人教版必修一 1.1 质点 参考系和坐标系 学案.docx

第1节 质点 参考系和坐标系课前自主预习知识点一 物体和质点1质点：某些情况下，忽略物体的 和 ，突出“物体具有质量”，把它简化成一个有 的物质点，叫质点2把物体看成质点的条件：物体的 和 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 ，忽略 ，建立的 物理模型，是经常采用的一种 学研究方法质点就是一种理想化模型4.想一想：暑假期间，某同学一家坐高铁从北京到青岛，他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】1. 形状 大小 质量 2. 大小 形状 3. 主要方面 次要因素 理想化 4.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。知识点二 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 2描述一个物体的运动时，参考系 (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 3.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】 1. 参考系 2. 可以 有所不同 3. 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。知识点三、坐标系1为了定量地描述物体的 及 ，需要在参考系上建立适当的 。2建立坐标系时，必须标上 、 和 。3常见的坐标系的种类： 、 和三维空间坐标系。4.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】 1. 位置 位置变化 坐标系 2. 原点 正方向 单位长度 3. 直线坐标系 平面直角坐标系 4. 运动员在400米赛跑时，要经过弯道，故建立平面直角坐标系。课堂重难突破一、质点导学探究(1)在2016年里约奥运会田径女子20公里竞走决赛中，中国名将刘虹以1小时28分35秒的成绩夺得冠军教练在研究刘虹的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把她看成一个“点”？若研究刘虹全程的速度变化时，能否把她看成一个“点”？(2)小伟在研究火车由北京开往广州所用时间时，能否把火车看成一个“点”？如果研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？【答案】(1)不能能(2)能不能知识深化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 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。说明：(1)一个物体能否看成质点，与物体本身的大小和形状无关，仅由研究问题的性质决定当物体的大小和形状相对于研究的问题可以忽略时，物体可以看成质点，否则不能看成质点(2)同一个物体有时能看成质点，有时不能看成质点比如在研究地球绕太阳公转时可以把地球看成质点，但研究地球自转时不能把地球看成质点【典例1】(多选)下列说法中正确的是()a体操运动员在做单臂大回环时，该运动员可以看成质点b研究“嫦娥三号”的奔月路线时，“嫦娥三号”可以看成质点c研究地球的自转时，可以把地球看成质点d选万吨货轮为研究对象，确定它在航行过程中某时刻的位置，万吨货轮可以看成质点【答案】bd【解析】体操运动员在做单臂大回环时，看的是运动员的动作是否标准，所以此时运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故a错误；奔月路线只需考虑“嫦娥三号”的位置，形状和大小对所研究问题几乎无影响，因此可视为质点，故b正确；研究地球的自转时，地球是不能看成质点的，否则就没有自转可言了，故c错误；万吨货轮相对大海来说，是很小的，所以确定它在航行过程中某时刻的位置，万吨货轮可以看成质点，故d正确易错提示并不是大的物体一定不可以看成质点，而小的物体一定可以看成质点物体能否看成质点，要由所研究问题的性质而定二、参考系导学探究请阅读下面的漫画材料，如图所示，回答问题：有人说我，快如闪电，疾如风！有人说我，纹丝不动，坐如钟！“我”是静是动？【答案】静止是相对的，运动是绝对的物体是静止还是运动取决于所选的参考系选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同知识深化1选取参考系的意义：静止是相对的，运动是绝对的要描述一个物体的运动，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同2参考系的选取原则 (1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系【典例2】如图所示，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()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【答案】c 【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。三、坐标系导学探究描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？(1)描述百米运动员在跑动中的位置(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置【答案】(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系知识深化 1建立坐标系的意义和原则(1)意义：借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化(2)原则：建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简捷2三种坐标系的比较分类直线坐标系平面坐标系空间坐标系适用运动物体沿直线运动时物体在某平面内做曲线运动时物体在空间内做曲线运动时建立方法在直线上规定原点、正方向和标度，就建立了直线坐标系在平面内画相互垂直的x轴与y轴，即可组成平面直角坐标系物体的位置由一对坐标值确定在空间画三个相互垂直的x轴、y轴和 轴，即可组成三维坐标系物体的位置由三个坐标值来确定应用实例m点位置坐标：x2 mn点位置坐标：x3 m，y4 mp点位置坐标：x3 m，y4 m， 2 m3. 位置坐标的“相对性”和位置变化的“绝对性”（1）物体的位置坐标与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定有关同一位置，建立某种坐标系时所选原点不同，或选定的正方向不同，物体的位置坐标不同（2）物体位置的实际变化与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定无关【典例1】一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()a2 m2 m1 m b2 m2 m1 mc4 m01 m d4 m01 m【答案】b【解析】根据题意建立如图所示的坐标系，a点为抛出点，坐标为2 m，b点为坐标原点，d点为落地点，坐标为2 m，c点为接住点，坐标为1 m，所以选项b正确课堂小练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【答案】ab 【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。2.下列关于质点的说法正确的是() a质点是客观存在的一种物体，其体积比分子还小b很长的火车一定不可以看做质点c为正在参加吊环比赛的陈一冰打分时，裁判们可以把陈一冰看做质点d如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看做质点【答案】d【解析】质点是一种理想化的物理模型，没有大小和形状，故a错误；一个物体能不能看做质点关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略，研究火车从北京开往上海的时间，火车可以看成质点，故b错误；吊环比赛要考虑运动员的形状，故此时不能看做质点，故c错误；如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看做质点，故d正确3下列对物体运动的描述中，有关参考系的说法正确的是() a“一江春水向东流”以水面上的船为参考系b“地球绕太阳的公转”以地球为参考系c“钟表的时针在转动”以表盘为参考系d“火车行驶出站台”以该列车上的乘客为参考系【答案】c【解析】“一江春水向东流”是以地面为参考系得出的，故a错误；“地球绕太阳的公转”以太阳为参考系，故b错误；“钟表的时针在转动”以表盘为参考系，故c正确；“火车行驶出站台”以站台为参考系，故d错误4(多选)在平直公路上，甲以10 m/s的速度运动，乙以5 m/s的速度运动，甲、乙从同一点出发，则() a同向运动时，甲观察到乙以5 m/s的速度远离b同向运动时，乙观察到甲以5 m/s的速度靠近c反向运动时，甲观察到乙以15 m/s的速度远离d反向运动时，乙观察到甲以15 m/s的速度靠近【答案】ac【解析】同向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以5 m/s的速度远离，故a正确；同向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以5 m/s的速度远离，故b不正确；反向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以15 m/s的速度远离，故c正确；反向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以15 m/s的速度远离，故d不正确52013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： 【答案】3 m8 m005 m3 m 【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。6如图所示，某人从学校的门口a处开始散步，先向南走了50 m到达b处，再向东走了100 m到达c处，最后又向北走了150 m到达d处，则a、b、c、d各点位置如何表示？ 【答案】a(0,0)，b(0，50 m)，c(100 m，50 m)，d(100 m,100 m)【解析】选取a点为坐标原点建立平面直角坐标系，以正东方向为x轴正向，以正北方向为y轴正向，则各点坐标分别为：a(0,0)、b(0，50 m)、c(100 m，50 m)、d(100 m,100 m)课后课时作业1下列关于质点的说法正确的是()a质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义b体积很小的物体可以看成是质点，而体积较大的物体一定不能看成质点c只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点d物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，可以将物体看成质点【答案】d【解析】质点是理想化模型，实际上不存在，但在研究问题时可以把体积很庞大的物体看成一个点，这有利于问题的研究，故a错误；体积很小的物体不一定都可以看做质点，故b错误；一物体能否看成质点主要是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略，与物体的运动快慢没有关系，所以c错误，d正确2如图所示，研究下列现象，涉及到的物体可看做质点的是()a研究地球绕太阳公转的时间b研究撬棒用力大小与支点位置关系c研究旋转的乒乓球旋转方向d研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素【答案】a3下列说法中正确的是()a被选做参考系的物体是假定不动的b一乘客在车厢内走动的时候，他就说车是运动的c研究地面上物体的运动，必须选取地面为参考系d质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取无关【答案】a【解析】自然界中的一切物体都处在永恒的运动中，被选做参考系的物体只是被假定不动，所以选项a正确物体是运动还是静止，是相对于参考系而言的，在车厢内走动的人，在没有明确参考系之前就说车是运动的是错误的，所以选项b错研究物体的运动时，参考系是可以任意选取的(但不能选研究对象本身为参考系)，所以选项c错同一物体的运动，选择不同的参考系所观察到的轨迹可能不同，d错误4. 中国是掌握空中加油技术的少数国家之一如图所示是我国自行研制的第三代战斗机“歼10”在空中加油的情景，以下列的哪个物体为参照物，可以认为加油机是运动的()a“歼10”战斗机b地面上的房屋c加油机中的飞行员d“歼10”战斗机里的飞行员【答案】b【解析】加油机相对于“歼10”战斗机位置不变，以“歼10”战斗机为参照物，加油机是静止的，故a错误加油机相对于地面上的房屋位置不断变化，以地面上的房屋为参照物，加油机是运动的，故b正确加油机相对于加油机中的飞行员位置不变，以加油机中的飞行员为参照物，加油机是静止的，故c错误加油机相对于“歼10”战斗机里的飞行员位置不变，以“歼10”战斗机里的飞行员为参照物，加油机是静止的，故d错误5下列诗句描绘的情景中，以流水为参考系的是()a人在桥上走，桥流水不流 b飞流直下三千尺，疑是银河落九天c白日依山尽，黄河入海流 d孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流【答案】a【解析】人在桥上走，桥流水不流，这是以水作为参考系的，选项a正确；飞流直下三千尺，疑是银河落九天，是以地面为参考系的，选项b错误；白日依山尽，黄河入海流，是以河岸为参考系的，选项c错误；孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流，是以河岸为参考系的，选项d错误6. (多选)下列关于运动的描述中，叙述正确的是()a诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东” 中“云与我俱东”是以船为参考系的b. “明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的c“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的d升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以旗杆为参考系的【答案】bd【解析】选项a中的研究对象是“云”，故是以两岸为参考系的，该选项错误；选项b中的研究对象是“泉水”，是以山石为参考系的，该选项正确；选项c中的研究对象是“太阳”，是以地球为参考系的，该选项错误；选项d中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项正确7如图所示，飞行员跳伞后，飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是()a甲、乙两人的说法中必有一个是错误的b他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的c研究物体的运动时不一定要选择参考系d参考系只能是相对于地面静止的物体【答案】b【解析】甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，a错，b对；研究物体的运动一定要选择参考系，c错；参考系的选择具有任意性，d错8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 m0.5 m b1.9 m0.4 m c1 m0.5 m d0.9 m0.5 m【答案】c【解析】以桌面为原点取向上为正方向，a距离地面1.9 m，距离桌面1 m，所以a的坐标为1 m；b点距离地面0.4 m，所以在桌面以下，距离桌面0.5 m，坐标为0.5 m.9. 在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过(如图所示)，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点o，