高中物理 1.1 质点 参考系和坐标系学案 新人教版(1).doc

1.1质点参考坐标系【重点难点】重点：对质点概念的理解，物体可以看作质点的条件；研究实际问题时，如何选取参考系。难点：什么情况下可以将物体看作质点。【教学过程】自然界的一切物体都在不停地运动，江河奔流不息，鸟儿自由飞翔，车辆高速行驶，火箭发射，天体运转，电子绕核运动物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动。按物体上各部分的运动情况是否相同可以将运动分为平动（物体上各点的运动情况都相同）和转动（物体上各点以某一点为轴运动）；按照物体的运动轨迹又可以将运动分为直线运动和曲线运动。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。 为了描述物体的运动，我们首先要来学习几个相关的概念。（板书课题）（一）质点、播放鸽子飞行的录像。提问：(1)要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？(2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信，需要了解它各部分运动的区别吗？(3)如何才能较准确地描述它的运动呢？讲述：有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。呈现信息窗：“神舟”5号飞船载人舱长7.4m，直径2.8m,用长58m，重达480t的“长征”2号火箭发射。如科学家研究“神舟”5号飞船在空中的运动位置、高度、速度等问题时就把它简化为一个有质量的点。播放“神舟”号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。教师小结：这样，在某些情况下，我们可以把物体简化为一个有质量的点。物理学中，用来代替物体的有质量的点叫质点。信息快递：在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“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。质点就是这种物理模型之一。、提问：(1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？播放太阳系运行的模拟动画。(2)一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点？播放火车运行模拟动画。(3)研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？播放地球公转和四季变化的模拟动画。(4)研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？3、通过以上几个问题请同学们进一步讨论：(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点？(2)物体看作质点的条件是什么？ (3)物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？(4)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？播放地月系运行模拟动画，28届雅典奥运会上张怡宁发球录像。演示乒乓球发球情况。物体可视作质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题的影响可忽略不计。 例1：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的时间b研究地球的自转运动c研究在平直公路上飞驰的汽车的速度d研究火车通过长江大桥所需的时间e正在进行花样溜冰的运动员f研究比赛时乒乓球的旋转例2：下列关于质点的说法中，正确的是（ ）a只要是体积很小的物体都可看成质点b只要是质量很小的物体都可看成质点c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做质点d由于所研究的问题不同，同一物体有时可以看做质点，有时不能看做质点（举例：研究地球公转时，可以把地球视为质点；而研究地球的自转时，就不能将地球视为质点。火车行驶）注意：物体能否看作质点不是看物体的大小，而是要根据具体的问题来确定。（学生举例） “质点”不是几何中的点。（二）参考系“参考系”的引入：平常，我们看到房屋、树木是静止的，但汽车里的乘客却发现路边的房屋、树木是向后退的。为什么人们的看法会存在这样的差异呢？ 地面上的人以地面为标准，房屋、树木相对于地面静止；乘客以汽车为标准，房屋、树木相对于汽车后退。上述事例说明：运动具有相对性。所以，要描述一个物体的运动首先必须选定某个其他物体做参考，我们称这个物体为参考系（“参考系”是“参照物”的科学名称）。1定义：为了描述一个物体的运动而选定的用来作为参考的物体。对于同一物体，选取的参考系不同，物体的运动情况也可能不同。（p12图1.1-4）2参考系的选择 参考系的选择理论上是任意的，但在实际问题中，应以研究问题方便为原则，常取地面为参考系。提问：研究地面物体的运动，一般以地面为参考系；研究月亮或人造卫星的运动，应选取地球为参考系；研究行星的运动，应选取太阳为参考系。例：甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动，由此可判断这三架电梯相对于地面的运动情况可能是（ c d ）a甲向下、乙向下、丙向下 b甲向下、乙向下、丙向上c甲向上、乙向上、丙向上 d甲向上、乙向上、丙向下过渡：我们在选定了参考系以后，就可以来描述物体的运动情况。如何更准确地来描述物体的位置及位置变化呢？比如说你正沿着笔直的水泥路从学校大门向教学楼走来，如果问你的准确位置，你可以怎样描述呢？ 一般说来，为了定量地描述物体的位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系，用坐标值来表示物体的位置。（三）坐标系如果物体在一直线上运动（即在一维空间运动），则需建立直线坐标系，（例如汽车在平直的公路上行驶）；画图说明如果物体在一平面内运动（即在二维空间运动），则需建立平面直角坐标系，（例如溜冰运动员在冰面上滑行）；如果物体在三维空间内运动，则需建立三维直角坐标系，（飞行表演中的飞机）。1关于参考系的选择，下列说法错误的是 ( ) a描述一个物体的运动，参考系可以任意选取 b选择不同的参考系，同一运动，观察的结果可能不同 c观察或研究物体的运动，必须选定参考系 d参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体2关于质点，下列说法中正确的是 ( )a只要体积小就可以视为质点b若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体当作质点c质点是一个理想化模型，实际上并不存在d因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的3在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云中穿行，这时选取的参考系是 ( )a月亮b云 c地面d星4 研究下列情况中的运动物体，哪些可看作质点 ( )a研究一列火车通过铁桥所需时间b研究汽车车轮的点如何运动时的车轮c被扔出去的铅球d比较两辆汽车运动的快慢【重难突破重拳出击】 1有关参照物的说法中，正确的是 ( )a运动的物体不能做参照物 b只有固定在地面上的物体才能做参照物c参照物可以不同，但对于同一个物体，运动的描述必须是相同的 d要研究某一个物体的运动情况，必须先选定参照物2下列各对物体中，可以认为保持相对静止的是 ( )a在空中加油的加油机和受油机 b在稻田工作的联合收割机和卡车c在平直公路上匀速行驶的各种车辆 d流水和随水漂流的小船3在研究下列哪些问题时，可以把物体看成质点 ( )a. 求在平直马路上行驶的自行车的速度b. 比赛时，运动员分析乒乓球的运动c研究地球绕太阳作圆周运动时d研究自行车车轮轮缘上某点的运动，把自行车看作质点ba图1-14如图1-1所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是 ( )aa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5. 甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况可能是 ( )a. 甲向下、乙向下、丙向下 b. 甲向下、乙向下、丙向上c. 甲向上、乙向上、丙向上 d. 甲向上、乙向上、丙向下6. 两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明 ( )a. 甲车不动，乙车向东运动 b. 乙车不动，甲车向东运动c. 甲车向西，乙车向东运动 d. 甲、乙两车以相同的速度向东运动7. 桌面离地面的高度是0.9 m，坐标系的原点定在桌面上，向上方向为坐标轴的正方向，有a、b两点离地面的距离分别为1.9 m和0.4 m。那么a、b的坐标分别是 ( ) a1 m, 0.5 m b1.9 m,0.4