§1.1 质点、参考系和坐标系.doc

http:/www. 第一章 运动的描述1.1 质点、参考系和坐标系【学习目标】1掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。2知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况。3认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。【知识梳理】一、物体和质点1. 定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点，质点的基本属性在于只占有位置不占有空间，但具有它所代替物体的全部质量。2. 条件：当物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，就可以将物体抽象为质点。说明：（1）质点模型的可能性：实际物体在运动时，其大小、形状对运动肯定有影响，如果研究物体运动时，面面俱到地考虑，问题会变得很复杂，在一定的条件下，以质点这一理想模型来代替实际物体，可以使问题简单化，同时又达到我们对运动研究的目的。（2）质点是理想化物理模型，建立“理想模型”是物理学的基本研究方法之一。（3）物理中的“质点”跟几何中的点的异同：相同之处为都是没有形状和大小的点，不同之处为，质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对地小”。二、参考系1. 在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系，参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须先取参考系。2. 参考系的选择原则：参考系的选择在理论上是任意的，但在实际中应该是方便解决问题的参考系。说明：（1）参考系的特点：选取哪个物体做参考系，这个物体的速度就被定义为零，即这个物体的位置被看做是不变的。（2）在描述物体运动时，参考系是不可缺少的，尽管有些问题中没有指出什么物体作参考系，但也是有参考系的，例如：一辆汽车在平直公路上行驶，参考系是公路（即地球）。它是大家默认的，不说自然知道的。（3）选择参考系的必要性：一个物体相对某一物体来说是运动的，而相对另一个物体来说可能是静止的；同一运动物体相对于不同的物体，运动情况可能不同。三、坐标系1. 坐标系是为定量描述物体的位置和位置变化而引入的。2. 坐标系的建立：建立坐标系首先要确定原点、正方向、标度单位，这是坐标系的三要素，然后用坐标表示质点的位置，用坐标的变化描述质点的位置改变，如下图所示，A点的坐标为2m，B点的坐标为2m,物体从A点移到B点，则位置变化了4m. BA0022x/m说明：如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同平面内运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述。【例题解析】例1 下列关于质点的说法中，正确的是 ( ) A. 体积很小的物体都可看成质点 B. 质量很小的物体都可看成质点C. 不论物体的质量多大，只要物体的大小尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计，就可以看成质点。D. 只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看成质点。例2 甲、乙、丙三个各乘一架直升飞机，甲看到楼房匀速上升；乙看到甲匀速上升；丙看到乙匀速下降；甲看到丙匀速上升，那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况可能是( )A甲下降、乙下降、丙下降 B. 甲下降、乙下降、丙上升C. 甲下降、乙下降、丙悬停 D. 甲上升、乙下降、丙上升例3 如图所示，以北京长安街为坐标轴x，向东为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标，一辆汽车最初在原点以东2km处，几分钟后驾驶到原点以西3km处，这辆汽车最初位置为_ ,最终位置为_. 如果将坐标原点向西移5km,则这两个位置分别是_和_ . 例4 济南市的城市公路分为经路和纬路，经路东西走向，纬路南北走向，林宁家住在经2路纬3路交叉口，他要骑摩托车到经10路纬12路交叉口买东西，已知汽车油价格为每升4.9元，林宁的摩托车每百公里耗油量4.2升（1公里1km），他的摩托车没油了，他只在家门口的家油站加了10元钱的油，假设每个路口的距离平均800m，根据这些数据计算一下，林宁能否往返一次。【双基巩固】1机械运动 物体相对于其他物体的 变化，也就是物体的 随时间的变化，是自然界中最 、最 的运动形态，称为机械运动。 是绝对的， 是相对的。2质点 我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的 和 ，把它简化为一个 ，称为质点，质点是一个 的物理模型。3参考系 在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随时间 变化，以及怎样变化，这种用来做 的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的 。【小试身手】1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（ ）A船和山 B山和船 C地面和山 D河岸和流水2下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A质点就是质量很小的物体 B质点就是体积很小的物体C质点是一种理想化模型，实际上并不存在D如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点3关于坐标系，下列说法正确的是（ ）A建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B坐标系都是建立在参考系上的C坐标系的建立与参考系无关D物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置4在以下的哪些情况中可将物体看成质点（ ）A研究某学生骑车由学校回家的速度B对这名学生骑车姿势进行生理学分析C研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面【基础训练】5在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（ ）A研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少B研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化C一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上D正在进行花样溜冰的运动员6坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“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，这是因为选取 作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取 作为参考系的。7指出以下所描述的各运动的参考系是什么？（1） 太阳从东方升起，西方落下； （2） 月亮在云中穿行；（3） 汽车外的树木向后倒退。8一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点。（sin30=0.5）（1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；（2）依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。【能力拓展】9在二战时期的某次空战中，一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹，你如何理解这一奇怪的现象？【本节小结】本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念，质点是重点，是理想化模型，是一种科学抽象。判断物