【同步導學】高中物理 1.1質點　參考系和坐標系課件 新人教必修1

第一章運動的描述1．質點參考系和坐標系一、機械運動1．定義：物體的______隨時間的變化．它

是自然界中最簡單、最基本的運動形式．2．力學：在物理學中研究物體做_________

規(guī)律的分支．位置機械運動二、物體和質點1．實際物體：都有一定的_____和形狀，并

物體上各部分的______情況一般情況下并不

相同．2．質點：用來代替物體的具有______的點．3．把物體看做質點的條件如果忽略物體的______和______等因素，不

影響問題的研究時，就可以把物體看做是質

點．【特別提醒】

質點是一個理想化的物理模型，實際中并不存在．大小運動質量大小形狀三、參考系1．運動與靜止自然界中的一切物體都處于永恒的運動中，

即運動是_______的，靜止是______的，但

我們在研究具體物體的運動時，可以說運

動是______的．絕對相對相對2．參考系(1)定義：在描述物體的運動時，被選定做參

考、假定為______的其他物體．(2)意義：觀察被研究的物體相對于參考系的

位置是否隨______變化以及如何變化不動時間四、坐標系1．目的：定量地描述物體的______及位置

的______．2．方法：當物體做直線運動時，可以選取

某一點為坐標原點建立坐標軸，坐標軸的

方向表示規(guī)定的________，坐標軸上的數

值表示物體的位置．位置變化正方向3．全球定位系統它是由若干個繞地球運行的人造衛(wèi)星和地面

接收裝置組成的，能夠很精確的確定物體的

位置的系統，通常簡稱_____.GPS一、對質點的理解1．質點是用來代替物體的有質量的點，其突出的特點是“具有質量”和“占有位置”，但沒有大小、形狀、體積，與幾何中的“點”有本質的區(qū)別．2．質點是實際物體的一種高度抽象，實際中并不存在，是一種“理想化模型”．3．能否否把一一個物物體看看做質質點，，關鍵鍵是看看物體體的大大小、、形狀狀在所所研究究的問問題中中是否否為次次要因因素．．例如如，研研究火火車從從北京京到上上海的的運動動時可可以把把火車車視為為質點點，但但研究究火車車過橋橋的時時間時時就不不能把把火車車看成成質點點了．．4．在中中學物物理中中所研研究的的物體體，一一般情情況下下都可可以把把它們們當做做質點點．因因此，，在物物理習習題中中，對對于“物體”和“質點”兩個詞詞一般般不加加區(qū)分分．【特別提提醒】(1)物體的的大小小并不不是判判斷物物體能能否看看做質質點的的根據據．(2)對同一一物體體，能能否將將其看看做質質點要要視研研究的的問題題而定定下列說說法正正確的的是()A．運動動中的的地球球不能能看成成質點點，而而原子子核可可以看看成質質點B．研究究火車車通過過路旁旁一根根電線線桿的的時間間時，，火車車可看看成質質點C．研究究奧運運會乒乒乓球球女單單冠軍軍張怡怡寧打打出的的乒乓乓球時時，能能把乒乒乓球球看成成質點點D．研究究在平平直的的高速速公路路上飛飛馳的的汽車車的速速度時時，可可以將將汽車車看成成質點點解析：：當研究究地球球的公公轉時時，由由于地地球直直徑(約1.3×107m)比地球球與太太陽之之間的的距離離(約1.5×1011m)要小得得多，，可以以忽略略不計計，可可以把把地球球看成成質點點(忽略地地球的的自轉轉)；當研研究地地球的的自轉轉引起起的晝晝夜交交替等等現象象時，，就不不能忽忽略地地球的的大小小和形形狀，，當然然就不不能把把地球球看成成質點點了．．當研研究電電子繞繞原子子核的的運動動情況況時，，因為為原子子核的的半徑徑只相相當于于原子子半徑徑的十十萬分分之一一，所所以可可以把把原子子核看看成質質點；；但若若研究究有關關原子子核結結構的的問題題時，，就不不能把把原子子核看看成質質點，，選項項A錯；研究火火車通通過路路旁的的一根根電線線桿的的時間間時，，因電電線桿桿的粗粗細比比火車車的長長度小小得多多，故故電線線桿可可看成成質點點，而而火車車不能能看成成質點點，選選項B錯；奧奧運冠冠軍張張怡寧寧打出出的乒乒乓球球雖小小，但但飛旋旋多變變，不不能看看成質質點，，C錯誤；；在平平直的的高速速公路路上飛飛馳的的汽車車，盡盡管車車輪在在轉動動，但但我們們研究究的是是汽車車的速速度，，對整整個車車的運運動來來講，，車輪輪的轉轉動不不是研研究的的主要要問題題，可可將車車看成成質點點，D正確．．答案：：D二、對對參考考系的的進一一步理理解1．“參參考系系”的的四性性(1)標準性性：用用來選選作參參考系系的物物體都都是假假定不不動的的，被被研究究的物物體是是運動動還是是靜止止，都都是相相對于于參考考系而而言的的．(2)任意性性：參參考系系的選選取具具有任任意性性，但但應以以觀察察方便便和使使運動動的描描述盡盡可能能簡潔潔為原原則；；研究究地面面上物物體的的運動動時，，常選選地面面為參參考系系．(3)統一性性：比比較物物體的的運動動時，，應該該選擇擇同一一參考考系．．(4)差異性性：同同一運運動選選擇不不同的的參考考系，，觀察察結果果一般般不同同．例例如，，坐在在行駛駛的車車中的的乘客客，以以地面面為參參考系系，乘乘客是是運動動的，，但如如果以以車為為參考考系，，則乘乘客是是靜止止的．．2．選取取參考考系的的原則則(1)選取參參考系系一般般應根根據研研究對對象和和研究究對象象所在在的系系統來來決定定．例例如，，研究究火車車上物物體的的運動動情況況，一一般選選取火火車作作為參參考系系；研研究地地面上上物體體的運運動時時，常常選取取地面面或相相對地地面靜靜止的的物體體作為為參考考系．．選擇擇地面面為參參考系系時，，參考考系常?？梢砸月匀トゲ惶崽幔缛纭捌囘\運動了了”，，就不不必說說成““汽車車相對對地面面運動動了””．(2)參考系系的選選取可可以是是任意意的．．在實實際問問題中中，參參考系系的選選取以以研究究問題題方便便、對對運動動的描描述盡盡可能能簡單單為基基本原原則．．某校高高一的的新同同學分分別乘乘兩輛輛汽車車去市市公園園游玩玩．當當兩輛輛汽車車在平平直公公路上上運動動時，，甲車車內一一同學學看見見乙車車沒有有運動動，而而乙車車內一一同學學看見見路旁旁的樹樹木向向西移移動．．如果果以地地面為為參考考系，，那么么，根根據上上述觀觀察到到的現現象可可說明明()A．甲車車不動動，乙乙車向向東運運動B．乙車車不動動，甲甲車向向東運運動C．甲車車向西西運動動，乙乙車向向東運運動D．甲、、乙兩兩車以以相同同的速速度都都向東東運動動解析：：正確分分析“乙車內內一同同學看看見路路旁的的樹木木向西西移動動”是解決決本題題的關關鍵．．樹木木相對對地面面本是是靜止止的，，由此此判斷斷乙車車(相對地地面)一定是是向東東運動動．“甲車內內一同同學看看見乙乙車沒沒有運運動”則說明明甲、、乙兩兩車相相對靜靜止，，速度度一定定是相相同的的．答案：：D三、建建立坐坐標系系的意意義及及方法法1．意義義(1)物體做做機械械運動動時，，其位位置會會隨時時間發(fā)發(fā)生變變化，，為了了定量量地描描述物物體的的位置置及位位置的的變化化，需需要在在參考考系上上建立立適當當的坐坐標系系．(2)物體的的位置置可認認為是是質點點在某某時刻刻所在在空間間的一一點．．2．方法法(1)直線坐坐標系系：如如果物物體沿沿直線線運動動，即即做一一維運運動時時，可可以以以這條條直線線為x軸，在在直線線上規(guī)規(guī)定原原點、、正方方向和和標度度，建建立直直線坐坐標系系．(2)二維坐坐標系系：當當物體體在某某一平平面內內做曲曲線運運動，，即做做二維維運動動時，，需用用兩個個相互互垂直直的坐坐標確確定它它的位位置，，即二二維坐坐標(平面坐坐標)．(3)三維坐坐標系系：當當物體體在空空間內內運動動時，，需采采用三三個坐坐標確確定它它的位位置，，即三三維坐坐標(空間坐坐標)．3．原則則建立坐坐標系系的原原則是是確定定物體體的位位置方方便、、簡潔潔．【特別提提醒】(1)建立何何種坐坐標系系要針針對物物體是是在直直線上上、平平面內內、還還是空空間中中運動動而定定．(2)建立坐坐標系系應明明確坐坐標原原點、、正方方向及及單位位長度度，標標明坐坐標單單位．．如下圖圖所示示，冰冰場上上的花花樣滑滑冰運運動員員，要要描述述他們們的位位置，，你認認為應應該怎怎樣建建立坐坐標系系？如如要描描述空空中飛飛機的的位置置，又又應怎怎樣建建立坐坐標系系？解析：：可以以以冰場場中央央為坐坐標原原點，，向東東為x軸正方方向，，向北北為y軸正方方向，，建立立水平平面內內的直直角坐坐標系系，這這樣就就可以以準確確地描描述運運動員員的位位置了了．例如，，某時時刻運運動員員的坐坐標為為(4m，－6m)，說明明他在在冰場場中央央東側側4m、偏南南6m的地方方，如如右圖圖所示示．如如果要要確定定飛機機的位位置，，則需需要確確定一一點(如觀察察者所所在的的位置置)為坐標標原點點，建建立三三維直直角坐坐標系系來描描述．．〔說一說說〕對于在在平面面上運運動的的物體體，例例如冰冰場上上的花花樣滑滑冰運運動員員，要要描述述它們們的位位置，，你認認為應應該怎怎樣建建立坐坐標系系？點撥：：花樣滑滑冰運運動員員在冰冰場中中滑行行的軌軌跡是是無規(guī)規(guī)則的的曲線線，而而且經經常做做一些些有難難度的的跳躍躍、旋旋轉動動作，，因此此要準準確地地描述述它們們的位位置，，應建建立三三維的的空間間立體體坐標標系．．下圖中中，你你認為為哪些些對象象可以以看做做質點點？解析：：(1)研究地地球繞繞太陽陽的公公轉周周期時時，盡盡管地地球直直徑約約為1.3×104km，而且且本身身也在在自轉轉，但但由于于地球球和太太陽之之間的的距離離約為為1.5×108km，是地地球直直徑的的104倍，因因而就就地球球相對對太陽陽公轉轉來說說，地地球的的大小小和自自轉可可以忽忽略不不計，，這時時我們們就可可以把把地球球視為為一個個質點點．(2)自行車車運動動員的的成績績決定定于他他的騎騎車速速度，，我們們關注注的是是他到到達終終點的的名次次，不不關注注身體體各部部位的的動作作，故故可以以把自自行車車運動動員看看成一一個質質點．．(3)地球繞繞太陽陽公轉轉時，，地球球上不不同地地區(qū)季季節(jié)的的變化化、晝晝夜的的變化化是不不同的的，這這時地地球的的大小小和形形狀是是不能能被忽忽略的的，所所以地地球在在此研研究問問題中中不能能看成成一個個質點點．答案：：甲、乙乙可以以看成成質點點丙丙不可可以看看成質質點【反思總總結】物體能能否看看成質質點，，關鍵鍵要看看所研研究問問題的的性質質．例例如在在研究究某寶寶塔的的位置置時，，可以以把塔塔看成成質點點；但但研究究塔的的結構構時，，就不不能把把塔看看成質質點．．【跟蹤發(fā)發(fā)散】1－1：下列列情況況中的的物體體可以以看做做質點點的是是()A．地面面上放放一只只木箱箱，在在上面面的箱箱角處處用水水平力力推它它，在在研究究它是是先滑滑動還還是先先翻轉轉時B．上述述木箱箱，在在外力力作用用下在在水平平面上上沿直直線運運動時時C．對于于汽車車的后后輪，，在研研究車車牽引引力的的來源源時D．人造造地球球衛(wèi)星星，在在研究究其繞繞地球球運動動時解析：：木箱在在水平平力作作用下下是否否翻轉轉與力力的作作用點點有關關，在在這種種情況況下木木箱是是不能能看做做質點點的．．當研研究木木箱在在水平平方向向上的的平動動的時時候，，木箱箱各點點的運運動情情況是是一致致的，，這時時可以以把木木箱看看做質質點．．汽車車牽引引力的的來源源與后后輪的的轉動動有關關，在在研究究牽引引力的的來源源時，，不能能把后后輪看看做質質點．．衛(wèi)星星繞地地球轉轉動時時，自自身的的形狀狀和大大小可可以忽忽略不不計，，因此此可以以把它它看做做質點點．故故正確確選項項為B、D.答案：：BD如右圖圖所示示，甲甲、乙乙、丙丙3人各乘乘不同同的熱熱氣球球，甲甲看到到樓房房勻速速上升升，乙乙看到到甲勻勻速上上升，，甲看看到丙丙勻速速上升升，丙丙看到到乙勻勻速下下降．．那么么，從從地面面上看看甲、、乙、、丙的的運動動可能能是()解析：：甲看到到樓房房勻速速上升升，則則甲相相對樓樓房是是向下下運動動的，，以地地面為為參考考系，，甲是是向下下運動動的．．乙看看到甲甲勻速速上升升，說說明乙乙相對對甲向向下運運動，，以地地面為為參考考系，，乙是是向下下運動動的，，而且且速度度比甲甲大．．甲看看到丙丙勻速速上升升，丙丙看到到乙勻勻速下下降，，則丙丙的情情況稍稍微復復雜些些，以以地面面為參參考系系可能能是向向下運運動，，但速速度比比甲和和乙都都要小小，也也可能能是靜靜止的的，也也可能能是向向上運運動的的．答案：：ABC【反思總總結】判斷物物體運運動或或靜止止的方方法(1)確定研研究對對象．．(2)根據題題意確確定參參考系系，并并假定定參考考系是是不動動的．．(3)分析被被研究究的物物體相相對于于參考考系有有沒有有發(fā)生生位置置的變變化．．【易錯警警示】物體是是靜止止還是是運動動，都都是相相對于于參考考系而而言的的．選選定參參考系系后，，某物物體相相對參參考系系位置置發(fā)生生了改改變，，則該該物體體就是是運動動的；；某物物體相相對參參考系系位置置沒有有發(fā)生生改變變，則則該物物體是是靜止止的．．【跟蹤發(fā)發(fā)散】2－1：下圖圖中站站在公公路旁旁邊的的人，，看到到汽車車向前前運動動，那那么他他可能能以什什么為為參考考系()A．自己己B．與汽汽車同同向，，同速速度運運動的的汽車車C．地面面D．與汽汽車同同向，，但運運動速速度更更大的的汽車車解析：：選取假假定不不動的的物體體為參參考系系，再再進行行分析析比較較．答案：：AC運動員員從距距地面面4m高處落落下，，被蹦蹦床彈彈到距距地面面5m高處，，蹦床床離地地面1m，坐標標原點點定在在蹦床床處，，向上上為坐坐標軸軸的正正方向向，則則開始始下落落點、、地面面、彈彈到的的最高高點的的位置置坐標標分別別是()A．4m,0.5mB．3m，－1m,4mC．0,4m，－1mD．4m，－1m,5m解析：：在平面面直角角坐標標系中中，要要想準準確描描述某某物體體的位位置，，必須須找準準其橫橫坐標標與縱縱坐標標．答案：：A(2m,3m)，坐標標值的的含義義為A點在坐坐標原原點東東2m、偏北北3m處．1．在下下列各各運動動物體體中，，可當當做““質點點”的的有()A．研究究花樣樣滑冰冰運動動員的的動作作是否否優(yōu)美美B．確定定遠洋洋航行行中的的巨輪輪的位位置C．研究究運行行中的的人造造衛(wèi)星星的公公轉軌軌跡D．比較較轉動動著的的砂輪輪上各各點的的運動動情況況解析：：花樣滑滑冰運運動員員的成成績取取決于于運動動員肢肢體動動作的的優(yōu)美美程度度，所所以不不能看看做質質點，，故A錯；研研究砂砂輪的的轉動動時，，其大大小形形狀也也不能能忽略略，故故D錯；遠遠洋航航行的的巨輪輪及運運行中中的衛(wèi)衛(wèi)星，，研究究其運運動軌軌跡時時，大大小、、形狀狀均可可忽略略，故故B、C正確．．答案：：BC2．詩句句“滿滿眼風風波多多閃灼灼，看看山恰恰似走走來迎迎，仔仔細看看山山山不動動，是是船行行”中中，““看山山恰似似走來來迎””和““是船船行””所選選的參參考系系分別別是()A．船和和山B．山和和船C．地面面和山山D．河岸岸和流流水解析：：“看山恰恰似走走來迎迎”是以人人或船船為參參考系系，人人看到到遠處處的山山向人人靠近近；“是船行行”是以山山為參參考系系，山山是靜靜止的的，而而船是是運動動的．．答案：：A3．下列列有關關參考考系的的說法法中，，正確確的是是()A．只有靜靜止的物物體才能能被選作作參考系系B．對物體體運動的的描述與與參考系系的選擇擇無關C．描述一一個物體體的運動動，一定定要選擇擇參考系系D．做曲線線運動的的物體，，無論選選哪個物物體作參參考系，，其運動動軌跡不不可能是是直線解析：因為物體體的運動動具有相相對性，，所以描描述一個個物體的的運動時時，必須須選擇另另外的物物體作參參考系，，故選項項C正確．對對參考系系的選擇擇是任意意的，只只要能清清楚而又又簡單地地描述出出物體的的運動情情況就行行，因此此，選項項A錯誤．對對同一物物體的運運動，選選擇不同同的參考考系，對對其運動動情況的的描述一一般不同同，所以以選項B錯誤．選項D也是錯誤誤的，例例如：從從水平方方向勻速速飛行的的飛機上上丟下的的炸彈，，地面上上的觀察察者看它它