【创新设计】高中物理 1.1 质点 参考系和坐标系学案 新人教版必修1.doc

1.1质点参考系和坐标系目标定位1.理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，并可以判断物体是否可以看做质点.2.理解参考系的概念，知道运动具有相对性.3.知道坐标系和坐标系的种类一、物体和质点1质点：某些情况下，忽略物体的形状和大小，突出“物体具有质量”，把它简化成一个有质量的物质点，叫质点2把物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响3理想化模型：在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法质点就是一种理想化模型想一想：2013年10月1日，丽丽一家坐高铁从北京到青岛，丽丽想测量列车经过一座大桥的时间，可不可以将高铁看做质点？答案不能；物体看成质点的条件是其大小和形状对所研究的问题没有影响高铁的长度对测量时间有影响二、参考系1参考系：要描述物体的运动时，首先要选定某个其他物体作参考，这种用来作为参考的物体称为参考系2描述一个物体的运动时，参考系可以(填“可以”或“不可以”)任意选择但是，选择不同的参考系，得出的运动结果会有所不同想一想：作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗？答案不是；参考系的选取是任意的，可以选择静止在地面上的物体，也可以选择在地面上运动的物体三、坐标系1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坐标系2建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度3常见的坐标系的种类：直线坐标系、平面直角坐标系和三维空间坐标系想一想：2013年10月在天津举办的第六届东亚运动会上，中国队选手陈静文在女子400米决赛中以53秒76的成绩成功卫冕为了准确地描述她在跑道上不同时刻的位置和位置变化，应建立怎样的坐标系？答案运动员在400米赛跑时，要经过弯道，故建立平面直角坐标系一、对质点的理解1质点不同于几何中的“点”质点是用来代替物体的有质量的点，具有质量，没有大小、体积、形状；与几何中的“点”有本质的区别2质点是一种“理想化模型”，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在它是抓住了主要因素物体的质量，忽略了次要因素大小和形状，是典型的物理模型之一3把物体看做质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计例1(2013浙江高一期中)关于质点，下列说法中正确的是()a很小的物体总可以看成质点，较大的物体有时也能看成质点b分析香蕉球(旋转的足球)的轨迹弯曲的成因时，可以把足球看成质点c研究运动员跨栏时的动作时，运动员可以看成质点d质点是为了突出问题的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型解析物体看做质点的条件是物体的形状和大小对研究的问题没有影响，与物体大小无关，所以a错误，d正确；研究香蕉球的轨迹弯曲成因，足球各部分的运动情况不同，所以足球不能看做质点，b错误；研究跨栏运动员动作时进行技术分析，不能将运动员看做质点，c错误答案d借题发挥一个物体能否看做质点不是以其大小而论的，更不能看物体的轻重，而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响针对训练 第二届夏季青年奥林匹克运动会将于2014年8月在南京举行，届时将在15个体育馆进行26项比赛在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是()解析马拉松赛跑测量的运动员跑完全程的时间，与运动员的形状和大小无关；跳水、击剑、体操比赛时，要看运动员的肢体动作，所以不能看成质点答案a二、对参考系的理解1物体的运动是绝对的，静止是相对的，选定参考系之后，才能知道和研究物体的运动2参考系的选取是任意的在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、简单为基本原则通常选地面或地面上静止不动的物体为参考系3对于同一个物体，选取不一样的参考系，观察的结果也会不同例2如图111所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两艘船上的旗帜分别向右和向左飘，两艘船的运动状态是()图111aa船肯定是向左运动的ba船肯定是静止的cb船肯定是向右运动的db船可能是静止的解析从河岸上的旗帜的运动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断b船一定向右运动且比风速快；a船可能静止，可也可能向左运动，还有可能向右运动，但是比风速慢答案c针对训练以下说法正确的是()a参考系就是不动的物体b任何情况下，只有地球才是最理想的参考系c不选定参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的d同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果解析参考系是假定为不动的物体，实际上也运动，a错同一物体选择不同的参考系，其运动形式的表述一般不同，选择时以方便、简单为主，不选取参考系，就无法描述物体的位置变化，无法研究其运动，故b错，c、d对答案cd三、坐标系的建立1意义：借助适当的坐标系可以定量的描述物体的位置及位置的变化2方法例3一质点沿x轴运动，各个时刻的位置坐标如下表所示：(1)请在图112中的x轴上标出质点在各时刻的位置图112(2)哪个时刻质点离坐标原点最远？有多远？解析(1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出位置如图所示(2)质点在1 s、2 s、3 s、4 s、5 s时离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m，所以4 s时质点离原点最远，为7 m.答案见解析借题发挥当描述直线运动的物体的位置及位置变化时，只要建立直线坐标系；当物体在同一平面内运动时，要用平面直角坐标系才能定量描述物体的位置及位置变化.看做质点的条件1下列问题中，加下划线的物体能被视为质点的是()a研究“嫦娥”三号发射时离地面的高度b研究从沧州开往青岛的和谐一号列车的运行时间c研究跳板比赛中运动员的动作d研究地球上昼夜的形成解析运行中的“嫦娥”三号离地面高度与其自身大小相比，可以忽略自身大小而视为质点；列车长度远小于沧州到青岛的距离，可以忽略列车长度将其看做质点；要研究跳板运动员的动作，不能视为质点；地球上昼夜的形成是由于自转的原因，所以不能将地球看做质点答案ab2下列关于质点的说法中，正确的是()a质点是一个理想化模型，实际上并不存在b只有体积很小的物体才能被看成质点c万吨巨轮非常大，无论何时都不能看做质点来处理d如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素，可把物体看成质点解析质点是由实际物体抽象而得到的，只有质量，没有大小，不占据空间，是一个理想化模型，实际上并不存在，a对；体积很小的物体不一定都能看成质点，体积较大的物体有时也能看成质点，b错；当物体的形状、大小与所研究的问题无关或属于次要因素时，可忽略其形状、大小，物体可看成质点，c错，d对答案ad参考系的选取图1133在电视连续剧西游记中，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头，如图113所示放映时，观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”这时，观众所选的参考系是()a“孙悟空” b平台c飘动的白云 d烟雾解析观众感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”，即认为“孙悟空”是运动的，“白云”是静止的答案c 坐标系的建立42013年吴桥杂技节上，一名杂技演员将手中的球从高出地面3 m的位置竖直向上抛出，它上升5 m后回落，最后到达地面，如图114所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：图114解析本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立直线坐标系，来定量描述物体的位置若以地面为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x13 m，x28 m，x00；若以抛出点为原点，则x10，x25 m，x03 m.答案3 m8 m005 m3 m(时间：60分钟)题组一对质点概念的理解1香港红磡体育馆是香港的综合室内多用途表演场馆，位于九龙油尖旺区红磡畅运道9号、港铁红磡站平台上，是众多明星开演唱会的重要场地下列说法正确的是()a观看蔡依林的钢管舞时，可把蔡依林看做质点b聆听张惠妹优美的歌声时，可把张惠妹看做质点c欣赏“鸟叔”的江南style表演时，可把“鸟叔”看做质点d研究罗志祥的舞蹈动作时，可把罗志祥看做质点解析观看钢管舞、“鸟叔”的表演和罗志祥的舞蹈，都要看肢体动作，所以不能看做质点；而聆听张惠妹的歌声时，可以将其看做质点答案b 2下列关于质点的概念正确的是()a只有质量很小的物体才可以看成质点b只要物体运动得不是很快，就一定可以把物体看成质点c质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点d旋转的物体，肯定不能看成质点解析物体的质量、大小、运动状态都不是判断物体能否被看成质点的依据，物体的形状、大小是否对所研究的问题起主要作用，是判断能否把物体看成质点的唯一依据，a、b、d错，质点是抽象的理想化模型，有质量，没有大小，不占据空间，c对答案c3下列有关质点的说法中，正确的是()a研究嫦娥三号围绕月球运动的轨迹时，嫦娥三号可看做质点b研究4100 m接力赛运动员交接棒的过程时，可以将运动员可看做质点c用gps定位系统确定正在月球上考察的“玉兔号”月球车的位置时，月球车可看做质点d研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，可以把子弹看做质点解析嫦娥三号的大小与轨道的半径相比可忽略，故能看做质点，a对；若把运动员看做质点，无法研究其交接棒时的动作，故b错；在确定月球车的位置时，月球车的大小、形状对研究问题没有影响，可看做质点，故c对；研究子弹穿过一张纸的时间时，子弹的长度比纸的厚度大许多，不能忽略其长度，所以不能看做质点，故d错答案ac题组二参考系的选取4有一个“形影不离”的成语，意思是人的身体和影子分不开，形容关系密切，经常在一起在晴天的早上，某同学在操场上自南向北跑步，下列说法正确的是()a以地面为参考系，影子是静止的b以地面为参考系，影子是运动的c以人为参考系，影子是静止的d以人为参考系，影子是运动的解析人的身体和影子的相对位置不变，两者相对静止；该同学在操场上跑步时，相对地面该同学的位置发生了变化，所以同学的影子是运动的答案bc5小说镜花缘第七十九回中，宝云问奶公：“家乡有什么趣闻？”，奶公说：“前几天刮了一阵大风，把咱们家的一口井忽然吹到墙外去了.”你认为，对“井在运动”的参考系判断正确的是()a井 b奶公 c墙 d风解析井相对地面是不动的，“井忽然被吹到墙外”是由于墙被风吹倒了，所以“井在运动”是相对于墙，是以墙为参考系的答案c6两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，若以地面为参考系，上述事实说明()a甲车向东运动，乙车不动b乙车向东运动，甲车不动c甲车向西运动，乙车向东运动d甲、乙两车以相同的速度向东运动解析甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，说明甲车在向东运动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，说明乙车相对甲车静止，由于甲车相对地面向东运动，所以乙车相对地面也向东运动，且与甲车速度相同，故d正确答案d7地面的观察者看雨滴是竖直下落的，坐在匀速行驶的列车车厢中的乘客看雨滴是()a水平向前运动 b水平向后运动c倾斜落向前下方 d倾斜落向后下方解析乘客是以列车为参考系看雨滴运动的，雨滴在下落的同时还相对列车向后运动，故乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方，d正确答案d图1158如图115所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美摄影师选择的参考系是()a大地 b太阳c运动员 d地面上的景物解析由于运动员和摄影师以相同的速度运动，以运动员作为参考系，摄影师是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于运动员是运动的，所以背景相对于摄像机是运动的，故拍摄的背景是模糊的在“追拍法”中摄影师选择的参考系是运动员，故c正确答案c9宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游曾写下一首诗，其中的两句是“卧看漫天云不动，不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解诗中这两句涉及的参考系分别是()图116a岸和船 b船和岸 c都是岸 d都是船解析“卧看漫天云不动”是以船为参考系的，“不知云与我俱东”是以岸为参考系的，故b正确答案b题组三坐标系的建立10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述物体的位置和位置变化b坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的c物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系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解析坐标系是建立在参考系上用来定量描述物体的位置及位置变化的，a、b正确；描述做直线运动的物体时需要建立一维直线坐标系，做平面曲线运动时需建立平面直角坐标系，c错误，d正确答案abd11一只皮球从5 m高处由静止落下，被地面弹回，在距地面1.5 m处被小明接住以抛出点正下方距地面2 m处为坐标原点，向上为正方向建立坐标轴则皮球抛出点、落地点、被接住点的位置坐标分别是()a5 m、2 m、0.5 m b3 m、2 m、0.5 mc3 m、2 m、0.5 m d5 m、2 m、0.5 m解析以2 m处建立直线坐标系，向上为正方向，抛出点在原点上方，所以坐标为正，接住点和落地点在原点的下方，坐标为负，根据三点与原点的距离可知抛出点坐标为3 m，落地点坐标为2 m，接住点坐标为0.5 m；故答案选b.答案b122013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，登陆月球后“玉兔号”月球车将在月球上开展3个月巡视勘察若以着陆器所在地为坐标原点，以月球车运动方向为x轴的正方向，建立一个一维坐标系月球车从距离原点5 m处出发，沿直线运动，经过一段时间后到达距离出发点15 m处月球车最初位置坐标和最终位置坐标分别是()图117a0