高中物理 1.1質點　參考系和坐標系 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(shù)

值表示物體的位置．位置變化正方向.3．全球定位系統(tǒng)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(tǒng)，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．能否把一個物體看做質點，關鍵是看物體的大小、形狀在所研究的問題中是否為次要因素．例如，研究火車從北京到上海的運動時可以把火車視為質點，但研究火車過橋的時間時就不能把火車看成質點了．4．在中學物理中所研究的物體，一般情況下都可以把它們當做質點．因此，在物理習題中，對于“物體”和“質點”兩個詞一般不加區(qū)分．.【特別提醒】

(1)物體的大小并不是判斷物體能否看做質點的根據(jù)．(2)對同一物體，能否將其看做質點要視研究的問題而定.下列說法正確的是(

)A．運動中的地球不能看成質點，而原子核可以看成質點B．研究火車通過路旁一根電線桿的時間時，火車可看成質點C．研究奧運會乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時，能把乒乓球看成質點D．研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時，可以將汽車看成質點.解析：當研究地球的公轉時，由于地球直徑(約1.3×107

m)比地球與太陽之間的距離(約1.5×1011

m)要小得多，可以忽略不計，可以把地球看成質點(忽略地球的自轉)；當研究地球的自轉引起的晝夜交替等現(xiàn)象時，就不能忽略地球的大小和形狀，當然就不能把地球看成質點了．當研究電子繞原子核的運動情況時，因為原子核的半徑只相當于原子半徑的十萬分之一，所以可以把原子核看成質點；但若研究有關原子核結構的問題時，就不能把原子核看成質點，選項A錯；.研究火車通過路旁的一根電線桿的時間時，因電線桿的粗細比火車的長度小得多，故電線桿可看成質點，而火車不能看成質點，選項B錯；奧運冠軍張怡寧打出的乒乓球雖小，但飛旋多變，不能看成質點，C錯誤；在平直的高速公路上飛馳的汽車，盡管車輪在轉動，但我們研究的是汽車的速度，對整個車的運動來講，車輪的轉動不是研究的主要問題，可將車看成質點，D正確．答案：

D.二、對參考系的進一步理解1．“參考系”的四性(1)標準性：用來選作參考系的物體都是假定不動的，被研究的物體是運動還是靜止，都是相對于參考系而言的．(2)任意性：參考系的選取具有任意性，但應以觀察方便和使運動的描述盡可能簡潔為原則；研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系．.(3)統(tǒng)一性：比較物體的運動時，應該選擇同一參考系．(4)差異性：同一運動選擇不同的參考系，觀察結果一般不同．例如，坐在行駛的車中的乘客，以地面為參考系，乘客是運動的，但如果以車為參考系，則乘客是靜止的．.2．選取參考系的原則(1)選取參考系一般應根據(jù)研究對象和研究對象所在的系統(tǒng)來決定．例如，研究火車上物體的運動情況，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運動時，常選取地面或相對地面靜止的物體作為參考系．選擇地面為參考系時，參考系常可以略去不提，如“汽車運動了”，就不必說成“汽車相對地面運動了”．(2)參考系的選取可以是任意的．在實際問題中，參考系的選取以研究問題方便、對運動的描述盡可能簡單為基本原則．.某校高一的新同學分別乘兩輛汽車去市公園游玩．當兩輛汽車在平直公路上運動時，甲車內一同學看見乙車沒有運動，而乙車內一同學看見路旁的樹木向西移動．如果以地面為參考系，那么，根據(jù)上述觀察到的現(xiàn)象可說明(

)A．甲車不動，乙車向東運動B．乙車不動，甲車向東運動C．甲車向西運動，乙車向東運動D．甲、乙兩車以相同的速度都向東運動.解析：正確分析“乙車內一同學看見路旁的樹木向西移動”是解決本題的關鍵．樹木相對地面本是靜止的，由此判斷乙車(相對地面)一定是向東運動．“甲車內一同學看見乙車沒有運動”則說明甲、乙兩車相對靜止，速度一定是相同的．答案：D.三、建立坐標系的意義及方法1．意義(1)物體做機械運動時，其位置會隨時間發(fā)生變化，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼担?2)物體的位置可認為是質點在某時刻所在空間的一點．.2．方法(1)直線坐標系：如果物體沿直線運動，即做一維運動時，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點、正方向和標度，建立直線坐標系．(2)二維坐標系：當物體在某一平面內做曲線運動，即做二維運動時，需用兩個相互垂直的坐標確定它的位置，即二維坐標(平面坐標)．(3)三維坐標系：當物體在空間內運動時，需采用三個坐標確定它的位置，即三維坐標(空間坐標)．..3．原則建立坐標系的原則是確定物體的位置方便、簡潔．【特別提醒】

(1)建立何種坐標系要針對物體是在直線上、平面內、還是空間中運動而定．(2)建立坐標系應明確坐標原點、正方向及單位長度，標明坐標單位．.如下圖所示，冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認為應該怎樣建立坐標系？如要描述空中飛機的位置，又應怎樣建立坐標系？.解析：可以以冰場中央為坐標原點，向東為x軸正方向，向北為y軸正方向，建立水平面內的直角坐標系，這樣就可以準確地描述運動員的位置了．.例如，某時刻運動員的坐標為(4

m，－6

m)，說明他在冰場中央東側4

m、偏南6

m的地方，如右圖所示．如果要確定飛機的位置，則需要確定一點(如觀察者所在的位置)為坐標原點，建立三維直角坐標系來描述．.〔說一說〕對于在平面上運動的物體，例如冰場上的花樣滑冰運動員，要描述它們的位置，你認為應該怎樣建立坐標系？點撥：花樣滑冰運動員在冰場中滑行的軌跡是無規(guī)則的曲線，而且經(jīng)常做一些有難度的跳躍、旋轉動作，因此要準確地描述它們的位置，應建立三維的空間立體坐標系．.下圖中，你認為哪些對象可以看做質點？..解析：

(1)研究地球繞太陽的公轉周期時，盡管地球直徑約為1.3×104

km，而且本身也在自轉，但由于地球和太陽之間的距離約為1.5×108

km，是地球直徑的104倍，因而就地球相對太陽公轉來說，地球的大小和自轉可以忽略不計，這時我們就可以把地球視為一個質點．.(2)自行車運動員的成績決定于他的騎車速度，我們關注的是他到達終點的名次，不關注身體各部位的動作，故可以把自行車運動員看成一個質點．(3)地球繞太陽公轉時，地球上不同地區(qū)季節(jié)的變化、晝夜的變化是不同的，這時地球的大小和形狀是不能被忽略的，所以地球在此研究問題中不能看成一個質點．答案：甲、乙可以看成質點丙不可以看成質點.【反思總結】

物體能否看成質點，關鍵要看所研究問題的性質．例如在研究某寶塔的位置時，可以把塔看成質點；但研究塔的結構時，就不能把塔看成質點．.【跟蹤發(fā)散】

1－1：下列情況中的物體可以看做質點的是(

)A．地面上放一只木箱，在上面的箱角處用水平力推它，在研究它是先滑動還是先翻轉時B．上述木箱，在外力作用下在水平面上沿直線運動時C．對于汽車的后輪，在研究車牽引力的來源時D．人造地球衛(wèi)星，在研究其繞地球運動時.解析：木箱在水平力作用下是否翻轉與力的作用點有關，在這種情況下木箱是不能看做質點的．當研究木箱在水平方向上的平動的時候，木箱各點的運動情況是一致的，這時可以把木箱看做質點．汽車牽引力的來源與后輪的轉動有關，在研究牽引力的來源時，不能把后輪看做質點．衛(wèi)星繞地球轉動時，自身的形狀和大小可以忽略不計，因此可以把它看做質點．故正確選項為B、D.答案：

BD.如右圖所示，甲、乙、丙3人各乘不同的熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降．那么，從地面上看甲、乙、丙的運動可能是(

)..解析：甲看到樓房勻速上升，則甲相對樓房是向下運動的，以地面為參考系，甲是向下運動的．乙看到甲勻速上升，說明乙相對甲向下運動，以地面為參考系，乙是向下運動的，而且速度比甲大．甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，則丙的情況稍微復雜些，以地面為參考系可能是向下運動，但速度比甲和乙都要小，也可能是靜止的，也可能是向上運動的．答案：ABC.【反思總結】判斷物體運動或靜止的方法(1)確定研究對象．(2)根據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動的．(3)分析被研究的物體相對于參考系有沒有發(fā)生位置的變化．.【易錯警示】物體是靜止還是運動，都是相對于參考系而言的．選定參考系后，某物體相對參考系位置發(fā)生了改變，則該物體就是運動的；某物體相對參考系位置沒有發(fā)生改變，則該物體是靜止的．.【跟蹤發(fā)散】

2－1：下圖中站在公路旁邊的人，看到汽車向前運動，那么他可能以什么為參考系(

).A．自己B．與汽車同向，同速度運動的汽車C．地面D．與汽車同向，但運動速度更大的汽車解析：選取假定不動的物體為參考系，再進行分析比較．答案：

AC.運動員從距地面4

m高處落下，被蹦床彈到距地面5

m高處，蹦床離地面1

m，坐標原點定在蹦床處，向上為坐標軸的正方向，則開始下落點、地面、彈到的最高點的位置坐標分別是(

)A．4

m,0.5

m

B．3

m，－1

m,4

mC．0,4

m，－1

m

D．4

m，－1

m,5

m...解析：在平面直角坐標系中，要想準確描述某物體的位置，必須找準其橫坐標與縱坐標．答案：

A(2

m,3

m)，坐標值的含義為A點在坐標原點東2

m、偏北3

m處．...1．在下列各運動物體中，可當做“質點”的有(

)A．研究花樣滑冰運動員的動作是否優(yōu)美B．確定遠洋航行中的巨輪的位置C．研究運行中的人造衛(wèi)星的公轉軌跡D．比較轉動著的砂輪上各點的運動情況.解析：花樣滑冰運動員的成績取決于運動員肢體動作的優(yōu)美程度，所以不能看做質點，故A錯；研究砂輪的轉動時，其大小形狀也不能忽略，故D錯；遠洋航行的巨輪及運行中的衛(wèi)星，研究其運動軌跡時，大小、形狀均可忽略，故B、C正確．答案：

BC.2．詩句“滿眼風波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行”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.解析：“看山恰似走來迎”是以人或船為參考系，人看到遠處的山向人靠近；“是船行”是以山為參考系，山是靜止的，而船是運動的．答案：A.3．下列有關參考系的說法中，正確的是(

)A．只有靜止的物體才能被選作參考系B．對物體運動的描述與參考系的選擇無關C．描述一個物體的運動，一定要選擇參考系D．做曲線運動的物體，無論選哪個物體作參考系，其運動軌跡不可能是直線.解析：因為物體的運動具有相對性，所以描述一個物體的運動時，必須選擇另外的物體作參考系，故選項C正確．對參考系的選擇是任意的，只要能清楚而又簡單地描述出物體的運動情況就行，因此，選項A錯誤．對同一物體的運動，選擇不同的參考系，對其運動情況的描述一般不同，所以選項B錯誤．.選項D也是錯誤的，例如：從水平方向勻速飛行的飛機上丟下的炸彈，地面上的觀察者看它作的是拋物線運動，而在飛機上觀察，則是豎直向下的直線運動．本題正確答案是C.答案：C.4.為了實現(xiàn)全球快速、簡捷的通信，人類發(fā)射了地球同步通信衛(wèi)星，同步通信衛(wèi)星位于距地面大約36

000

km的高空，則(

)A．以地面為參考系同步衛(wèi)星靜止B．以太陽為參考系同步衛(wèi)星靜止C．同步衛(wèi)星在高空靜止不動D．同步衛(wèi)星相對地面上靜止的物體是運動的..解析：地球同步衛(wèi)星相對地面是靜止的，A正確，D錯誤；若以太陽為參考系，地球同步衛(wèi)星則是運動的，B錯誤；C選項沒有選定參考系，不能確定其運動情況．答案：A.5．在下述問題中，能夠把研究對象當作質點的是(

)A．研究地球繞太陽公轉一周所需的時間是多少B．研究地球繞太陽公轉一周地球上不同區(qū)域季節(jié)和晝夜長短的變化C．將一枚硬幣用力上拋，猜測它落地時正面朝上還是反面朝上D．正在進行花樣溜冰的運動員.解析：物體是否能視為質點，不能僅僅以它的大小和形狀來確定，關鍵要看物體的大小和形狀與所研究的問題是否有關．選項A中，地球可以看成一個質點，因為地球的大小和形狀與它繞太陽公轉一周的時間無關；選項B中，地球不能視為質點，因為在地球繞太陽公轉的過程中，地球上不同地區(qū)季節(jié)和晝夜長短的變化是不同的，如果把地球看成一個質點，在一點上怎么能區(qū)分不同地區(qū)呢？.選項C中，很顯然硬幣的形狀與研究的問題關系非常密切，故硬幣不能看成質點；選項D中，溜冰運動員在冰面上優(yōu)美的動作被人欣賞，不能當做質點．答案：

A..答案：－70

0

30

70向東－30向西.練規(guī)范、練技能、練速度..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:10:09PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:10:09PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303Febr