第一章第1节质点参考系和坐标系课时学案

第1节 质点 参考系和坐标系
1.认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点。
2.理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
3.认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。
1.质点：用来代替物体有质量的点叫做质点。当物体的 和 对所研究的问题影响很小时，就可以把物体看成质点。
2.参考系：在描述一个物体的运动时，选来做 的物体，叫做参考系。
(1)对同一个物体的运动，所选的参考系不同，对它运动的描述就有可能 。
(2)若无特别说明，通常是以地面或相对地面 的物体为参考系。
3.坐标系：为了定量地描述物体的 及 ，需要在 上建立适当的坐标系。
1.(多选)下列几种情况下，哪些情况可将物体看做质点来处理( )
A.游乐场中，坐在过山车中的小孩
B.确定太空中宇宙飞船的位置
C.研究旋转门的转动
D.比赛时，运动员分析乒乓球的运动
2.(单选)在有云的夜晚，抬头望月，发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”，这时取的参考系是( )
A.月亮 B.云 C.地面 D.观察者
3.如图1-1-1所示，若某一物体运动到点，此刻它的位置坐标= ，若它运动到点，此刻它的位置坐标 = 。
一、物体和质点
1.通过观看影视节目，回答下列问题：
(1)详细描述物体的运动会比较困难，原因是什么
(2)我们需要了解物体各部分运动的区别吗
(3)在刚才看过的影视节目中，我们看到了 ( http: / / www.21cnjy.com )“神舟”十号飞船的发射和运行。“神舟”十号飞船升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家研究它在空中的位置、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小和形状吗
结论：(1)由于物体各部分的 情况各不相同，所以详细描述物体的运动并不是一件很容易的事。
(2)因为物体本身都有一定的 和 ，物体各部分的 情况一般并不一样，但我们研究问题时有时 了解各部分运动的区别，有时 。
(3) 。我们可以用荧光屏上的 代替“庞大”的飞船。
总结：为了使复杂的问题得到简化，根据所研究 ( http: / / www.21cnjy.com )问题的性质和需要，抓住问题的主要因素，忽略次要因素，把物体简化为一个有 的点，这个代替物体的有 的点叫质点。这就建立了一种 的模型，是一种重要的科学研究方法。
2.研究以下物体的运动时是否可以把物体看做质点。
(1)地球是一个庞然大物，直径约为12 800 km，与太阳相距 km。研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点 研究地面上各处的季节变化时，能不能把它看成质点
(2)乒乓球小而轻，直径仅4 cm，质量约2.7 g。运动员研究各种旋转球的打法时，能不能把它看成质点
(3)撑竿跳高是一项非常刺 ( http: / / www.21cnjy.com )激的体育运动项目，一般来说可以把撑竿跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑竿起跳、越过横竿。讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看做质点，从中体会质点模型的建立过程。
①教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点
②分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点
③测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点
总结：①质点是一种 抽象，是一种 的模型。
②质点是忽略了物体的 和 ，具有物体全部 的点。
3.分析以下物体能否看做质点，并总结在什么条件下，可将物体看做质点。
(1)投出的篮球在空中运动，篮球可以看做质点吗
(2)如图1-1-2所示，沿一个方向推动桌面上的书本，如果测量书本移动的距离，是否可以将书本视为质点，为什么
(3)如果测量桌面上的书本经过桌面上点所需要的时间，是否可以将书本视为质点，为什么
总结：将物体看做质点的条件：
(1)物体各部分的运动情况 时可以看做质点，一般研究物体的转动时 把物体看做质点。
(2)物体有转动，但物体的转动不是我们 ( http: / / www.21cnjy.com )所要研究的主要问题时，物体本身的 和 已变成了次要因素，可以把物体看做质点。如地球公转。
(3)物体本身的 对所研究的问题不能忽略时， 把物体看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点。
(4)一个物体能否被看做质点，取决 ( http: / / www.21cnjy.com )于所研究问题的性质。即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看做质点，而有的情况下则不可以看做质点。
例1 (多选)在以下情况中，可将物体看成质点的是( )
A.研究某同学骑车回校的速度
B.对这位同学骑车姿势进行生理学分析
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
二、参考系
1.你和一位同伴正坐在一辆火车上， ( http: / / www.21cnjy.com )铁路边的人看到火车中的乘客是运动的，而同伴认为你是静止的。教材第10页图1.1-4中，地面上的人观察跳伞运动员是怎样下落的，而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的 同一物体的运动，不同的观察者为什么看到的现象会不一样
同一物体的运动，不同的观察者看到的现象会不一样，这是因为选择的 不同。
总结：参考系：要描述一个物体的运动，首先要选 ( http: / / www.21cnjy.com )定某个其他物体做 ，观察物体相对于这个“其他物体”的 是否发生变化，以及怎样变化。这种用来做 称为参考系。
2.平时我们说树木、房屋是 ( http: / / www.21cnjy.com )静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作为标准来说的。坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢作为标准来说的。根据这些关于运动的描述，请说明如何选择参考系
参考系的选择原则可以是 ( http: / / www.21cnjy.com ) ，但参考系的选择应以对运动的描述 、 为原则。选择参考系是研究问题的关键之一。
在没有特别说明的情况下，通常以 或 的物体为参考系。
例2 敦煌曲子词中有这样的诗句：“满 ( http: / / www.21cnjy.com )眼风波多闪灼，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什么
例3 坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止的。这与诗句里的描述是否矛盾 说明理由。
三、坐标系
1.地球上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来确定方位。如何准确描述物体的位置呢
为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在 建立 .
(1)如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立 坐标系，就能准确表达物体的位置。
(2)如果物体在二维空间运动，即在一个平面内运动，就需要建立 坐标系来描述物体的位置。
(3)当物体在三维空间运动时，则需要建立 坐标系来描述。
2.要准确描述物体的位置需要在参考系上建立坐标系，如何建立坐标系
建立坐标系时，必须在坐标轴上标上 、 和 。
3.如图1-1-3所示为两种不同的坐标系，其中甲、乙、丙中点的坐标如何表示
自主解答：甲：= ;乙： QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) ( ， )。
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甲 直线坐标系 乙 平面直角坐标系
图1-1-3
例4 如图1-1-4所示，一辆汽车从 ( http: / / www.21cnjy.com )市民广场的钟楼出发沿人民路驶向孩儿巷和更俗剧场方向，要描述汽车的位置随时间的变化情况，我们应当首先解决什么问题
( http: / / www.21cnjy.com )
图1-1-4
1.(单选)关于质点，以下说法正确的是( )
A.质点是没有质量、形状和大小的点
B.只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点
C.只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点
D.物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点
2.(多选)在下列运动中，研究对象可以看成质点的有( )
A.做花样滑冰的运动员
B.运行中的人造地球卫星
C.转动中的砂轮
D.沿斜面滑下的木块
3.(单选)观察图1-1-5中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车一定向左运动
B.甲、乙两车一定向右运动
C.甲车向左运动，乙车向右运动
D.甲车可能静止，乙车向左运动
4.为了确定平面上物体的位置，我们建立平面直角坐标系，如图1-1-6所示。以点为坐标原点，沿东西方向为轴，向东为正;沿南北方向为轴，向北为正。图中点的坐标如何表示 其含义是什么
1.物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处
2.一个无风的下雨天，站在路旁的小 ( http: / / www.21cnjy.com )明看到雨滴是竖直下落的;而向前快速奔跑的小聪，看到雨滴是从斜上方下落的。两个人看到的雨滴轨迹为什么不同呢
自我检测参考答案
1.AB 2.B 3.3 m -2 m
图1-1-1
图1-1-2
图1-1-5
图1-1-6