高一物理必修1第一章运动的描述第1节《质点参考系和坐标系》

1、. . . 第一章第一章 物体的运动物体的运动第一节第一节 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系. . . 通过对一列从北京开往上海的列车需要的时间以及列车通过一座桥梁通过对一列从北京开往上海的列车需要的时间以及列车通过一座桥梁需要的时间的研究，使学生知道研究问题角度不同时，有时可以把物体看需要的时间的研究，使学生知道研究问题角度不同时，有时可以把物体看作一个点，有时不能看作一个点，自然而然地导入新课。作一个点，有时不能看作一个点，自然而然地导入新课。 对新课的讲授，力图通过本节的教学，使学生面对实际物体的运动问对新课的讲授，力图通过本节的教学，使学生面对实际物体的运动问题时，知道怎么去处理

2、。所以，每一个知识点都列举一些具体的例子，设题时，知道怎么去处理。所以，每一个知识点都列举一些具体的例子，设计几个习题以加深学生的理解。最后，再设计几个课堂检测题，来检测学计几个习题以加深学生的理解。最后，再设计几个课堂检测题，来检测学生掌握的情况，发现存在的问题。生掌握的情况，发现存在的问题。 本节课的重点是对质点概念的理解和坐标系的建立，也是学生理解的本节课的重点是对质点概念的理解和坐标系的建立，也是学生理解的难点。教学设计上对这两个问题也是重点讲，重点练。难点。教学设计上对这两个问题也是重点讲，重点练。. . . 1.1.理解质点的定义，知道质点是一个理想化的模型。初步理解质点的定义，知

3、道质点是一个理想化的模型。初步 体会物理模型在探索自然规律中的作用。体会物理模型在探索自然规律中的作用。2.2.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运 动的描述可能是不同的。动的描述可能是不同的。3.3.理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位 置以及位置的变化。置以及位置的变化。学习重点：学习重点：1.1.理解质点的概念。理解质点的概念。2.2.从参考系中抽象出坐标系的概念。从参考系中抽象出坐标系的概念。学习难点：学习难点：理解质点的概念。理解质点的概念。. . . 通过对一列从

4、北京开往上海的列车需要的时间以及列车通过一座桥通过对一列从北京开往上海的列车需要的时间以及列车通过一座桥梁需要的时间的研究，使学生知道研究问题角度不同时，有时可以梁需要的时间的研究，使学生知道研究问题角度不同时，有时可以把物体看作一个点，有时不能看作一个点，自然而然地提出问题：把物体看作一个点，有时不能看作一个点，自然而然地提出问题：什么时候可以把物体看作一个质点？什么时候可以把物体看作一个质点？http:/ . . 一、机械运动一、机械运动机械运动：机械运动：物体相对于其他物体的物体相对于其他物体的位置变化位置变化叫机械运动，叫机械运动，简称运动。简称运动。 . . . 如何描述运动如何描述

5、运动? ?诗人诗人:气势磅礴气势磅礴矫健如燕矫健如燕画家画家:. . . 实例一实例一 观赏舞蹈演员的姿态是否优美，能把演员看观赏舞蹈演员的姿态是否优美，能把演员看作一个点吗？作一个点吗？. . . 研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？小和形状吗？实例二实例二. . . 研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个代替这个

6、“庞大庞大”的飞机。的飞机。 因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小很小,可忽略不计。可忽略不计。 在物理学中为了研究的方便在物理学中为了研究的方便,可以用一个小可以用一个小点代替物体，这个有质量的点称为质点。点代替物体，这个有质量的点称为质点。. . . 物体都可以看作质点吗？物体都可以看作质点吗？ 研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，它本身的大小和形行的速度、运动轨道等问题时，它本身的大小和形状是状是次要因素可忽略次要因素可忽略。这时飞机可看成质点。这时飞机可看成质点。 当物体

7、的大小与形状在研究的问题中影响很小当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可可忽略不计时可看成质点。忽略不计时可看成质点。. . . 当我们研究飞机轮胎的转动时当我们研究飞机轮胎的转动时, ,能否把飞机轮胎看能否把飞机轮胎看成质点？成质点？ 不能不能!因为研究飞机轮胎的转动时因为研究飞机轮胎的转动时,飞机轮胎飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中不可忽略。的大小与形状在研究的问题中不可忽略。 刚才看到的列车从北京开往上海和列车通过途中的刚才看到的列车从北京开往上海和列车通过途中的一座桥梁的时间时，什么情况下需要考虑列车的长度，一座桥梁的时间时，什么情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么

8、？什么时候不需要？为什么？研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度；研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度； 研究列车从北京开往上海可以不考虑列车的长度。研究列车从北京开往上海可以不考虑列车的长度。 . . . 一、行星可不可以看成质点？一、行星可不可以看成质点？研究行星公转时，行星本研究行星公转时，行星本身的大小和形状是次要因身的大小和形状是次要因素可忽略，可看成质点。素可忽略，可看成质点。研究行星自转时，行星研究行星自转时，行星本身的大小和形状不可本身的大小和形状不可忽略，不能看成质点。忽略，不能看成质点。. . . 二、篮球球可不可以看成质点？二、篮球球可不可以看成质点？ 在研究出

9、手瞬间，手拨动在研究出手瞬间，手拨动篮球，研究篮球的转动时篮球，研究篮球的转动时? ? 研究出手后，研究篮球的运研究出手后，研究篮球的运动轨迹时动轨迹时? ?. . . 物体能否看成质点，与物体本身的大小物体能否看成质点，与物体本身的大小和形状无关。和形状无关。http:/ . . 质质 点点1.1.定义：用来代替物体的有质量的点。定义：用来代替物体的有质量的点。2.2.看成质点的条件：看成质点的条件：（1 1）物体的大小和形状对所研究的问题能够忽略不计。）物体的大小和形状对所研究的问题能够忽略不计。（2 2）物体的各部分的运动情况都相同，此物体一般可当）物体的各部分的运动情况都相同，此物体一

10、般可当作质点。作质点。（3 3）物体虽然有转动，但因转动而引起的物体各部分的）物体虽然有转动，但因转动而引起的物体各部分的运动差异对所研究的问题不起主要作用。运动差异对所研究的问题不起主要作用。（4 4）物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当）物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当作质点。作质点。3.3.物理意义：为了研究问题的方便。物理意义：为了研究问题的方便。. . . 1.1.质点不是实际存在的物体；质点不是实际存在的物体；2.2.质点是一个理想的物理模型；质点是一个理想的物理模型；3.3.质点是实际事物的一种近似反映，是为了研究问题的质点是实际事物的一种近似反映，是为了研究

11、问题的 方便而进行的科学抽象；方便而进行的科学抽象；4.4.建立质点概念时抓住了主要因素，忽略了次要因素建立质点概念时抓住了主要因素，忽略了次要因素( (形形 状、大小等状、大小等) )，突出了事物的主要特征，突出了事物的主要特征( (具有质量具有质量) )，使，使 问题得到了简化。问题得到了简化。. . . 质点和几何中的点是一回事吗？质点和几何中的点是一回事吗？1.1.相同点：都是没有形状和大小的点。相同点：都是没有形状和大小的点。2.2.不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理内涵，不仅具

12、有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。对的小。. . . 例例1.下列说法正确的是下列说法正确的是 () A. 运动中的地球不能看成质点，而原子核可以看成运动中的地球不能看成质点，而原子核可以看成质点质点 B. 研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看成质点看成质点 C. 研究奥运会乒乓球女单冠军张怡宁打出的乒乓球研究奥运会乒乓球女单冠军张怡宁打出的乒乓球时，能把乒乓球看成质点时，能把乒乓球看成质点 D. 研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，

13、研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，可以将汽车看成质点可以将汽车看成质点D. . . 1. 下列关于质点的说法中，正确的是（下列关于质点的说法中，正确的是（ ） A. 体积很小的物体都可看成质点体积很小的物体都可看成质点 B. 质量很小的物体都可看成质点质量很小的物体都可看成质点 C. 物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点 D. 只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的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成质点物体不可看成质点C. .

14、. 二、参考系http:/ . . 地球在不断的自转，地面上的人看到太阳东地球在不断的自转，地面上的人看到太阳东升西落。升西落。 人们研究物体的运动时，总是不自觉地用人们研究物体的运动时，总是不自觉地用另外的物体来作为标准。另外的物体来作为标准。. . . 描述物体的位置及其变化时，又总是相描述物体的位置及其变化时，又总是相对其他物体而言，即运动和静止是相对的。对其他物体而言，即运动和静止是相对的。. . . 参参 考考 系系1.1.定义：描述物体运动时定义：描述物体运动时, ,用来作参考用来作参考( (假定为不假定为不动动) )的另外的物体。的另外的物体。2.2.选择不同参考系，对同一运动的

15、观察结果可能选择不同参考系，对同一运动的观察结果可能相同，也可能不同。相同，也可能不同。. . . 1.1.描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动；事先假定参考系不动；2.2.选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；同；3.3.参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；使物体的运动尽可能简单为原则；4.4.通常选取地面为参考系；通常选取地面为参考系；5.5.比较两个物体的运动应

16、选同一参考系。比较两个物体的运动应选同一参考系。. . . 你能找到诗人选择的参考系吗？你能找到诗人选择的参考系吗？飞花两岸飞花两岸照船红，照船红，百里榆堤百里榆堤半日风。半日风。卧看满天卧看满天云不动，云不动，不知云与不知云与我具东。我具东。. . . 例例2. 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。当两某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。当两辆汽车在平直公路上运动时，甲车内一同学看见乙车没有运辆汽车在平直公路上运动时，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系，那么，根据上述观察到

17、的现象可说明为参考系，那么，根据上述观察到的现象可说明() A.甲车不动，乙车向东运动甲车不动，乙车向东运动 B.乙车不动，甲车向东运动乙车不动，甲车向东运动 C.甲车向西运动，乙车向东运动甲车向西运动，乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动甲、乙两车以相同的速度都向东运动D. . . 2. 第一次世界大战期间，一名法国飞行员在第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是

18、一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是员能抓住子弹的原因是 ( ) A.飞行员反应快飞行员反应快 B.子弹相对飞行员是静止的子弹相对飞行员是静止的 C.子弹已经飞行的没劲了子弹已经飞行的没劲了 D.飞行员有手劲飞行员有手劲B. . . 为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考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。系上建立适当的坐标系。四、坐标系四、坐标系 如果物体沿直线运动，可以以这条直线为如果物体沿直线运动，可以以这条直线为 x 轴，在直线上规轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。xO5 m. .

19、 . 一个坐标系有几个要素呢？一个坐标系有几个要素呢？-112034 除了上面的直线坐标系，你还知道什么其除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？他的坐标系吗？原点原点物理量的符物理量的符号及单位号及单位x/m. . . 冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？飞机的位置，又应怎样建立坐标系？. . . 对于滑冰运动员可以以冰对于滑冰运动员可以以冰场中央为坐标原点，向东为场中央为坐标原点，向东为x x轴轴正方向，向北为正方向，向北为y

20、 y轴正方向，建轴正方向，建立水平面内的直角坐标系，这立水平面内的直角坐标系，这样就可以准确地描述运动员的样就可以准确地描述运动员的位置了。位置了。而要描述空中飞机的位置，就需要建立三维坐标了。而要描述空中飞机的位置，就需要建立三维坐标了。. . . 1. 质点质点: 只有质量只有质量,没有形状和大小的点叫质点。没有形状和大小的点叫质点。 说明说明:严格意义上的严格意义上的“有质量的点有质量的点”实际上是不存在实际上是不存在的，是一种理想化模型，是对实际物体的近似，是一的，是一种理想化模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象，物体能否看作质点种科学抽象，物体能否看作质点 , 由所描述的问题的由

21、所描述的问题的性质决定。性质决定。2. 参考系参考系: 描述物体的运动时描述物体的运动时 , 用来作参考的物体。用来作参考的物体。3. 坐标系坐标系: 一般说来，为了定量地描述物体的位置及位一般说来，为了定量地描述物体的位置及位置的变化置的变化 , 需要在参考系上建立适当的坐标系。需要在参考系上建立适当的坐标系。 说明说明:有一维坐标系有一维坐标系 , 也有二维和三维坐标系。也有二维和三维坐标系。. . . 1. 在下列各运动物体中，可当作在下列各运动物体中，可当作“质点质点”的有的有 ( ) A. 研究花样滑冰运动员的动作是否优美研究花样滑冰运动员的动作是否优美 B. 确定远洋航行中的巨轮的位置确定远洋航行中的巨轮的位置 C. 研