2020高中物理 第1章 1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系教案 1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE16-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系［學(xué)習(xí)目標(biāo)］1.理解什么是質(zhì)點(diǎn)，知道質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，初步體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用.2。能說(shuō)出把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件．(重點(diǎn)、難點(diǎn))3.知道參考系，知道物體運(yùn)動(dòng)描述具有相對(duì)性。4.知道坐標(biāo)系和坐標(biāo)系的種類，會(huì)用一維坐標(biāo)系定量計(jì)算物體位置的變化．(重點(diǎn)、難點(diǎn))一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)1．定義：物體的空間位置隨時(shí)間的變化．2．運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系(1)自然界中的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，即運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的．(2)描述某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),總是相對(duì)于其他物體而言的，這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性．二、物體和質(zhì)點(diǎn)1．定義：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)．2．將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件：在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)所研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)時(shí),物體可視為質(zhì)點(diǎn)．3．質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型,實(shí)際并不存在．三、參考系1．定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定做參考、假定為不動(dòng)的其他物體．2．選取原則：參考系可以任意選取，一般以地面為參考系．但在具體問(wèn)題中，要考慮研究問(wèn)題的方便性．3．參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響：選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果會(huì)有所不同．四、坐標(biāo)系1．建立目的定量描述物體的位置及位置的變化．2．直線運(yùn)動(dòng)的描述建立直線坐標(biāo)系，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度．1．思考判斷（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×")（1)很小的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)． (×)（2)做直線運(yùn)動(dòng)的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)． (×)（3）自然界中沒(méi)有絕對(duì)靜止的物體． （√)（4)只能選擇靜止的物體作為參考系． (×)（5)描述直線運(yùn)動(dòng)，一般建立直線坐標(biāo)系． (√）2．(多選)如圖所示為正在航拍的四旋翼無(wú)人飛機(jī)．下列過(guò)程中不能將無(wú)人飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)的是()A．調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速B．調(diào)整飛機(jī)在空中的姿態(tài)C．觀察飛機(jī)在空中的位置D．調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向ABD[調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速時(shí),飛機(jī)旋翼的大小和形狀不能忽略不計(jì)，不能看作質(zhì)點(diǎn)；調(diào)整飛機(jī)在空中的姿態(tài),飛機(jī)部分運(yùn)動(dòng)不同，不可以將飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)；觀察飛機(jī)在空中的位置，飛機(jī)的大小可以忽略；調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向時(shí)，飛機(jī)的大小不能忽略．故選A、B、D。]3．公路上一輛卡車緊急剎車，由于慣性，卡車上的貨物相對(duì)車廂向前滑行了x＝15mm,為了測(cè)出這個(gè)距離x,我們選擇的最合理的參考系應(yīng)該是()A．樹(shù)木 B．行人C．卡車 D．公路C［據(jù)題意，參考系是指為了研究問(wèn)題的方便選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的物體．由于貨物相對(duì)車廂向前滑行了15mm，這是貨物相對(duì)車廂的運(yùn)動(dòng)，為了測(cè)量出這個(gè)距離,選擇最理想的參考系是卡車，這樣方便測(cè)量,也是最合理的選擇．]物體和質(zhì)點(diǎn)1．質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn)（1)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)":質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其特點(diǎn)是只有質(zhì)量，沒(méi)有大小、體積、形狀,它與幾何“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別．（2）質(zhì)點(diǎn)是一種“物理模型"．①物理模型是在物理研究中,突出問(wèn)題的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理學(xué)經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法，質(zhì)點(diǎn)就是典型的物理模型之一．②物理模型作為一種理想模型,是為了研究問(wèn)題方便而對(duì)實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)抽象，實(shí)際中并不存在．2．實(shí)際物體視為質(zhì)點(diǎn)的常見(jiàn)情況【例1】如圖所示,下列幾種情況下的物體,哪些可將物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理（)甲乙丙丁A．甲:研究正在吊起貨物的起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)B．乙：研究正在旋轉(zhuǎn)的硬幣的運(yùn)動(dòng)時(shí)C．丙:研究太空中宇宙飛船的位置時(shí)D．?。貉芯块T(mén)的運(yùn)動(dòng)時(shí)C［A、B、D選項(xiàng)中的研究對(duì)象的大小、形狀忽略后，起重機(jī)、硬幣、門(mén)的運(yùn)動(dòng)將無(wú)法研究，故A、B、D選項(xiàng)中的研究對(duì)象不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)．C選項(xiàng)中宇宙飛船的大小、形狀忽略后，對(duì)于確定宇宙飛船的位置無(wú)影響,故C項(xiàng)中的宇宙飛船可以被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)．]假設(shè)法判斷物體能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)(1)確定問(wèn)題的性質(zhì)，即研究目的、觀察的重點(diǎn)是什么．（2）假設(shè)物體的形狀、大小被忽略，成了一個(gè)有質(zhì)量的“點(diǎn)”．（3)思考所要研究的問(wèn)題，所進(jìn)行的觀察是否受影響．若受影響，物體不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；若不受影響，物體就能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)．1．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)是客觀存在的一種物體，其體積比分子還小B．很長(zhǎng)的火車一定不可以看作質(zhì)點(diǎn)C．為正在參加吊環(huán)比賽的運(yùn)動(dòng)員打分時(shí)，裁判們可以把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)D．如果物體的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題無(wú)影響，即可把物體看作質(zhì)點(diǎn)D[質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，沒(méi)有大小和形狀,故A錯(cuò)誤;一個(gè)物體能不能看作質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是看物體的形狀或大小在所研究的問(wèn)題中是否可以忽略，研究火車從北京開(kāi)往上海的時(shí)間，火車可以看成質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；吊環(huán)比賽要考慮運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，故此時(shí)不能看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤;如果物體的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題無(wú)影響,即可把物體看作質(zhì)點(diǎn),故D正確．]參考系1．選取參考系的意義要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先必須選好參考系,只有選定參考系后，才能確定物體的位置、研究物體的運(yùn)動(dòng)．2．參考系的選取原則（1)參考系的選取是任意的，在實(shí)際問(wèn)題中,參考系的選擇原則應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則．（2）研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選擇地面或地面上靜止不動(dòng)的物體為參考系,此時(shí)參考系可以省略不寫(xiě)．（3）要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),必須選擇同一個(gè)參考系．3．參考系的四性【例2】為紀(jì)念世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)暨抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年,我國(guó)舉行盛大的閱兵儀式，如圖所示，空中編隊(duì)排出“70”隊(duì)形，飛過(guò)天安門(mén)觀禮臺(tái)上空,下列關(guān)于飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法不正確的是（)A．地面上的人看到飛機(jī)飛過(guò)，是以地面為參考系B．飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過(guò),是以飛機(jī)為參考系C．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)的D．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)是靜止的思路點(diǎn)撥:①選擇不同的參考系時(shí),對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述一般是不同的．②物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性．C[飛機(jī)相對(duì)地面及地面上的建筑物向前飛行,而地面上的建筑物相對(duì)飛機(jī)向后運(yùn)動(dòng)．可見(jiàn)，地面上的人看到飛機(jī)飛過(guò)是以地面為參考系，飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過(guò)是以飛機(jī)為參考系，A、B正確；由于飛機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持不變,所以以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)均是靜止的，C錯(cuò)誤，D正確．］判定參考系的兩種方法(1)靜物法：明確觀察到的現(xiàn)象中，什么物體是運(yùn)動(dòng)的，什么物體是靜止的，靜止的物體可能就是參考系．（2)假設(shè)法：假設(shè)以某物體為參考系，看對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述是否與觀察到的結(jié)果一致．若一致，該物體可能就是參考系．2．(多選)在平直公路上，甲以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)，乙以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)，甲、乙從同一點(diǎn)出發(fā),則(）A．同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙以5m/s的速度遠(yuǎn)離B．同向運(yùn)動(dòng)時(shí),乙觀察到甲以5m/s的速度靠近C．反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙以15m/s的速度遠(yuǎn)離D．反向運(yùn)動(dòng)時(shí),乙觀察到甲以15m/s的速度靠近AC[同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙時(shí)是以甲為參考系,此時(shí)乙以5m/s的速度遠(yuǎn)離，故A正確；同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙觀察到甲時(shí)是以乙為參考系，此時(shí)甲以5m/s的速度遠(yuǎn)離，故B不正確；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙時(shí)是以甲為參考系，此時(shí)乙以15m/s的速度遠(yuǎn)離，故C正確；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙觀察到甲時(shí)是以乙為參考系，此時(shí)甲以15m/s的速度遠(yuǎn)離,故D不正確．]坐標(biāo)系1。建立坐標(biāo)系的物理意義(1)利用坐標(biāo)可以定量描述物體的位置．（2）利用坐標(biāo)差可以定量描述物體的位置變化．2．三種坐標(biāo)系的比較直線坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系空間坐標(biāo)系適用運(yùn)動(dòng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在某平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在空間內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)建立方法在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和標(biāo)度,就建立了直線坐標(biāo)系在平面內(nèi)畫(huà)相互垂直的x軸與y軸,即可組成平面直角坐標(biāo)系．物體的位置由一對(duì)坐標(biāo)值確定在空間畫(huà)三個(gè)相互垂直的x軸、y軸和z軸，即可組成三維坐標(biāo)系．物體的位置由三個(gè)坐標(biāo)值來(lái)確定應(yīng)用實(shí)例M點(diǎn)位置坐標(biāo)：x＝2mN點(diǎn)位置坐標(biāo):x＝3m，y＝4mP點(diǎn)位置坐標(biāo)：x＝3m，y＝4m，z＝2m【例3】一個(gè)小球從距地面4m高處落下，被地面彈回，在距地面1m高處被接住．坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處,向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向．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．2m，－2m，－1m B．－2m,2m,1mC．4m，0，1m D．－4m，0，－1m思路點(diǎn)撥：①4m和1m都是小球到地面的距離．②拋出點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)上方2m處．③注意所選坐標(biāo)軸的正方向及坐標(biāo)的正負(fù)．B[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－2m，B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，D點(diǎn)為地面，坐標(biāo)為2m,C點(diǎn)為接住點(diǎn),坐標(biāo)為1m，所以選項(xiàng)B正確．］（1)上例中，若選擇拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向下的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，則拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是多少？（2）拋出點(diǎn)與接住點(diǎn)之間的距離是多少？此距離與坐標(biāo)原點(diǎn)的位置有無(wú)關(guān)系？[提示]（1)改變坐標(biāo)原點(diǎn)后三點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是0，4m,3m。(2）拋出點(diǎn)與接住點(diǎn)之間的距離為x＝3m－0＝3m．此距離與坐標(biāo)原點(diǎn)的位置無(wú)關(guān)．坐標(biāo)系的建立及坐標(biāo)值的正負(fù)判斷（1）建立何種坐標(biāo)系由物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)確定,建立坐標(biāo)系的原則是能夠方便、準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化．(2)物體在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值是正值還是負(fù)值，與正方向的規(guī)定和原點(diǎn)的位置有關(guān)．3．如圖所示,某人從學(xué)校的門(mén)口A處開(kāi)始散步，先向南走了50m到達(dá)B處，再向東走了100m到達(dá)C處,最后又向北走了150m到達(dá)D處,則A、B、C、D各點(diǎn)位置如何表示？［解析］選取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,以正東方向?yàn)閤軸正向，以正北方向?yàn)閥軸正向，則各點(diǎn)坐標(biāo)分別為：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)課堂小結(jié)知識(shí)脈絡(luò)1.質(zhì)點(diǎn)是一種“理想化模型”,物體能看成質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響可以忽略。2.參考系的選擇是任意的.3。坐標(biāo)系可定量地描述物體的位置及位置的變化.1．物理學(xué)中引入“質(zhì)點(diǎn)”概念，從科學(xué)方法說(shuō)，是屬于(）A．觀察、實(shí)驗(yàn)的方法 B．邏輯推理的方法C．類比的方法 D．建立理想模型的方法D［“質(zhì)點(diǎn)”是為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)單而引入的理想化的物理模型，所以從科學(xué)方法上來(lái)說(shuō)屬于理想物理模型，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．］2．南朝梁代僧人傅大士，是中國(guó)維摩禪祖師,他有一首很著名的偈詩(shī)：“空手把鋤頭，步行騎水牛；人在橋上走,橋流水不流．"其中“橋流水不流"中的“橋流"所選取的參考系是（)A．水 B．橋C．人 D．河岸A［“橋流水不流"可以理解為橋在運(yùn)動(dòng)，水在靜止．以水為參考系,橋相對(duì)于水的位置發(fā)生了變化,則橋是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)A正確；以橋?yàn)閰⒖枷担瑒t橋是靜止的，而水相對(duì)于橋的位置發(fā)生了變化，則水是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；以人為參考系,因?yàn)槿嗽跇蛏献?，人相?duì)于橋的位置發(fā)生了變化,橋是運(yùn)動(dòng)的，而水相對(duì)于人的位置也發(fā)生了變化,所以水也是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；以河岸為參考系，河岸相對(duì)于橋的位置沒(méi)有發(fā)生變化，橋是靜止的，水相對(duì)于河岸的位置發(fā)生了變化，所以水是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．］3．如果操場(chǎng)上國(guó)旗平臺(tái)離地面的高度是0.5m，將坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在平臺(tái)上,取旗桿所在直線向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，旗桿上固定國(guó)旗的A、B兩點(diǎn)離地面的距離分別為10.9m和9。4m，那么A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是（）A．10.9m,9.4m B．11。4m，9.9mC．10.4m,8.9m D．10。9m,－9.4mC［A、B兩點(diǎn)離平臺(tái)的距離分別為10。9m－0.5