认识运动_作业3

质点参考系和坐标系 一、参考系和坐标系 研究一个物体的运动时，必须选取另外的物体作为参照的标准，被选作参照标准的物体称为参考系，在不同的参考系中对同一运动物体的描述是有所不同的，在研究地面上物体的运动时，一般选取地球为参考系为了定量的描述物体相对于参考系的运动必须把它相对于参考系的位置用数学的方法表示出来，这就需要在参考系上建立一个坐标系如图所示的直角坐标系用三个坐标（x，y，z）来确定飞机在空间中的位置按照哥白尼的日心说，地球绕太阳近似作匀速圆周运动，它是以太阳为参照物的二、质点物体看成是只有质量没有大小的和形状的一个点称为质点一个物体是否可以看成是质点，是由所研究的问题的性质决定同一物体在某些问题中可以看成质点，而在另一些问题中却不能看成质点例如，在研究地球围绕太阳运动时，可以把它看成质点，但在研究地球自转时却不能把地球当作质点本节学习的质点、参考系和坐标系是运动学乃至整个力学的最基本最重要的概念，教师在讲授中最好以一个具体的运动如汽车的运动为例，让学生明确是为了研究问题的方便引入的质点，为了确定物体的运动规律引入了参考系可让同学提前预习或课上给出时间看书，教师提出一些问题、或让同学看书后提出问题、展开讨论，达到掌握知识、提高能力的目的1质点：用来代替物体的有质量的点叫质点当物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时，就可以把物体看成质点如：（1）如果物体上各点的运动情况都相同，只要研究物体上某点的运动，就可知道整个物体的运动情况（2）如果所研究的物体运动的范围远大于物体的大小，如研究地球绕太阳的运动，这时就可以把地球当作质点来看待2参考系：在描述一个物体的运动时，选来作标准的别的物体，叫做参考系注意：（1）对同一个物体的运动，所选的参考系不同，对它的运动的描述就会不同（2）若无特别说明，通常是以地面或相对地面静止的物体为参考系3坐标系为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系“点”是几何学中的一个概念几何中的“点”是没有长度、宽度和厚度，而只有位置的最简几何图形几何上的点的意义如此，那物理上的质点的概念又如何呢？它们有区别吗？ 下面我们就来看质点的含义在物理研究中，为了能方便地研究某些问题，有时我们可以抓住物体运动的主要矛盾，把物体抽象成一个理想化模型，这就是质点当我们描述“运动员在10秒内跑了100米”时，我们只描述了运动员的整体运动，也就是运动的主要方面至于运动员的手脚如何相对于他的身体运动，只是细节或次要方面而不予注意这时可以把运动物体抽象成一个点，即为质点物体是否能看成质点，视我们所研究的问题的性质而定当我们研究炮弹飞行的距离时，可以把炮弹看成质点了，因为炮弹本身的大小和它飞行的距离相比是微乎其微的，可以忽略不计但是，如果我们研究空气阻力对炮弹旋转的作用，那就不能把炮弹当作质点，因为这时炮弹的大小和形状对所研究的问题是有密切关系的，必须予以考虑另外，当物体做平动时，物体上各点的速度和加速度是完全相同的，因此，在研究物体做平动时，我们只需研究它的任何一点就够了，而不必考虑它的大小和形状这时，我们把平动的物体当作质点看待也未尝不可事实上，我们也正是这样做了概括以上对质点概念的论述可得出两点结论：（1）质点是用来代替整个物体的点，是一种理想化的物理模型（2）使用质点概念是有条件的，它们是物体的大小、形状在研究的问题中所起的作用可以忽略，或者是物体上的各点运动情况相同为什么说一个物体能看成质点是相对的？为什么同一个物体的运动可以说成有不同的运动规律？我的思路：物体能否看成质点是由问题的性质决定的如果物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽略不计，则可以将物体简化为一个有质量的点即质点，是一个理想化的模型物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的1一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的2运动是绝对的，静止是相对的3建立坐标系后才能确定物体的位置及位置的变化三、习题1下列说法正确的是（）A凡是轻小的物体都可看作质点B物体的运动规律是确定的，与参考系的选取无关C物体的位置确定，则位置坐标是确定的D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看作 质点解析：物体能否看成质点是由问题的性质决定的，与物体的大小无关，A不正确物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的，B不正确只有先确定坐标原点，才能确定某点的位置坐标，C不正确由以上分析D正确答案：D2请你手托一石子匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况再请站在路边的人观 察石子的运动情况二者观察到的运动轨迹一样吗?解析：自己观察到的运动轨迹是直线，这是因为石子相对自己是自由落体运动；站在路边的人观察到的运动轨迹是抛物线，这是因为石子相对地面是平抛运动二者观察到的运动轨迹是不一样的点评：物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的3下列情况的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理（）A放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动B放在地面上的木箱，在其箱高的中点处用水平推力推它；木箱在地面上滑动C做花样滑冰的运动员D研究钟表的时针转动的情况解析：如果物体的大小、形状在所研究的问题中属于次要因素，可忽略不计，该物体就可看作质点A项中箱子的转动，B项中花样滑冰运动员，有着不可忽略的旋转等动作，身体各部分运动情况完全不同，所以不能看作质点，同理，钟表的时针转动也不能当作质点，B项中箱子平动，可视作质点，故B项正确点评：质点作为学生在高中接触到的第一个物理模型，让学生仔细体会，只要把握问题的实质，一般不会很难4甲、乙两辆汽车均以相同速度行驶有关参考系，下列说法正确的是（）A如两辆汽车均向东行驶，若以甲为参考系，乙是静止的B如观察结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车C如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的D如甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，以乙车为参考系，甲车向西行驶答案：ABD5关于参考系的选取，下列说法正确的是（）A参考系必须选取静止不动的物体B参考系必须是和地面联系在一起的C在空中运动的物体不能作为参考系D任何物体都可以作为参考系答案：D6下列情况中的运动物体，不能被看成质点的是（）A研究绕地球飞行时航天飞机的轨道B研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况C计算从北京开往上海的一列火车的运行时间D计算在传送带上输送的工件数量答案：B7“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这一句诗表明（）A坐在地上的人是绝对静止的B坐在地上的人相对地球以外的其他星体是运动的C人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的D以上说法都错误答案：BC8地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是（）A向前运动B向后运动C倾斜落向前下方D倾斜落向后下方答案：D9下列关于质点的说法中，正确的是（）A质点是一个理想化的模型，实际并不存在B因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别C凡是轻小的物体，都可看作质点D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看作 质点答案：AD10如图所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点由图判断A点坐标、B点坐 标和走过的路程图111解析：由图111知：A点坐标为x3m，B点坐标为x2m，走过的路程s3m2m5m答案：A点坐标：x3m；B点坐标：x2m，s5m11为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图112所示以O点 为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正图中A 点的坐标如何表示？其含义是什么？图112解析： A点的横坐标；x2mA点的纵坐标y3m表示A点在坐标原点东2m，偏北3m处答案：A点横坐标x2m纵坐标：y3m表示A点在坐标原点东2m，偏北3m处12坐在行驶列车里的乘客，看到铁轨两旁树木迅速后退，“行驶着的列车”和“树木迅速 后退”的参考系分别是（）A地面、地面B地面、列车C列车、列车D列车、地面答案：B13下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理（）A游乐场中，坐在翻滚过山车中的小孩B确定太空中的宇宙飞船位置C研究门的转动D研究正在将货物吊起的起重机的受力情况答案：AB14甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动甲说“它在做匀速运动”，乙说“它 是静止的”，丙说“它在做加速运动”则下列说法中正确的是（）A在任何情况下都不可能出现这种情况B三人中总有一人或两人讲错了 C如果选同一参考系，那么三人的说法都对D如果各自选择不同的参考系，那么三人说法都对答案：D15在平直的公路上，甲乘汽车以10ms的速度运动，乙骑自行车以5ms的速度运动， 甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则（）A甲观察到乙以5ms的速度靠近B乙观察到甲以5ms的速度远离C甲观察到乙以15ms的速度远离D乙观察到甲以15ms的速度远离答案：B16两辆汽车在平直的公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路 旁的树木向西移动，如果以大地为参考系，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甲车向西运动，乙车向东运动D甲乙两车以相同的速度向东运动答案：D17在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（）A研究地球的自转效应B研究乒乓球的旋转效应C研