质点参考系和坐标系

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高一物理（第一章 运动的描述）
知识方法导学
运动是一切物体的固有属性，宇宙中的一切，大到天体，小到分子都处在永恒的运动中。流水、神州七号火箭升空、车辆来来往往、骆驼在沙漠中行走等．运动是绝对的，静止是相对的．
本章主要学习描述运动的基本物理量，以及物理学研究运动的基本思路、方法，如理想化、图象法以及处理实验数据的方法等．学习过程中要更新观念，注意高中物理和初中物理在观念和方法上的差异；注意理论联系实际，将抽象的概念生活化、具体化、形象化，要善于用学过的知识处理实际问题；注意不同学科之间的联系，运用研究性、探究性学习增强感性认识，加深对概念规律的理解．要有勇于探究、敢于实验、仔细观察、及时发现、善于交流、勤于反思的良好习惯．在学习中感受运动的美，感受世界因运动而精彩．
本章内容可分为两个单元：第一单元（第1~2节）介绍机械运动及质点的概念，介绍如何描述位置的变化；第二单元（第3~5节）介绍描述机械运动状态的物理量以及如何用图象描述运动．
一、质点 参考系和坐标系
大纲考纲要求
1．知道参考系的概念．知道对同一物体的运动选择不同的参考系时，观察的结果可能不同．通常选择参考系时，要考虑研究问题的方便．
2．理解质点的概念，知道它是物理模型之一，是一种科学抽象．知道实际的物体在什么条件下可以看作质点．
3．知道建立理想化的“物理模型”是经常采用的一种科学研究方法．
4．学会在参照系上建立坐标系来确定物体的位置以及位置的变化．
知识要点精析
1．机械运动
（１）一个物体相对于另一个物体位置的改变，叫做机械运动，简称运动．
（２）宇宙中的一切物体，无论是宏观的、微观的都处在不停地运动中，运动是绝对的，静止是相对的．
2．参考系
（1）在描述一个物体的运动时，选来做参考的而假定不动的另外的物体．
（2）描述同一运动时，若以不同的物体作为参考系，观察的结果可能会不同．比如：坐在行驶汽车上的人，若以车为参考系，他是静止的．若以地面为参考系，他是随车一起运动的．
（3）参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，应以研究问题方便、描述运动尽可能简单为原则．比如：描述地面上运动的物体，通常选地面或相对于地面静止不动的其它物体为参考系．
3．质点
（1）质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小．
（2）质点是一种科学的抽象，在研究物体运动时，如果物体的形状和大小对所研究的问题不起作用或起次要作用，可将该物体当作质点．质点是对实际物体的近似，是一种理想化模型，与物体的实际大小无关．
（3）质点没有体积，是不可能转动的．所以任何转动的物体，在研究其转动问题时，都不能简化为质点．做平动的物体是否可以看成质点，要具体情况具体分析．比如：一列火车从北京开往上海，在计算运行时间时，可以忽略火车长度，把它视为质点；但同样这列火车，要计算它通过一座大桥所需时间时必须考虑火车的长度，不能把它视为质点．
4．坐标系
（1）为了定量描述物体的位置及位置的变化，在参考系上规定原点、正方向和单位长度，建立适当的坐标系．
（2）描述直线运动，建立直线坐标系；描述平面上运动的物体，可建立平面直角坐标系；描述立体运动的物体，可建立三维直角坐标系．质点的位置在一维、二维、三维坐标系中，分别表示为s（x）、s（x, y）、s（x，y，z）．
范例剖析点拨
【例1】关于质点，下列说法正确的是（ ）
A．研究刘翔在110m栏比赛中的过杆技术是否合理时，可以将刘翔看作质点
B．陈中和主教练在奥运会女排决赛中，在战术板上布置队员怎样跑位时，不能把女排队员看成质点
C．研究奥运会跳水冠军田亮的跳水动作时，不能把他看成质点
D．研究乒乓球比赛中打的弧圈球时，不能把乒乓球看作质点
思路点拨 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，不取决于它体积、质量的大小．
正确解答 在研究有关跨栏、跳水比赛的技术动作时，不能将运动员看作质点，研究乒乓球比赛中的弧圈球，就是研究球旋转的快慢、角度等，也不能将球看作质点，在战术板上布置排球战术，可以不考虑队员的形状、大小、身高、体重等，把队员看作质点．所以正确的选项是C、D．
误点警示 有同学可能错误地认为：小的物体就能看作质点，大的物体不能看作质点．要纠正这类错误，一定要理解质点这个理想化模型的含义．
小结点评 在物理问题的研究中，物理模型的建立是非常重要的，它突出了问题的主要矛盾，忽略了问题的次要因素，从而确定了研究问题的主要方向，简化了要研究的问题，而物理模型的建立，也具有相对性．
发散演习
1．下列关于质点的一些说法，其中正确的是（ ）
A．研究和观察日食时，可以把太阳看成质点
B．原子核很小，可把它看成质点
C．研究地球自转时，不能把地球看成质点
D．做花样溜冰的运动员可以看作质点
2．以自己的生活经验各举两个关于质点的例子
（1）能被看成质点的是： ．
（2）不能被看成质点的是： ．
【例2】敦煌曲子词中有词一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”．其中，以船为参照系的一句是 ．请用物理学知识解释上述现象．
思路点拨 观察物体运动时，以自己为参照系和以观察物体为参照系，结果是相反的．
误点警示 有同学缺少生活的实际体验，缺少生活中的观察，不清楚人相对船静止时，人和船的运动情况是一样的．
小结点评 描述物体的运动，必须明确参考系；选取不同的参照系，同一物体的运动的描述可能是不同的，不同物体的运动的描述可能是相同的．
课堂测试：
1．下列关于质点的说法中，正确的是 （ ）
A．体积很小的物体都可看成质点
B．质量很小的物体都可看成质点
C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点
D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点
2．在以下的哪些情况中可将物体看成质点 （ ）
A． 研究某学生骑车回校的速度
B． 对这位学生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
3．在以下的哪些情况中可将物体看成质点在处理（ ）
A．研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时，此杆可作为质点来处理
B．在大海中航行的船要确定它在大海中的位置，可以把它当做质点来处理
C．研究杂技演员在走钢丝的表演时，杂技演员可以当作质点来处理
D．研究地球绕太阳公转时，地球可以当作质点来处理。
4．下列物体能看做质点的是 （ ）
A．沿着斜面下滑的木块 B。研究斜面上的木块是下滑还是翻滚
C。电扇的叶片 D。自转中的地球
5．下列关于质点的说法中，正确的是 （ ）
A．地球很大，一定不能看做质点 B。原子核很小，一定能看做质点 C。同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点 D。质点是一种理想化模型，无实际意义
6．下列说法中正确的是 （　　　　）
Ａ。研究物体的运动，首先必须选定参考系
Ｂ。参考系必须选择地面
Ｃ。研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的
Ｄ。选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
7．诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为 （　　　　）
Ａ。船和山　　　　　　　Ｂ。山和船
Ｃ。地面和山　　　　　　Ｄ。河岸和流水
8：如图所示，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点定在桌面上，设竖直向下为坐标轴的正方向，A、B离地面的高度分别是1.5m、0.5m，问A、B的坐标应该是多少？
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