【21世纪原创】2017年秋高中物理人教必修1同步学案：1.1　质点　参考系和坐标系

1　质点　参考系和坐标系
【学习目标】
1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化的物理模型，能说出把物体看做质点的条件.
2.知道参考系，知道对物体运动的描述具有相对性.
3.知道坐标系和坐标系的种类，会用一维坐标系定量描述物体的位置及位置的变化．
【自主预习梳理】
一、质点
1．定义：在某些情况下，可以忽略物体的______________，而突出“物体具有________”这个要素，把它简化为一个有________的物质点，这样的点称为质点．
2．把物体看做质点的条件：物体的________和________对研究的问题没有影响．
3．质点是一种理想化模型：在物理学中，突出问题的主要方面，忽略________因素，建立理想化的“物理模型”，是经常采用的一种科学研究方法．质点是一个________的物理模型，实际上________(填“存在”或“不存在”)．www.21-cn-jy.com
二、参考系
1．运动与静止的关系
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中，即运动的________性．
(2)描述某一个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的________性．
2．参考系：在研究物体的运动时，被选做________的其他物体称为参考系．
3．参考系的选择是________(填“任意”或“唯一”)的．
4．参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果____________(填“可以不同”或“一定相同”)．2·1·c·n·j·y
三、坐标系
1．要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，这个坐标系上包括原点、________和单位长度．www-2-1-cnjy-com
2．研究物体的直线运动时，一般建立一维______________，坐标轴上的一个坐标点对应物体的一个________；研究平面上物体的运动，一般建立____________坐标系；研究空间物体的运动，一般建立________坐标系．2-1-c-n-j-y
[即学即用]　判断下列说法的正误．
(1)只有体积很小的物体才可以看做质点，体积较大的物体不能看做质点．(　　)
(2)乒乓球很小，可以看成质点；但地球比较大，一定不能看成质点．(　　)
(3)质点是一个理想化模型，实际上是存在的．(　　)
(4)参考系可任意选取，对同一运动，选择不同的参考系观察的结果一定相同．(　　)
(5)一个坐标系应该包括原点、正方向和单位长度．(　　)
【重点知识探究】
一、质点
[导学探究]　(1)在2016年里约奥运会田径女子20公里竞走决赛中，中国名将刘虹以1小时28分35秒的成绩夺得冠军．教练在研究刘虹的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把她看成一个“点”？若研究刘虹全程的速度变化时，能否把她看成一个“点”？
(2)小伟在研究火车由北京开往广州所用时间时，能否把火车看成一个“点”？如果研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？【来源：21·世纪·教育·网】
　
　
[知识深化]
1．质点的特点
(1)质点具有质量，与几何中的“点”有本质的区别．
(2)质点是为了研究问题方便而对实际物体的科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上并不存在．
2．把物体看做质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响很小．
说明：(1)一个物体能否看成质点，与物体本身的大小和形状无关，仅由研究问题的性质决定．当物体的大小和形状相对于研究的问题可以忽略时，物体可以看成质点，否则不能看成质点．21·cn·jy·com
(2)同一个物体有时能看成质点，有时不能看成质点．
比如在研究地球绕太阳公转时可以把地球看成质点，但研究地球自转时不能把地球看成质点．
例1　(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．体操运动员在做单臂大回环时，该运动员可以看成质点
B．研究“嫦娥三号”的奔月路线时，“嫦娥三号”可以看成质点
C．研究地球的自转时，可以把地球看成质点
D．选万吨货轮为研究对象，确定它在航行过程中某时刻的位置，万吨货轮可以看成质点
【易错提示】
并不是大的物体一定不可以看成质点，而小的物体一定可以看成质点．物体能否看成质点，要由所研究问题的性质而定．21·世纪*教育网
二、参考系
[导学探究]　请阅读下面的漫画材料(图1)，回答问题：
图1
有人说我，快如闪电，疾如风！有人说我，纹丝不动，坐如钟！“我”是静是动？
　
[知识深化]
1．选取参考系的意义：静止是相对的，运动是绝对的．要描述一个物体的运动，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动．对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同．21*cnjy*com
2．参考系的选取原则
(1)对物体运动的描述尽可能简单．
(2)一般地，根据研究对象所在的系统来选取，当研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系．【来源：21cnj*y.co*m】
例2　观察图2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(　　)
图2
A．甲、乙两车一定向左运动
B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
针对训练　(多选)下列关于运动的描述中，叙述正确的是(　　)
A．诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东” 中“云与我俱东”是以船为参考系的
B. “明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的
C．“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以旗杆为参考系的
三、坐标系
[导学探究]　描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？
(1)描述百米运动员在跑动中的位置．
(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置．
(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置．
　
[知识深化]　坐标系的建立及应用
种类
适用的运动
建立方法
直线坐
标系
物体沿直线运动，即做一维运动
在直线上规定原点、正方向和单位长度，物体位置由一个坐标表示
平面直角
坐标系
物体在某一平面内做曲线运动
在平面内画两条相互垂直的数轴(x轴和y轴)即可组成平面直角坐标系，物体的位置由两个数来确定
三维坐
标系
物体在空间运动
在空间画三个相互垂直的数轴(x轴和y轴、z轴)即可组成三维坐标系，这时物体的位置由三个数来确定
例3　一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是(　　)21教育网
A．2 m　－2 m　－1 m B．－2 m　2 m　1 m
C．4 m　0　1 m D．－4 m　0　－1 m
【当堂达标检测】
1．(质点概念的理解)下列关于质点的说法正确的是(　　)
A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义
B．体积很小的物体可以看成是质点，而体积较大的物体一定不能看成质点
C．只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点
D．物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，可以将物体看成质点
2．(质点实例的判断)如图3所示，研究下列现象，涉及到的物体可看做质点的是(　　)
图3
A．研究地球绕太阳公转的时间
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. (参考系的判断)纪念抗战胜利70周年阅兵式上，20架直升机组成的“70”字样编队飞过天安门上空(如图4所示)．飞行员认为自己处于静止状态，则他选取的参考系可能是(　　)
图4
A．天安门城楼
B．邻近的直升机
C．飞机上的旋翼
D．天安门广场上飘扬的红旗
4．(参考系的判断)下列诗句描绘的情景中，以流水为参考系的是(　　)
A．人在桥上走，桥流水不流
B．飞流直下三千尺，疑是银河落九天
C．白日依山尽，黄河入海流
D．孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流
5. (坐标系及物体位置的确定)在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过(如图5)，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标系．一辆彩车最初在原点以东3 km处，一段时间后行驶到原点以西2 km处．这辆彩车最初位置和最终位置分别是(　　)21cnjy.com
图5
A．3 km　2 km B．－3 km　2 km
C．3 km　－2 km D．－3 km　－2 km

答案精析
自主预习梳理
一、1.大小和形状　质量　质量　2.大小　形状　3.次要　理想化　不存在
二、1.(1)绝对　(2)相对　2.参考　3.任意
4．可以不同
三、1.正方向　2.直线坐标系　位置　二维平面　三维
即学即用　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
(5)√
重点知识探究
一、
导学探究　(1)不能　能　(2)能　不能
例1　BD
二、
导学探究　静止是相对的，运动是绝对的．物体是静止还是运动取决于所选的参考系．选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同．21世纪教育网版权所有
例2　D
针对训练　BD
三、
导学探究　(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；
(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；
(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系．
例3　B　[根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2 m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2 m，C点为接住点，坐标为1 m，所以选项B正确．]
当堂达标检测
1．D　2.A　3.B　4.A　5.B