1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系(參考課件)

1、第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第第1課時(shí)課時(shí) 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系參考系和坐標(biāo)系 知識(shí)導(dǎo)入 1. 機(jī)械運(yùn)動(dòng)：是指一個(gè)物體相對(duì)于其他物體的位置變化. 2. 參照物：為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而假定為靜止不動(dòng)的物體. 知識(shí)梳理 1.機(jī)械運(yùn)動(dòng) 物體的 隨時(shí)間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng) 形態(tài)，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng). 是絕對(duì)的， 是相對(duì)的. 2.質(zhì)點(diǎn) 研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某些特定情況下，可以不考慮物體的 和 ，把它簡化為一個(gè) ，稱為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)是一個(gè) 的物理模型. 3.參考系和坐標(biāo)系 在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，要選定某個(gè)其他物體做參考，觀察物體 相對(duì)于它的位置是否隨 變化，以及怎樣變化，這種用來 做參考的、假定 的物體稱

2、為參考系.為了定量地描述物體 的位置及位置變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)?. 自我校對(duì)自我校對(duì) 1. 空間位置 運(yùn)動(dòng) 靜止 2. 大小 形狀 有質(zhì)量的點(diǎn) 理想化 3. 時(shí)間 靜止不動(dòng) 坐標(biāo)系 典型例題 1. 下列運(yùn)動(dòng)中，可把運(yùn)動(dòng)物體看做質(zhì)點(diǎn)的是( ) A. 研究繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)的地球 B. 研究勻速直線行駛的汽車的運(yùn)動(dòng) C. 研究足球運(yùn)動(dòng)員的射門技術(shù)時(shí)的足球 D. 研究運(yùn)動(dòng)汽車上的輪胎運(yùn)動(dòng)時(shí)的輪胎 【解析】足球射門技術(shù)也包括一種類似乒乓球“弧 圈球”的技術(shù)，稱為“香蕉球”，也是靠氣體壓強(qiáng)差使 足球轉(zhuǎn)彎，而且只要足球有一半體積以上越過球門 線就算進(jìn)球，所以研究射門技術(shù)時(shí)不能把足球看做 質(zhì)點(diǎn).汽車運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)，汽車輪胎上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢并 不相同，所以也不能把它看做質(zhì)點(diǎn)，正確選項(xiàng)為 AB. 【答案】 AB 2. 關(guān)于參考系的選取，以下說法中錯(cuò)誤的是 ( ) A. 參考系是可以任意選定的 B. 參考系雖然可以任意選定，但為了研究問題的方便，應(yīng)選擇一 個(gè)恰當(dāng)?shù)膮⒖枷?C. 參考系必須是靜止的 D. 參考系是為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定為不動(dòng)的那個(gè)物體 【解析】參考系的選取是任意的. 【答案】C 3. 敦煌曲子詞中有這樣的詩句：“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走 來迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行.”其中“看山恰似走來迎”和“是船 行”所選的參考系分別是（ ） A.船和山 B.山和船 C.地面和山 D.河岸和流水 【解

4、析】根據(jù)參考系的定義，參考系是假定不動(dòng)的，所有的運(yùn)動(dòng) 都是相對(duì)于參考系而運(yùn)動(dòng)的，所以看山“走來迎”時(shí)，是以船或者 船上的人為參考系的，“是船行”，則是以河岸或地面、山之類相 對(duì)于大地不動(dòng)的物體為參考系. 【答案】A 宋代詩人陳與義乘著小船，在風(fēng)和日麗的春日 出游時(shí)寫下襄色道中一詩，根據(jù)圖中的詩 句，詩人是如何表達(dá)他對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性的理解 的？ 在這首詩中，詩人藝術(shù)的表達(dá)了他對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì) 性的理解.詩中的“飛花”是以船為參考系 的.“云不動(dòng)”說明風(fēng)吹云與船一起東行,云與船 的位置不變，以船為參考系，則云是靜止的.因 此，物理學(xué)中的運(yùn)動(dòng)和靜止都有相對(duì)性，同一 物體選擇不同的參考系，得到的結(jié)果往往是不

5、同的.若選擇地面為參考系，則詩中的“花”是 靜止的，而“云”則是運(yùn)動(dòng)的. 一、質(zhì)點(diǎn)一、質(zhì)點(diǎn) 1. 當(dāng)我們?cè)诿枋鑫矬w的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果物體的形狀、 大小對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述沒有影響或影響很小可以忽略不 計(jì)時(shí)，我們就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來代替物體, 這個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)就是質(zhì)點(diǎn). 2. 質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型,所謂理想化模型 是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進(jìn) 行的一種科學(xué)抽象,實(shí)際中并不存在,即突出所研究 問題的主要因素,忽略次要或無關(guān)因素而建立的物 理模型.理想化模型是物理學(xué)常采用的一種研究方 法. 3. 物體可以看做質(zhì)點(diǎn)的幾種情況 (1) 物體的形狀和大小對(duì)所研究的問題沒有影響; (2) 物體

6、上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同; (3) 物體的自身轉(zhuǎn)動(dòng)或物體上的某部分的運(yùn)動(dòng)對(duì)我們研 究其整體的運(yùn)動(dòng)無關(guān)(如地球的自轉(zhuǎn)對(duì)其圍繞太陽公轉(zhuǎn)沒 有影響;汽車輪子的運(yùn)動(dòng)與我們研究其整體的直線或曲線 運(yùn)動(dòng)無關(guān)). 例例1(改編題)下面關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的一些說法正確的是( ) A. 體操運(yùn)動(dòng)員在做單臂大回環(huán)時(shí),可以看做質(zhì)點(diǎn) B. 研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí),可以把地球看做質(zhì)點(diǎn) C. 研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),可以把地球看做質(zhì)點(diǎn) D. 細(xì)胞很小,可以把它看做質(zhì)點(diǎn) 【點(diǎn)撥】掌握物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件. 【解析】如果物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題不起主要 作用,其影響可以忽略不計(jì),就可把它看做質(zhì)點(diǎn).對(duì)于體操運(yùn)動(dòng) 員,人們所要觀看的主要是運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)

7、作,所以不能看做質(zhì)點(diǎn); 研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),地球的大小相對(duì)于日地距離來說,可以忽略 不計(jì),故可以看做質(zhì)點(diǎn);而研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)地球本身的大小不 能忽略,所以此時(shí)地球不能被看做質(zhì)點(diǎn);盡管細(xì)胞很小,但由于 不明確所要研究的問題,無法確定細(xì)胞的大小對(duì)所研究的問 題的影響是否可以忽略,故不一定能看做質(zhì)點(diǎn).所以只有選項(xiàng) B正確. 【答案】B 【點(diǎn)評(píng)】質(zhì)點(diǎn)模型突出物體的質(zhì)量、位置,忽略了物體的形 狀和大小.同一物體,在不同的問題中,有時(shí)可看做質(zhì)點(diǎn),有時(shí) 卻不能看做質(zhì)點(diǎn),如本題中的地球. 1. 2010年3月15日，在多哈室內(nèi)田徑世錦賽男子60米欄決 賽中，傷后復(fù)出的劉翔以7秒65獲得第七名，也刷新了個(gè) 人賽季最好

8、成績.關(guān)于劉翔的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是（ ） A. 劉翔在飛奔的60米中，測(cè)其速度時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn) B. 教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng)，可以將其看成質(zhì)點(diǎn) C. 無論研究什么問題，均不能把劉翔看成質(zhì)點(diǎn) D. 能否把劉翔看成質(zhì)點(diǎn)，取決于我們研究的問題 【解析】物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，由研究的具體情況而定 【答案】AD 二、參考系二、參考系 1. 參考系是研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn),要研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),首 先必須選定參考系. 2. 理論上講,參考系的選取是任意的,但在實(shí)際問題中,參考系 的選取應(yīng)以便于觀測(cè)和描述物體的運(yùn)動(dòng)為基本原則,通常選 地面、相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體為參考系. 3. 對(duì)于同一個(gè)運(yùn)動(dòng),如果選

9、擇不同的物體為參考系,觀察到的 運(yùn)動(dòng)情況可能不相同.比如甲、乙兩汽車都以15 m/s的速度 沿同一直線由東向西行駛,若以路旁的樹木為參考系,則兩車 都以15 m/s的速度向西行駛;若以甲車為參考系,則乙車是靜 止的;若以乙車為參考系,甲車也是靜止的. 例2從早期的88版西游記到最近的張紀(jì)中版西游記，西游記電 視劇可謂常拍不衰.劇中常有孫悟空“騰云駕霧”的鏡頭,這通常是采用“背 景拍攝法”.讓“孫悟空”站在平臺(tái)上，做著飛行的動(dòng)作，在他的背后展現(xiàn) 出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云，同時(shí)加上煙霧效果；攝影師把人物動(dòng)作和飄動(dòng)的 白云及下面的煙霧等一起攝入鏡頭.放映時(shí)，觀眾就感覺到“孫悟空”在 “騰云駕霧”.這時(shí)

10、，觀眾所選的參考系是( ) A. “孫悟空” B. 平臺(tái) C. 飄動(dòng)的白云 D. 煙霧 【點(diǎn)撥】本題的關(guān)鍵在于掌握參考系對(duì)于描述運(yùn)動(dòng)的作用. 【解析】在放映時(shí)，觀眾所看到的“孫悟空”在“騰云駕霧”，是以飄動(dòng)的 白云為參考系來判斷“孫悟空”的運(yùn)動(dòng)的.選項(xiàng)C正確. 【答案】C 【點(diǎn)評(píng)】本題取材新穎，在考查運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性、參考系等知識(shí)的同時(shí)，還介 紹了許多影視鏡頭的拍攝中所使用的“背景拍攝法”，既增長了同學(xué)們的知 識(shí)，又激發(fā)了同學(xué)們的興趣. 2. 歌詞“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”所描寫的運(yùn)動(dòng)的參考系 分別是( ) A. 竹排、江岸B. 江岸、竹排 C. 竹排、青山D. 青山、竹排 【解析】在第一

11、句歌詞中認(rèn)為“竹排”是運(yùn)動(dòng)的，其參考系應(yīng)是江岸 或青山，在第二句歌詞中認(rèn)為“青山”是運(yùn)動(dòng)的，其參考系應(yīng)為竹排. 正確選項(xiàng)為BD. 【答案】 BD 三、坐標(biāo)系 1.坐標(biāo)系相對(duì)于參考系是靜止的,它是為了定量描述物體的位置和位置 變化而引入的. 2. 質(zhì)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)于坐標(biāo)系中的點(diǎn)的坐標(biāo),而質(zhì)點(diǎn)位置的改變則用坐標(biāo) 值的變化描述. 例3一個(gè)小球從距地面5 m處落下，被地面彈回，在距地面0.5 m處被接 住.取坐標(biāo)原點(diǎn)在拋出點(diǎn)下方2 m處,向下的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向.則小 球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是( ) A. -2 m，3 m,2.5 m B. 2 m，-3 m,-2.5 m C. 5

12、m，0 m,0.5 m D. 0 m,5 m,4.5 m 【解析】根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系.A點(diǎn)為拋出點(diǎn),坐標(biāo)為-2 m,B 點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),D點(diǎn)為地面,坐標(biāo)為3 m,C點(diǎn)為接住點(diǎn),坐標(biāo)為2.5 m,所以A 選項(xiàng)正確. 【答案】A 【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是正確建立坐標(biāo)系,并在坐標(biāo)系中標(biāo)出多個(gè)時(shí) 刻對(duì)應(yīng)的位置. 3. 一物體從O點(diǎn)出發(fā)，沿東偏北30的方向運(yùn)動(dòng)10 m至A點(diǎn)，然 后又向正南方向運(yùn)動(dòng)5 m至B點(diǎn).（sin30=0.5） （1）建立適當(dāng)坐標(biāo)系，描述出該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡； （2）依據(jù)建立的坐標(biāo)系，分別求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo). 【解析】 （1）坐標(biāo)系如圖所示,線OAB為運(yùn)動(dòng)軌跡. （2）xA

13、=10cos 30 m=5 m yA=10sin 30 m=5 m; xB=xA=5 m,yB=0 m. 故A、B的坐標(biāo)分別為(53,5),(53,0). 拋開研究問題的性質(zhì)，把質(zhì)點(diǎn)看成很小的物體，把很小的物體看做質(zhì)點(diǎn)， 從而把質(zhì)點(diǎn)與微觀粒子如電子等混同起來是對(duì)質(zhì)點(diǎn)概念理解的一個(gè)誤區(qū). 【例】下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)概念的說法中正確的是( ) A. 任何微小的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn) B. 任何靜止的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn) C. 一個(gè)物體是否可以看做質(zhì)點(diǎn)，要看研究問題的具體情況而定 D. 一個(gè)物體如果在某種情況下可以看做質(zhì)點(diǎn)，那么在另外的情況下也可 以看做質(zhì)點(diǎn) 【錯(cuò)解】AD 【剖析】質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型.一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn)，是依據(jù) 物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題有無影響或影響大小而定，不 是以物體的大小而定的.