人教版 2019 · 必修第一册 / 1.1

质点 参考系

同一辆小车,为什么在不同观察者眼中运动不同?

第 1 章 · 运动的描述第 1 节 · 教材 p.11
切换地面与列车参考系,比较小车的位置和速度。
参考系 / 地面解析模型 · 实时联动
地面标记0.00 m/s列车2.00 m/s小车3.00 m/st = 0.00 s
三条轨道使用同一位置比例。标记、列车和小车均按所选参考系表达;物体的实际运动过程未改变。
0.00 / 6.00 s
时间6.0 s
播放速度拖动时间轴或图像回看
小车对地速度3.00 m/s
小车对列车速度1.00 m/s
所选参考系中位移0.00 m
x–tx / m0.00
-3.22.99.015.121.20.01.53.04.56.0t / s

切线斜率 = v = 3.00 m/s

v–tv / (m·s⁻¹)3.00
-0.50.51.52.53.50.01.53.04.56.0t / s

有向面积 = Δx = 0.00 m

a–ta / (m·s⁻²)0.00
-0.2-0.10.00.10.20.01.53.04.56.0t / s

正负号表示加速度方向

把现象,连回知识

1.1

核心概念

质点是理想化模型
研究的问题允许忽略物体的大小、形状和转动时,可用一个有质量的点代表物体。能否简化取决于研究任务。
参考系决定运动描述
先选定作为参照的物体,再讨论研究对象的位置是否随时间改变。静止与运动都是相对于参考系而言的。
建立坐标
规定原点、正方向和单位,才能定量表达位置。比较不同对象的运动必须说明所用参考系。
ƒ

公式与适用条件

x相对 = x物体 − x参考系

两者使用同一地面坐标轴;本演示的参考系只作匀速平移。

v相对 = v物体 − v参考系

低速、同一直线上的相对运动;正负号表示方向。

容易混淆

  • 物体很小也可能不能视为质点,例如研究小齿轮的转动。
  • 观察列车通过站台的时间时,列车长度不能忽略。

建模三步

  1. 明确研究任务:研究整段行程,还是通过某处的过程?
  2. 判断大小、形状、转动是否影响答案。
  3. 写明研究对象、参考系和坐标正方向。
想一想 · 概念自测
研究一列长列车完全通过隧道所需时间,能把列车视为质点吗?
完成基础与自测之后

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