吉林省长白山第一高中物理必修一课件：1.1 质点参考系和坐标系

课件14张PPT。学案1 质点 参考系和坐标系第一章 运动的描述学点1 质点(1)质点：用来代替物体的有质量的点，叫做质点，它是一种理想化的模型。
(2)将物体看成质点的条件
一个物体能否看做质点是由问题的性质决定的，只有当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或者影响很小可以忽略时，物体才可以看作质点。
(3)质点是一个理想化的物理模型。质点只是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。对实际物体或问题进行科学抽象是一种普遍的研究方法。(1)突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是物理学中经常采用的一种研究方法。质点是力学研究中建立的一种高度抽象的理想体，是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，从而使研究的问题得以简化。
(2)一个物体能否看作质点，就是看这个物体的形状和大小在所研究的问题中是否起主要作用，若是可忽略的因素就可以暂时撇开它，而把物体看作质点。比如，地球是一个很大的物体，其直径约为1.3×104 km，但由于地球和太阳之间的距离约为1.5×108 km，比地球直径大104倍，因此，我们研究地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素，可以不考虑，此时的地球就可以当作质点。但是在研究地球自转时，地球的大小和形状就是影响研究问题的重要因素了，因此就不能再把地球看作质点了。
(3)如果物体上某些点的运动情况和整个物体运动情况相同，就可以用物体上的一点来代替整个物体研究运动情况，这时也可以将物体看成质点。 质点只是实际物体的一种近似，它突出了物体的质量；而忽略了物体的大小和形状；一个物体能否被看做质点是由问题的性质所决定的，而不是由物体的体积或质量所决定的。脱离了研究的问题而讨论一个物体是否可以看做质点是没有根据的；只有当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小到可以忽略时，才可以看做质点，所以在研究某些问题(如自转问题)时，即使很小的物体也不可以看做质点，而在另一些问题中，即使很大的物体也可以看做质点(如研究地球围绕太阳公转问题时，地球可以看做质点。)另外，同一物体，在不同的问题中，有时可看做质点，有时不能看做质点。故本题中A、B选项错误，C、D选项是正确的。【例1】以下几种关于质点的说法中正确的是( )
A.质点就是质量很小的物体
B.质点就是体积很小的物体
C.一个物体能否看做质点是由问题的性质决定的，只要物体的大小和形状对
所研究的问题没有影响或影响很小可以忽略，就可以看做质点
D.同一个物体在某些问题中可看作质点，而在另外的问题中不能看做质点CD (1)一个物体能否看做质点是由所研究的问题的性质决定的，撇开了所研究的问题，就不能确定一个物体能否看作质点。
(2)要确定一个物体能否看做质点，首先要明确所研究的问题是什么，进而再明确物体的大小和形状对所研究的问题有无影响，只有物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响很小可以忽略，物体才能被看做质点。1.研究下列哪种问题时，其中的物体可以看做质点( )
A.研究航天飞机绕地球飞行一周的时间
B.研究在斜坡上行驶的汽车通过斜坡的时间
C.研究自由体操运动员的动作
D.研究一列火车通过某一路标的时间AB学点2 参考系(1)定义：描述物体运动时，用来作参考的另外的物体。
(2)自然界的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的。但是，描述物体的位置及其变化时，又总是相对其他物体而言，这便是运动的相对性。
(3)同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同。例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线，以相同的速度15 m/s行驶着。若两车都以路边的树木作为参考系，则两车都是以15 m/s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。参考系的选取，应该以研究问题的方便、对运动描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动，一般取地面或其他相对于地面不动的物体作参考系，这种情况下的参考系也不再特别地进行说明。分析太阳系内各行星的运动，以太阳为参考系比较方便，研究火车、轮船内旅客的运动情况，应该以运动的火车、轮船等为参考系。在上面例子中，甲、乙两车向东的速度15 m/s，即是选地面作参考系。 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、乙两电梯都会感到是在向上运动。故B、C、D对。【例2】甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是( )
A.甲向上、乙向下、丙不动
B.甲向上、乙向上、丙不动
C.甲向上、乙向上、丙向下
D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢BCD(1)在解决有关“参考系是什么？”的问题时，必须抓住两个要素一是什么物体在运动，二是该物体是怎样运动的。
(2)你看到的物体的运动情况，往往是以你自己为参考系的。2.图1-1-1是特技跳伞运动员在空中的造型图。当运动员们保持该造型下落时，若其中一运动员以另一运动员为参考系，则他自己的运动情况是_______；当他俯视大地时，看到大地迎面而来，这时的参考系是_____。静止的自己图1-1-1学点3 坐标系(1)建立坐标系的目的：为了定量地描述物体的位置，即物体的位置用坐标表示。
(2)坐标系建立的位置：坐标系是建立在参考系上的，即坐标原点一定是参考系上的点，当参考系移动时，坐标系也随之移动，但坐标轴的正方向保持不变。
(3)建立坐标系的三个要素：即原点、正方向和单位长度；在建立坐标系时，除了标明原点O、坐标轴正方向(箭头)、坐标轴上的刻度(单位长度)外还要注明单位。
(4)一维坐标系(直线坐标系)和二维坐标系(平面直角坐标系)：物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立一维坐标系。
若物体在一个平面上运动，为了描述其位置，要建立二维坐标系，即平面直角坐标系。坐标系的建立也是根据所研究的问题是否方便的原则。如图1-1-2所示，为了研究汽车的位置及其变化，我们可以选A路口为坐标原点，建立x轴。也可以以铁塔为坐标原点，建立二维坐标系xOy，描述汽车位置及变化。一维坐标系一般适用于质点做直线运动，二维坐标系适用于平面内的曲线运动。图1-1-2 最高点位于坐标原点正方向一侧离原点5 m处，故其位置坐标为x1=5 m；落地位置位于坐标原点负方向一侧，且距离坐标原点18 m，故落地位置的位置坐标为x2=-18 m。【例3】从18 m高的楼顶边缘处竖直向上抛出一石子，上升5 m后开始下落，以抛出点为坐标原点，向上为坐标轴的正方向，建立直线坐标系，则石子在最高点时坐标为x1=_____m，落地时坐标为x2=_____m。-1853.如图1-1-3所示，一根长0.8 m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，取杆的下端O为坐标原点，向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少(OB间距离为0.2 m)?-0.8 m -0.2 m 0.6 m图1-1-31.以下情况中，可将物体看成质点的是( )
A.对某位学生骑车姿势进行生理学分析
B.计算子弹穿过一张薄纸的时间
C.研究“神舟”七号绕地飞行
D.对于汽车的后轮，在研究其运动情况
2.下列关于参考系的描述中，正确的是( )
A.参考系必须是和地面连在一起的物体
B.被研究的物体必须沿与参考系的连线运动
C.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体或是相对于地面静止的物体
D.参考系是为了研究物体的运动用来做参考的物体3.一辆轿车在北京城区纵横穿越了许多街道。假若以天安门为参考点，请以二维坐标表示出此车在天安门东5 km、北10 km处的具体位置。CD如果取天安门为坐标原点O，东方为x轴的正方向，坐标的单位为1 km，如图所示，则该汽车在此直角坐标系的位置可以记为(5，10)或者记为x=5 km；y=10 km。