课时一：质点 参考系和坐标系.doc

课时一 质点 参考系和坐标系学海导航课标导引【关键词】1. 可以忽略火车的长度，不可以忽略火车的长度，因为火车过桥时火车本身的大小对所研究的问题的影响很大。2. 相同，能，用一个有质量的点来代替物体3. 略4. 他们选择的参考物不同5. 建立坐标系【内容目标】1. 理解质点的概念。2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。3理解质点运动与坐标变化的关系，会用坐标变化量表示位移。【提示与建议】知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。生活探知在初中，我们已学过机械运动的有关知识，知道宇宙中的一切物体都在永不停息地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子等，都处在永恒在运动之中，运动是绝对的，静止是相对的要精确地描述运动，知道这些是不够的，还必须通过科学抽象建立理想化模型，用数学知识和图像来研究 探究 地球在绕太阳公转，同时又在绕地轴自转，在研究地球绕太阳的公转时，能把地球视为一个有质量的“点”来处理吗?研究地球的自转时可以这样做吗?学点探究经历发现【探究问题一】物体和质点1若要计算一列火车从北京到广州的运动时间,是否可以忽略火车的长度?若要计算一列火车经过一座大桥的时间,是否可以忽略火车的长度?为什么?2. 拉抽屉时，抽屉上各点的运动情况有何差异?其上某一点的运动能代替整体的运动吗? 如果物体的形状和大小对所研究的问题无关或影响可以忽略，可以如何对物体进行简化处理?【探究问题二】运动的相对性3在我们周围到处都有运动的物体，请举几个运动的例子，并说说你根据什么认为那些物体是运动的？4坐在行进的火车里的三个同学在研究这列火车的运动情况时，甲说火车在前进，乙说火车在后退，丙说火车是静止的为什么三个同学的看法会不一样?【探究问题三】如何定量描述物体的运动5在地理上我们用纬度和经度来确定某个地点，在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统(GPS)来确定方位在日常生活中，你又是怎样确定和描述你所处的位置和你位置的变化呢?知识梳理【学点1】物体和质点1. 一个物体的 随 发生了变化，我们就说物体发生了机械运动2实际的物体都具有一定的大小和形状，物体在运动过程中各部分的运动情况 (填是否一样)，所以要准确描述物体的运动是非常困难和麻烦的3地球在绕太阳公转，同时又在绕地轴自转，在研究地球绕太阳的公转时，可以 由地球的大小而引起的运动差异，而把地球视为“点”来处理研究地球的自转时由地球的大小而引起的运动差异 ，也就是不能把地球当作点来处理. 4火车在铁轨上行驶，当研究火车车轮的转动时，火车 被看作“点”来处理，当研究火车的 时，火车就可以用一个“点”来代替5质点的主要特点是忽略了物体的 ，突出了物体的 这一要素.6一个物体是否可以看成质点，取决于 ，当物体的 对所研究的问题的影响可以忽略时，就可以把物体看成质点.【学点2】参考系7. “运动是绝对的”，这句话是指自然界的一切物体都处于 .描述某一物体的位置及其位置的变化总要相对其它物体而言，这便是运动的 .8.被用来做 的物体称为参考系，当物体被选作参考系时，它的运动速度就被规定为 9.在描述一个物体的运动时，首先必须选取 .参考系的选取是 ，在实际研究问题时，选取参考系的原则是 ，如果不做特别说明，一般是指以 参考系【学点3】坐标系10坐标系必须具备的三个要素是 利用坐标系可以 表示物体的位置及位置的变化11.借助坐标系表示物体的位置时，对沿坐标轴运动的物体来说，坐标的“正负”表示 ，坐标的“数值”表示 .核心讲解1（重点解读）理解质点的概念及其物理意义用来代替物体的有质量的点称为质点，质点是运动学中一个重要的基本概念，它是一个经过科学抽象出来的理想化的物理模型，实际并不存在，但它是实际物体的一种近似建立这一模型时，突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使复杂的问题得到了简化这是为研究问题的方便而进行的科学抽象，因此，尽管质点并不实际存在，但对质点研究的结论可以应用于实际物体特别提醒：抓住主要因素，忽略次要因素建立理想模型，这样才能透过现象看本质，这是科学研究的最基本的方法之一，也是科学工作者最基本的科学素质之一。2.（难点剖析）看成质点的条件能否看作质点，并非取决于物体的大小和形状，完全取决于所研究的问题的性质，下列两种情况可将物体视为质点： 物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用时，即对所研究的问题而言，物体的大小和形状的影响可以忽略不计，此时物体可视为质点平动的物体可以视为质点平动的物体是指物体上各个部分的运动情况完全相同的物体由于物体上各个点的运动情况都完全相同，就可以用一个质点来代替整个物体了3.（疑点点拨）参考系的选择对运动描述的影响描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同。所以在提到运动都应该弄清它是相对哪个参考系而言的。典例精析【例1】下列各种运动中，研究对象可以被视为质点的是( ) A. 做花样滑冰的运动员 B. 运动中的人造地球卫星C. 转动着的砂轮【关键词】1.空间位置,时间; 2.不一样; 3.忽略,不能忽略4.不能,整体运动; 5.形状和大小,质量6.所研究的问题的性质, 形状和大小7.永恒的运动中,相对性; 8.参考,零9.参考系,任意的,使问题简洁方便,地球10.原点、正方向、单位长度，定量11运动方向，相对原点的距离 D. 顺水漂流的小船特别提示:引入质点的概念,是为了突出问题的主要方面，忽略次要因素,从而简化对运动的描述.【解析】如果物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用，其影响可以忽略不计，就可把它看成质点做花样滑冰的运动员的动作复杂，既有旋转也有平移，人们欣赏的和裁判判分的依据都是运动员的动作，不能视为质点，A错；运动中的人造地球卫星，其本身的大小和形状与轨道半径相比可忽略不计，能视为质点，B对；运动着的砂轮上各点的运动情况与砂轮的形状和大小有关，不能看成质点，C错；顺水漂流的小船上各个点的运动情况一致，是平动的物体，可以视为质点，D对【答案】D 【同类变式】在研究下列问题时，可以把汽车看做质点的是 ( )A.研究汽车通过某一路标所用的时间B.研究人在汽车上所处的位置C.研究汽车在斜坡上有无翻车的危险D.计算汽车从郑州开往北京的时间特别提示:一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的.【解析】研究汽车通过某一路标所用的时间，除考虑汽车的速度外，还应考虑汽车的长度，故不能把汽车看成是质点；研究人在汽车上所处的位置，与汽车的形状有关，研究汽车在斜坡上有无翻车的危险，也要考虑汽车的形状、大小、重心位置等情况，故B、C情况下的汽车不能视为质点；而计算从郑州到北京的时间，由于其路程长度远大于汽车本身的长度，故可把汽车视为质点 【答案】D【例2】甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是 ( )A.甲、乙匀速下降，丙停在空中B.甲、乙匀速下降，丙匀速上升C.甲、乙匀速下降，,丙匀速下降，且D.以上说法均不对解题技巧:紧扣参考系定义,根据运动相对性，先确定唯一性的情况，再确定复杂的情况，【解析】楼房和地面连在一起，是同一个参考系，甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙也在匀速下降，且乙下降的速度大于甲下降的速度；甲看到丙匀速上升，有三种可能性：丙静止，丙匀速上升，丙匀速下降，但应有；丙看到乙匀速下降，也有三种可能：丙静上，丙匀速上升，丙匀速下降，但综上所述，正确选项为AB【答案】AB【同类变式】电影闪闪的红星中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为研究对象的?特别提示:研究物体的运动首先要选定参考系选为参考系的物体应看成是静止的.【解析】竹排在河中运动是以河岸为参考系的，“巍巍青山两岸走”是驾驶竹排者观看两岸的一种感觉，是以竹排或驾排者自身为参考系的【例3】在某学校的公路越野赛中，甲同学向老师汇报说：从学校门口起点出发以后，当乙同学跑到1 km标记处时，丙同学在乙同学前面40 m处，而丁同学落后丙同学60 m，戊同学又落后丁同学20 m，请你建立一个坐标系，分别标出此时乙、丙、丁、戊四个同学的位置(假定越野赛的路线为直线)【解析】由于运动路线是直线，只需用一维直线坐标系就可表达这四个同学的位置，如图111所示 图111解后反思：如果物体沿一直线运动，只需建立直线坐标系，当在同一平面内运动时，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学力测评基础巩固知识点1：物体与质点1关于质点,下列说法正确的是 ( )A.质点就是一个体积很小的小球B.只有很小的物体才能被视为质点C.质点不是实际存在的物体,只是一种理想模型D.大的物体有时也可以被视为质点2下列说法正确的是 ( )A运转中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点B研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看作质点C研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时，不能把乒乓球看作质点D研究“嫦娥”一号探月卫星绕月球飞行的轨道时，飞船可以看成质点3在研究物体的运动时，下列说法正确的是 ( )A.研究一端固定，并可绕该端转动的杠杆的运动时，杠杆可视为质点B.研究用20 cm长的细线栓着的一个直径为l0cm的小球摆动时，小球可视为质点C.研究一体操运动员在平衡木上翻滚和转体时，运动员可视为质点D.研究月球绕地球运转时，月球可视为质点知识点2：参考系4火车在笔直的轨道上行驶，下列说法中正确的是( )A选地面为参考系，行李是静止的B选乘客为参考系，路轨是不动的C选地面为参考系，坐在车厢里的乘客是不动的D选火车为参考系，路旁的房屋在运动5下列说法中正确的是( )A研究物体的运动，首先必须选定参考系B参考系必须选择地面C研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的D选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的知识点3：坐标系6.甲、乙两辆坦克，在某地面上进行军事演习，指挥部通过现代通信设备，在荧屏上观察到两坦克运动情况如图1.11所示，试回答下列问题：(1)坦克可视为质点吗?(2)该图线表示什么物理意义?图1.11能力提升【选择题】7(物理与生活)下列物体或人可以看做质点的是( )A跳水冠军伏明霞在跳水比赛中B奥运会冠军王军霞在万米长跑中C研究一列火车通过某一路标所用的时间时D我国科学考察船去南极途中8车辆在行进中，要研究车轮的运动，下列选项中正确的是( )A.车轮只做平动B.车轮只做转动C车轮的平动可以用质点模型分析D车轮的转动可以用质点模型分析9地面上静止的观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看到的雨滴是 ( )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10明代诗人曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流”其“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是 A水 B桥 C人 D地面11下列说法中正确的是( )A甲、乙两人均以相同速度向正东方向行走，若以甲为参照物，则乙是静止的B甲、乙两人均以相同速度向正东方向行走，若以甲为参照物，则乙是运动的C两辆汽车在公路上沿同一直线行驶，且它们之间的距离保持不变，若观察结果是两辆车都静止，则选用的参照物必定是其中的一辆汽车D两人在公路上行走，且速度大小不同，方向相同，则选择其中任一人为参照物，两人都是静止的【非选择题】12(物理与科技)地球同步卫星好像“挂”在天空中不动，这是以 为参考系观察的结果人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_的。以车厢为参考系，人是_的。13(开放题)当人坐船行驶在河中观看两岸青山时，常有“看山恰似走来迎”的感觉，这是以 为参考系的；但变换一下目光，又感到“仔细看山山不动”，这是以 为参考系14有条件的同学可以购置一幅所在地的地图，然后以学校为原点，建立一个直角坐标系。标出同学、朋友、亲戚等家庭住址的坐标。拓展创新15.有个成语叫“刻舟求剑”，用你所学的物理知识分析一下其中的道理。16.对于在平面上运动的物体如冰场上做花样滑冰的运动员，应怎样描述他们的位置?人造地球卫星的位置又如何描述?学习延伸理想模型及其在科学研究中的作用在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。学力测评参考答案1【点拨】并不是小的物体才可看成质点，物体能否看成质点要看它的大小在所研究的问题中是否可以忽略其影响。有时小的物体不能看成质点而大的物体却能。【答案】CD2【点拨】能否看成质点关键是由所研究的问题的性质决定。【答案】D 3【答案】D4【点拨】选择不同的参考系，运动的描述一般是不同的。【答案】D5【