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
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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.]
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1.D 2.A 3.B 4.A 5.B