1.1 质点、参考系和坐标系—人教版高中物理必修一学案.doc

第一章运动的描述质点参考系和坐标系学习目标掌握质点的概念能够判断什么样的物体可视为质点知道参考系的概念并能判断物体在不同参考系下的运动情况认识坐标系并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化导入我国是文明古国对运动早就有研究早在汉代成书的尚书纬考灵曜中就有这样的记载地恒动不止而人不知譬如人在大舟中闭牖窗户而坐舟行而人不觉也毛泽东同志的诗中也有一名句坐地日行八万里巡天遥看一千河请你思考选什么物体为参考系才能说地恒动不止日行八万里的地球可否视为质点有一个成语叫做刻舟求剑如果说刻舟求剑者的错误在于错选了参照系你同意这种看法吗知识点机械运动物体相对于其他物体的变化也就是物体的随时间的变化是自然界中最最的运动形态称为机械运动是绝对的是相对的知识点质点我们在研究物体的运动时在某些特定情况下可以不考虑物体的和把它简化为一个称为质点质点是一个的物理模型判断是否是质点的方法物体能否看作质点是看所研究的问题是什么并非是由物体的大小形状决定的实际物体在下列三种情况可以看成质点物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计的做平动的物体由于物体上各点的运动情况相同可以用一个点来代替整个物体的运动物体虽然有转动但是因为转动而引起的物体各部分差异对所研究的问题不起主要作用知识点参考系在描述物体的运动时要选定某个其他物体做参考观察物体相对于它的位置是否随变化以及怎样变化这种用来做的物体称为参考系例如甲乙两辆汽车由西向东沿同一直线以的相同速度行驶着若两车都以路边的树木作为参考系则两车都是以的速度向东行驶若以其中任意一辆车为参考系则另一辆是静止的选择参考系的原则选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定参考系的选取可以是任意的在实际问题中参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则知识点坐标系建立坐标系的物理意义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坐标系的种类及特点直线坐标系以某一点为原点规定单位有时是长度有时是时间也可能是其他物理量正方向或变化方向的意义平面坐标系物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系如图所示在图甲中三点有相同的横坐标在图乙中三点有相同的纵坐标由此可以发现如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标该点的位置并不能唯一确定如果同时确定某点的横坐标和纵坐标则该点的位置唯一确定多维坐标系如三维立体空间坐标系物体的运动不在同一平面内时可以建立多维坐标系课堂练习敦煌曲子词中有这样的诗句满眼风波多闪烁看山恰似走来迎仔细看山山不动是船行其中看山恰似走来迎和是船行所选的参考系分别是船和山山和船地面和山河岸和流水甲乙丙三架观光电梯甲中乘客看见高楼在向下运动乙中乘客看见甲在向下运动丙中乘客看见甲乙都在向上运动这三架电梯相对地面的运动情况不可能是甲向上乙向下丙不动甲向上乙向上丙不动甲向上乙向上丙向下甲向上乙向上丙也向上但比甲乙都慢答案解析电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时是以自己所乘的电梯为参考系甲中乘客看见高楼向下运动说明甲相对于地面一定在向上运动同理乙相对甲在向上运动说明乙相对地面也是向上运动且运动得比甲更快丙电梯无论是静止还是在向下运动或以比甲乙都慢的速度在向上运动丙中乘客看甲乙两电梯都会感到它们是在向上运动多选关于坐标系下列说法正确的是建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系物体在平面内做曲线运动需要用平面直角坐标系才能确定其位置答案在研究体育比赛中运动员的运动特点时下列运动员可以当做质点处理的是研究姚明在扣篮的动作时研究李小鹏在双杆上比赛的动作时研究菲尔普斯米自由游触壁的瞬间记录某马拉松运动员在比赛过程中各时刻的位置时答案为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车的位置我们可以取轴表示长安街的东西方向轴的正方向指向东并且取天安门前的旗杆作为坐标轴的原点那么汽车的位置就由它的坐标完全确定了若汽车的坐标是则表示汽车处于什么位置汽车的坐标是呢解析若汽车的坐标是则表示汽车旗杆以东汽车在的坐标是则表示汽车在旗杆以西答案旗杆以东旗杆以西课后练习多选下列关于质点的说法中正确的是质点是一个理想化的模型实际并不存在因为质点没有大小所以与几何中心的点没有区别凡是轻小的物体都可看成质点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成质点解析质点是一个理想化的物理模型实际上不存在物体能否看成质点要满足项的条件选项正确质点是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点与几何中心物体大小没有直接关系选项错误答案烟囱冒出的烟和平直路面上甲乙两车上的小旗的朝向如图所示关于甲乙两车相对于路旁房子的运运情况下列说法正确的是甲乙两车一定向左运动甲车可能静止或向右运动或向左缓慢运动乙车一定向左运动甲车可能向右加速运动乙车可能向右减速运动甲车一定向右运动乙车一定向左运动解析首先由图中烟囱冒出的烟可以判断当时的风向向左甲车的小旗和烟的飘向一致说明以甲车为参考系时风向向左甲车有可能静止也有可能沿和风向相同的方向运动只是甲车的运动速度比风的速度小还可能是甲车以任意速度向左运动乙车的小旗和烟的飘向相反说明乙车一定是向左运动而且车速比风速大答案地面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雨滴是向前运动向后运动倾斜落向前下方倾斜落向后下方解析这是以乘客为参考系此时雨滴在水平方向相对于乘客是向后运动的再加上竖直下落的运动故应为落向后下方答案指出以下所描述的各运动的参考系是什么太阳从东方升起西方落下月亮在云中穿行汽车外的树木向后倒退一物体从点出发沿东偏北度的方向运动至点然后又向正南方向运动至点建立适当坐标系描述出该物体的运动轨迹依据建立的坐标系分别求出两点的坐标能力拓展第一次世界大战的时候一个法国飞行员在高空飞行的时候发现脸旁有一个什么小玩意儿在游动着飞行员以为是一只小昆虫敏捷地把它一把抓了过来现在请你想一想这位飞行员的惊诧吧他发现他抓到的是一颗德国子弹大家都知道子弹的飞行速度是相当快的为什么飞行员能抓到子弹解析这是因为一颗子弹并不是始终用的速度飞行的由于空气的阻力这个速度会逐渐减小下来而在它的路程终点跌落前的速度却只有这个速度是普通飞机也可以达到的因此很可能碰到这种情形飞机跟子弹的方向和速度相同那么这颗子弹对于飞行员来说它相当于静止不动的或者只是略微有些移动那么把它抓住自然没有丝毫困难了名校真题三中月考多选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条船上的旗帜分别向右和向左飘两条船运动状态是船肯定是向左运动的船可能是静止的船肯定是向右运动的船可能是静止的答案三中段考下列关于质点的说法正确的是质点是客观存在的一种物体其体积比分子还小很长的火车一定不可以看做质点给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若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三中周测以下说法错误的是质点就是有质量的点实际上并不存在当我们研究地球的运动时有时可以把它看成质点有时不能把它看成质点日落西山说法中参考系选的是西山第二秒末实际上指的是时刻答案南宁中关于质点下列说法中正确的是转动的物体一定不能看成质点因为质点没有大小所以与几何中的点没有区别研究运动员在米长跑比赛中运动的快慢时可以把运动员看成质点研究跳水运动员在空中的翻转动作可以把运动员看成质点答案南宁四校联考在研究下列问题时可以把汽车看作质点的是研究汽车轮子转动时研究人在汽车上的位置计算汽车从柳州开往南宁的时间研究汽车在上坡时有无翻倒的危险答案本课小结本课时学习了质点参考系坐标系三个基本概念质点是重点是理想化模型是一种科学抽象判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度跟物体本身的形状大小无关因此分析题目中所给的研究角度是学习质点概念的关键运动是绝对的运动的描述是相对的对同一运动不同参考系描述形式不同一般选大地为参考系坐标系是建立在参考系之上的数学工具坐标系的建立为定量研究物体的运动奠定了数学基础