维方法。理想化模型这种科学思维方法的优点是可以使复杂问题得到简化。问题六,人类居住的地球在绕太阳公转,同时又在自转,地球各部分离太阳的远近在不断变化。若只研究地球公转的轨迹时候,能否把地球视为点?研究地球自转的昼夜交替现象呢?为什么?请一位同学回答。
生:若只研究地球公转的轨迹时候,可以把地球视为点;研究地球自转的昼夜交替现象,则不能视为点。研究公转可以忽略地球的大小和形状,而自转则不行。
师:非常好。地球到太阳的距离长达1.5×10?千米,而地球的直径只有1.3×10?千米,还不到它与太阳距离的万分之一。当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点。问题七,有人认为体积很小的物体可以被看成质点,体积很大的物体不能被看成质点,只有低速运动的物体才可被看成质点,高速运动的物体不可被看成质点。上述观点正确吗?请一位同学回答。
生:地球很大,但是绕太阳公转可以看成质点;虽然动车速度很快,从广州到上海计算时间就可以看成质点。
师:非常好。一个物体能否被看作质点,要根据研究什么问题,视具体情况而定。问题八,质点是理想化模型,在现实生活中是不存在的,有什么意义?请一位同学回答。
生:方便我们研究问题。
师:非常好,就是方便我们研究问题。练习一,在考察下列运动员比赛成绩时,可视为质点的是,a.马拉松;b.跳水;c.击剑;d.体操。请一位同学回答。
生:答案选a,在考察成绩时,a中运动员的形状大小可以忽略不计,其他选项不可以。
师:非常好。答案选a。练习2,下列说法正确的是。a.研究神舟十号绕地球飞行时,飞船可看作质点;b.研究子弹穿过一张薄纸的时间时,子弹不可看作质点;c.研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时,火车可看作质点;d.研究电子绕原子核的运动情况时,电子可看作质点。请一位同学回答。
生:答案选ABD,选项中只有c,形状大小不可以忽略。
师:非常好。答案选a、b、d。撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目。如图表示撑杆跳高运动的几个阶段,助跑、撑杆、起跳跃、横杆。回答下列问题,教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时,能否将运动员看成质点?分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?
生:第一个问题答案是,不能。纠正运动员的错误动作时,不能忽略运动员的姿势及动作,即运动员的形状及大小。第二个问题,能。分析运动员的助跑速度时,可以忽略其姿势及动作,即运动员的形状和大小。
