《质点参考系和坐标系》教材详解

《质点参考系和坐标系》教材详解1.质点质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。它是我们为了研究问题的方便而引入的一种理想化模型。将物体看为质点的条件是：如果物体的形状、大小对于我们所研究的问题是无关因素或影响可忽略不计。此时，就可以将物体的大小和形状忽略，而把物体看做一个仅有质量而没有大小和形状的点——质点。2.参考系研究物体的运动时假定不动的那个物体，叫参考系。同一个运动物体由于选择的参考系不同，观察的结果常常是不同的。在处理实际问题中，如果题目不作特殊说明，都是选地面为参考系对物体运动进行描述的。参考系的选取原则是：对物体运动的描述，问题的研究简洁、方便。3．坐标系为了定量的描述运动物体的位置及位置的变化，而建立的规定了原点、正方向和单位长度的直线（直线坐标系）或两垂直直线（直角坐标系）或三条互相垂直的直线（空间直角坐标系）。合作学习例题1：在以下的哪些情况中可将物体看成质点（）研究某学生骑车由学校回家的速度对这为学生骑车姿势进行生理学分析研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面解析：质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。它是我们为了研究问题的方便而引入的一种理想化模型。能否将物体看为质点，关键看所研究的问题的性质即物体大小和形状能否忽略。A、C情景中物体大小和形状能忽略，因而可看为质点；B、D情景中所研究的问题都涉及物体的不同部分，此时的物体就不能再看为质点，否则问题将无法研究。答案：A、C例题2：一列火车停靠在站台上，车厢内的人看着窗外另一列火车，感觉到自己乘坐的火车开动了，可等一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。你有过类似的经历吗？出现这种现象的原因是什么？解析：解决该题的关键是抓住乘客感觉动而未动这一事实。事实相同但感觉却不同，说明乘客前后参考系选取是不同的，要选取不同的参考系加以分析。答案：原因是起初乘客以窗外另一列开动的火车为参考系，感觉自己在动。当另一列火车开走后，以窗外其它静止的物体为参考系，才发现自己乘坐的火车并未开动。例题3:某运动物体在平面内，由点（3，1）出发，沿直线运动到点（1，4）然后又由点（1，4）沿直线运动到点（5，5）。试在图中完成坐标系的建立并画出物体的运动轨迹。解析：该物体的运动为平面内的平动，要描述其运动就要建立直角坐标系。图中以建立，并有原点、标度和正向。此时，只需再定义两坐标轴的名称和单位，标上各处标度的大小，即可对运动进行描述。取水平坐标线为x轴，竖直坐标线为y轴；单位都取为m。根据题目的描述就可画出物体的运动轨迹。x/my/m1x/my/m1234512345师生互动1．在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（）A．研究汽车通过一座桥所用的时间B．研究人在汽车上的位置C．研究汽车在上坡时有无翻倒的危险D．计算汽车从北京开往大连的时间2．如图所示，是特技跳伞运动员的空中造型图。当运动员们保持该造型下落时，若其中一名运动员以相邻的运动员为参考系，则他自己的运动情况怎样？当他俯视大地时，看到大地迎面而来，他这是以什么物体作为参考系的？3．某运动物体在平面内，由点（0，0）出发，沿直线运动到点（3，1）然后又由点（3，1）沿直线运动到点（1，4），然后又由点（1，4）沿直线运动到点（5，5），然后又由点（5，5）沿直线运动到点（2，2）。试在图中完成坐标系的建立并画出物体的运动轨迹。课后习题解答1．答案：如果要计算子弹从枪口飞到靶心所需要的时间，此时子弹可以看为质点；如果要计算子弹穿过一张薄纸所需要的时间，此时子弹不能看为质点。2．答案：“一江春水向东流”说的是江水相对于河岸的运动；“地球的公转”说的是地球相对于太阳的运动；“钟表的指针在转动”说的是指针相对于表盘的运动；“太阳东升西落”说的是太阳相对于地球的运动。3．答案：诗中描述了“云”与“我”的运动；对于“云”的运动