课件44张PPT。第一节 质点 参考系和坐标系第一章 运动的描述人教版 必修一课 前 预 习1．定义：物体相对于其他物体的______变化，叫做机械运动，简称运动。
2．运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中没有不动的物体，一切物体都在不停地运动，运动是______的，静止是______的。机械运动 位置 绝对 相对 1．实际物体：有一定的______和_______，并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般______。
2．质点
(1)定义：研究物体的运动时，在某特定情况下，可以不考虑物体的______和______，把它简化为一个有______的物质点，这样的点称为质点。
(2)把物体看成质点的条件：物体的______和______等因素不影响问题的研究时，就可以把物体看成质点。物体和质点大小 形状 不同 大小 形状 质量 大小 形状 1．定义：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作______，这个用来作_____________就叫做参考系。
2．选取原则：(1)研究物体的运动时，参考系的选取是________，一般根据研究问题的方便来选取。
(2)在研究地面上物体的运动时，通常把_____或者___________________的其他物体作为参考系。参考系参考 参考的物体 任意的 地面 相对于地面静止不动 1．建立坐标系的目的：定量地描述物体的_______及位置的______。
2．建立坐标系的方法
(1)建立何种坐标系要针对物体是在_________、平面内，还是空间中运动而定。
(2)建立坐标系时应明确坐标原点、________及单位长度，标明坐标单位。坐标系位置 变化 直线上 正方向 『判一判』
(1)很小的物体一定能看成质点。( )
(2)做直线运动的物体一定能看成质点。( )
(3)自然界中没有绝对静止的物体。( )
(4)只能选择静止的物体作为参考系。( )
(5)描述直线运动，一般建立直线坐标系。( )× × √ × √ 解析：A、B、C选项中运动员的动作直接影响比赛成绩，故不能视为质点；研究马拉松运动员的比赛成绩时可将其视为质点。D 答案：对于路旁的小学生，他们观察乘客是以地面为参考系；而坐在车内的司机观察乘客是以车为参考系，故得到了不同的结论。课 内 探 究茫茫宇宙浩翰星空，地球在自转的同时，也在绕太阳公转，那么在研究地球的自转和公转这两个问题的时候能否将地球都看作质点呢？探究一 理想化模型与质点
提示：研究自转时，地球上各点的运动情况不相同，若将地球看作质点，那么这个质点的运动不能反映地球上各点的运动情况，也就无法研究地球的自转，此时不能把地球看作质点；研究地球的公转时，因日、地间的距离远大于地球本身的大小，由地球的大小和形状而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计，此时可将地球看作质点。1．理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在。
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。
(3)“理想化模型”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，是物理学中经常采用的一种研究方法。2．对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是“具有质量”，但是质点没有大小、体积、形状，它与几何中的“点”有本质区别。
(2)质点是一种“理想化模型” 。
(3)可将物体看成质点的几种情况：特别提醒：物体能否被视为质点，不是取决于物体的大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略。同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点，有的则不能视为质点。解析：①火车进站时，火车的长度与站台相比不能被忽略，所以在研究火车进站的时间时，不能将火车看作质点。
②火车的长度与从北京到重庆的距离相比，可以忽略不计，所以在研究火车从北京到重庆的时间时，可以将火车看作质点。
③研究火车车轮上某点的运动与车轮的大小和形状有关，这种情况下不能将火车看作一个质点。
答案：①③不可以看作质点，②可以看作质点。D 解析：只要物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体就可以当作质点，故大的物体也可以作为质点，例如地球绕太阳公转时，地球可以看成是质点，故A错误；小的物体有时却不能当作质点，原子核很小，但在研究原子核内部的结构等的时候是不能看成质点的，故B错误；能否看成质点与物体的质量、体积的大小无关，故C错误；研究地球绕太阳公转时，地球可以看成是质点，而研究地球自转时不可以把地球看成质点，故D正确，故选D。下雨天，地面观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却是斜向后方的(如图所示)。
你观察过这种现象吗？是否思考过其中的原因？探究二 参考系提示：这是因为选取的参考系不同。以地面为参考系时，看到雨滴是竖直下落的；以匀速行驶的车厢为参考系，看到的雨滴是斜向后方运动的。1．选择参考系的意义：要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系。只有选定参考系后，才能研究物体做怎样的运动。
2．选择参考系的原则：(1)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。
(2)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。
3．参考系的四个性质：
(1)标准性：被选为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。
(2)任意性：除自身外，任何物体都可以作为参考系。
(3)统一性：比较多个物体的运动时应选择同一个参考系。
(4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。特别提醒：(1)分析具体的问题时，选择合适的物体作为参考系，可使问题变得简单。
(2)解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。C 解析：(1)A船运动情况的确定：由题图知A船与河岸的旗帜均向右飘，则相对于风，A船、河岸都具有向左的运动速度，所以A船可能相对河岸静止，也可能以任意速度向左运动，还有可能以相对比风速小的速度向右运动，A、B错误。(2)B船运动情况的确定：B船中旗帜向左飘，表明B船只能向右运动，且速度大于风速，C对，D错。B 如图所示为正在踢球的运动员和在空中飞行的飞机，如果要描述踢球的运动员的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如果要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？探究三 坐标系
提示：可以以足球场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的平面坐标系，来准确地描述足球运动员的位置；如果要确定飞机的位置，则需要确定一点为坐标原点，建立空间坐标系来描述。1．建立坐标系的物理意义：借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化。
2．三种坐标系的比较特别提醒：(1)建立何种坐标系，由物体的运动特点确定。建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化。
(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值，与正方向的规定和原点的位置有关。解析：可以以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系，如图所示。则各点坐标为A(0,0)，B(0，－50m)，C(100m，－50m)，D(100m,100m)。
答案：A(0,0)，B(0，－50m)，C(100m，－50m)，D(100m，100m)点评：本题答案不唯一。画坐标系时，必须标上原点，正方向和单位长度。坐标系是数学知识在物理学中的应用，在物理学中用数学的知识，会使抽象的数字变得更加具体和有意义。B
解析：坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负。战车最初在原点以东且距原点3km处，所以最初位置是－3km，同理最终位置是2km，故B正确。素 养 提 升1．建模背景：在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时，物体就可以看成质点。
2．模型特点：(1)质点是用来代替物体的有质量的点，没有大小、体积和形状，它与几何“点”有本质的区别。
(2)质点是一种典型的理想化模型，实际中并不存在。质点模型B
解析：教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，不能将运动员看成质点，否则无法分析其动作姿势，故A错误；分析运动员的助跑速度时，人的形状对研究速度大小无影响，能将其看成质点，故B正确，D错误；研究运动员的越杆动作时，不能将运动员看成质点，否则无法分析其越杆动作，故C错误，故选B。方法提升：假设法判断物体能否当作质点
(1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么。
(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。
(3)思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点。课 时 作 业课 时 作 业
一、选择题(1～7题为单选题，8～10题为多选题)
1．(江苏省南通中学2016～2017学年高一上学期期中)关于质点，下列说法中正确的是 ( )
A．体积大、质量小的物体就是质点
B．质点一定是体积和质量极小的物体
C．汽车可以视为质点，火车不可视为质点
D．研究“嫦娥二号”卫星在绕地球飞行及绕月球飞行的轨迹时，卫星可视为质点
2．研究下列现象，涉及的物体可看作质点的是 ( )
A．研究地球绕太阳运动的轨迹时
B．研究撬棒用力大小与支点位置关系
C．研究旋转的乒乓球旋转方向
D．研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素
3．(北京市昌平区临川育人学校2016～2017学年高一上学期期中)下列对物体运动的描述中，有关参考系的说法正确的是 ( )
A．“一江春水向东流”以水面上的船为参考系
B．“地球绕太阳的公转”以地球为参考系
C．“钟表的时针在转动”以表盘为参考系
D．“火车行驶出站台”以该列车上的乘客为参考系
4.(浙江省温州十校联合体2016～2017学年高一上学期期末)南朝梁代僧人傅大士，是中国维摩禅祖师，他有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流。”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是 ( )
A．水 B．桥
C．人 D．河岸
5.有一口井，水面距井口4m，现用水桶从井中提水(如图)，出井后又将水桶提升了1m。选井口处为坐标原点，水桶竖直向上提升的路线为x轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是 ( )
A．4m,1m B．－4m,1m
C．5m,0 D．－5m,1m
6.(浙江省金兰教育组织2016～2017学年高一上学期期中联考)如图为正在航拍的旋翼无人机，下列过程能将无人机看成质点的是 ( )
A．调节无人机旋翼转速
B．调节摄像机镜头方向
C．研究无人机空中停留时间
D．研究风力、风向对无人机的影响
7．(山西省太原五中2016～2017学年高一上学期检测)一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，向下方向为坐标轴的正方向，则小球接住点的位置坐标和从抛出到接住的过程中坐标的变化量分别是 ( )
A．－1m，＋3m B．1m，－1m
C．1m,2m D．1m,3m
8．(陕西省西安一中2015～2016学年高一上学期检测)下列四个图中，各运动物体不能看作质点的是 ( )
A．研究投出的篮球运动路径
B．观众欣赏体操表演
C．研究地球绕太阳公转
D．研究子弹头穿过苹果的时间
9.(济南市2015～2016学年高一上学期联考)在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日”，如图所示，下面说法正确的是 ( )
A．地球在金星与太阳之间
B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C．以太阳为参考系，地球是运动的
D．以太阳为参考系，金星是运动的
10．甲、乙、丙三人到某超级商场去购物，他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动，如图所示。关于他们运动的说法中正确的是 ( )
A．乙相对丙静止，相对甲运动
B．乙相对甲静止，相对丙运动
C．甲与丙在竖直方向上是相对静止的
D．甲与丙在水平方向上是相对静止的
二、非选择题
11．在我国东南部的一个大城市，有一天下午，该城市的中心广场行人拥挤，有一个人突然高喊“楼要倒了！”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒，便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱，但过了好久，高楼并没有倒塌，人们再仔细观望时，楼依然稳稳的矗立在那里，如图所示。请你探究分析这一现象的原因是什么？
12．一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表所示：
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
4
－1
－7
1
则：(1)哪个时刻离开坐标原点最远，有多远？
(2)第几秒内位置变化最远，有多远？
答案
1. 答案：D
解析：质点是理想化的模型，当物体的大小和形状在研究的问题中能忽略，就可以看成质点，体积小、质量小的物体不一定能看成质点，故A、B、C错误；研究“嫦娥二号”卫星在绕地球飞行及绕月球飞行的轨迹时，“嫦娥二号”卫星的大小可以忽略不计，卫星可视为质点，故D正确。
2. 答案：A
解析：研究地球绕太阳运动的轨迹时，由于地球的半径远小于日地之间距离，所以地球可看作质点；支点位置影响撬棒用力大小，撬棒不可以看作质点；研究乒乓球如何旋转，乒乓球的大小和形状不能忽略，不能看作质点；扇叶所受阻力与扇叶形状大小有关，不能看作质点。
3.答案：C
解析：“一江春水向东流”是以地面为参考系得出的，故A错误；“地球绕太阳的公转”以太阳为参考系，故B错误； “钟表的时针在转动”以表盘为参考系，故C正确；“火车行驶出站台”以站台为参考系，故D错误。
4.答案 A
解析：“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”，意思就是说桥在运动，水在静止，故A正确；以桥为参考系，则桥是静止的，故B错误；以人和河岸为参考系，水也是运动的，故C、D也是错误的。
5. 答案：B
解析：本题中建立了直线坐标系，水面处和最后位置的坐标分别为－4m,1m。
6.答案：C
解析：调节飞机旋翼的转速时，飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计，不能看做质点，则A错误；调整飞机上摄像机镜头的方向时，摄像头的大小不能忽略，则B错误；研究无人机空中停留时间，飞机的大小可忽略，则C正确；研究风力、风向对无人机的影响，飞机的大小和形状不能忽略不计，不能看做质点，则D错误。
7. 答案：D
解析：坐标原点选在抛出点下方2m处，向下为坐标轴正方向，在距地面1m高处被接住，由此可得接住点的位置坐标是＋1m，而抛出点位置坐标是－2m，所以抛出到接住的过程中坐标的变化量是1－(－2)＝＋3m，D正确。
8. 答案：BD
解析：研究投出的篮球运动路径的时候，可以将篮球看成质点；观众欣赏体操表演时，不可以把运动员看成质点，否则无法欣赏其动作；研究地球绕太阳公转时，可以忽略地球的大小，可以看作质点；研究子弹头穿过苹果的时间时，不能把苹果看作质点；本题选不能看作质点的，故选BD。
9. 答案：CD
解析：金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”时不能将太阳看作质点，选项B错误；以太阳为参考系，金星和地球都是运动的，选项C、D正确。
10. 答案：BD
解析：由题图可知，甲正由二楼下到一楼，乙正由三楼下到二楼，丙则正由一楼上到二楼。由于电梯的正常运行的速率相等，电梯的倾角又相同，所以乙相对甲静止，相对丙运动；甲与丙在水平方向上是相对静止的。
11. 解析：看到静止的楼在运动，应该是选择了运动的物体做参考系，高楼矗立在空中，以开阔的天空为背景的高层建筑，它旁边没有别的固定的参考系，人在抬头观望时可能是选择了空中运动的云做参考系，如果天空的云在快速移动，人在突然抬头观望时，误将云看作是固定不动的，所以产生了楼在运动的错觉。
12. 答案：(1)4s7m (2)第5s内8m
解析：(1)各时刻坐标的绝对值等于质点到原点的距离，故4s时质点离原点最远，为7m。
(2)某段时间内的位置变化距离等于该段时间初、末位置坐标差值的绝对值，故第5s内质点位置变化最远，从－7m处运动到1m处，位置变化了8m。
