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1、第一章运动的描述第1节质点参考系和坐标系【学习目标概述】1了解质点的定义，知道建立质点这一理想化物理模型对描述运动的意义2能根据实际问题判断能否把物体看成质点3通过质点的学习体会物理模型在探索自然规律中的作用4理解参考系概念，知道运动的描述必须相对于确定的参考系5能根据所选的参考系描述物体的运动，并根据对运动的描述判断所选择的参考系6理解坐标系概念，会用一维坐标和二维坐标定量描述物体的位置以及位置的变化【知识要点分析】1质点用来代替物体的没有形状、大小但具有质量的点。它是一种理想化物理模型。2参考系在研究物体的运动时，事先选定的用来作为参考的物体，称为参考系。在初中我们学过“参照物”，它的科学
2、名称是“参考系”。描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。选择不同的参考系研究同一物体的运动，其结果会有所不同。但参考系选择得当，会使问题的研究变得简洁、方便。3坐标系为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。我们所接触的坐标系主要是一维坐标系（如直线坐标系）和二维坐标系（如平面直角坐标系）。【重点难点精讲】1物理学中的理想化模型物理学是一门研究物质结构及其运动基本规律的科学。物质具有复杂的结构，物质运动的形式也是多种多样的，与此相关的物理问题也往往是纷繁复杂而多变的。一个物理问题总有着许多相关因素。在这些因素中，有些是主要因素，有些是次要因素。在物理研究中，我们
3、总是试图突出问题的主要方面，忽略无关因素或次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象。这是经常采用的一种科学研究方法，在探索自然规律中有着重要的作用。其实我们在初中学过的许多例子都跟理想化模型有关。例1讨论跟下列各例有关的问题时，我们总是忽略了哪些因素？（1）动滑轮（2）电路图中的导线（3）绝缘体分析与解（1）动滑轮，我们没有考虑它的摩擦和它本身的质量，把它当成了一个“没有摩擦、没有质量”的理想化的动滑轮。（2）电路图中的导线，我们没有考虑它的电阻值，而把它当成了“没有电阻”的理想化的导线。（3）我们所说的绝缘体是指完全不导电的、电阻是无穷大的物体。因此，在绝缘体这个例子中，尽管它
4、有十分微弱的导电能力，但我们忽略了它的导电能力。我们已经把它当成了一个完全没有导电能力的理想化的物体。小结在以前的学习中，虽然我们没有明确提出理想化模型这个说法，但其实我们早就已经接受并应用了这一科学方法。正是通过这些理想化模型，我们才认识了许多物理规律。所以，物理概念和规律都是针对一定的物理模型来说的。2把物体看成质点的条件质点模型是我们进入高中物理学习后接触的第一个理想化物理模型。任何物体都有一定的大小和形状，而且物体各部分的运动情况一般来说并不一样。在研究物体的运动时，如果主次不分，不从问题的实际出发而只追求详细描述，对问题的研究将变得十分困难。因此很有必要忽略物体的次要因素，建立理想化
5、模型。在许多有关物体运动的问题中，物体本身的形状、大小往往是无关紧要的。此时，就可以把物体看成没有形状和大小的质点。所以，把物体看成质点的条件是：在所研究的问题中，物体的形状、大小是次要因素，是可以忽略的。例2下列各种情况中，可以把研究对象（加点者）看作质点的是（）A研究小木块的翻倒过程B计算整列列车通过某一路标的时间C讨论地球的公转D运动会计时员观察快到终点并“冲线”的运动员分析与解研究小木块的翻倒过程时，需要考虑小木块的长、宽、高等各种跟形状和大小有关的因素，不能看成质点，选项A错误。计算整列列车通过某一路标的时间时，需要考虑列车本身的长度，也不能看成质点，选项B错误。对运动会上的计时员来
6、说，要考虑这样的情况：可能运动员的其他部位还没到达终点线，但胸部已经冲线。所以，对计时员来说，运动员不能当成一个点来处理，选项D错误。地球本身的大小比它到太阳的距离要小得多，讨论地球的公转时，地球本身的形状和大小是无关紧要的，此时可以把地球看成一个质点。本题正确答案为C。小结当一个物体的形状和大小对所研究的问题来说是无关的或次要的因素时，就可以把物体看成质点。物体的形状和大小是不是次要因素，不能一概而论，需要具体问题具体分析。一般在下面2种情况下可忽略形状和大小：(1)物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或可忽略不计(2) 物体上各点运动情况都是相同的，所以研究它上面某一点的运动规律就可以代
7、表它的整体运动情况了。例3有如下两种说法：一是“地球离太阳有多远”；另一种是“卫星离地球表面有多高”。这两种说法中，能把地球看成质点的是（）A只有前一种说法B只有后一种说法C两种说法都是D两种说法都不是分析与解在前一种说法中，地球本身大小比地球和太阳之间的距离要小得多。因此，在研究“地球离太阳有多远”这一问题时，可以忽略地球本身的大小，而作为一个质点来处理。在后一种说法中，卫星离地球表面的高度一般和地球本身的大小是可以比较的，在这一问题中，忽略地球本身的大小就不合理了。所以，在“卫星离地球表面有多高”这一说法中，不能把地球看成质点。本题正确答案是A。小结一个物体能否看成质点是由所研究问题的性质
8、决定的。对同一个物体来说，在某些问题中形状和大小是次要因素，而在另一些问题中，形状和大小可能恰恰是主要因素。3实际问题中参考系的选择例4甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动这三架电梯相对地面的运动情况可能是（）A甲向上、乙向下、丙不动 B甲向上、乙向上、丙不动C甲向上、乙向上、丙向下 D甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢分析与解 电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系的。甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动。同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快。
9、丙电梯无论是静止，还是向下运动，或以比甲、乙都慢的速度向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动故本题的正确答案是 B、C、D。小结 由于运动描述的相对性，凡是提到运动，必须先确定看到的运动是以什么物体作为参考系的。描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。4实际问题中坐标系的建立5x/my/m10AO图11对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，建立直线坐标系，坐标轴的正方向可以任意规定。则物体的位置可以用它的位置坐标来描述。如：x1=+2m，“”表示位置在原点正向一侧，2m表示离原点距离为2m。又如：x2=3m，“”表示位置在原点负向一侧，3m表示离原点距离为3m。对于在
10、平面上运动的物体，一般可建立平面直角坐标系，用x和y两个方向的位置坐标同时描述物体的实际位置。如图11所示，某人在一个山坡上以10m/s的水平速度抛出一小石块，小石块运动过程中经过位置A。为描述物体的位置，可以抛出点为坐标原点建立平面直角坐标系。则A的位置坐标为：x=10m，y=5m【巩固提高训练】巩固篇1 参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为 叫做参考系。参考系的选取原则是 研究地面上物体的运动，一般取 作参考系。2 质点：忽略 ，用一个 的点来代替整个物体，这个点叫做质点3 人坐船在江中行，敦煌曲词描述人所能见到的情景为“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎”，关于词中“山在运动”这一描述的
11、参考系，以下说法错误的是（）A山B水C人D船4 关于质点的以下说法正确的是（）A只有体积很小或质量很小的物体才能看作质点B只要物体运动不是很快，就可以把物体看作质点C物体的大小和形状可以忽略时，可将物体看作质点D质点是客观存在的5 关于参考系的选取以下说法正确的是（）A研究物体的运动，必须选定参考系B描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的C实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如在研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系D参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体6 在下列各物体的运动中，可视作质点的物体有（）A从北京开往广州
12、的一列火车 B研究转动的汽车轮胎C研究绕地球运动时的航天飞机 D表演精彩动作的芭蕾舞演员7 如图12所示是某一商场中传送 货物的传送带示意图，为描述传送带上货物的位ABO3.5m2mx/m图12置，建立了如图所示的直线坐标系，则图中A、B两物体的位置坐标分别为：xA= ，xB= 。8 第一次世界大战时，一位法国飞行员在2000m高空飞行时，发现座舱边有一个与他几乎相对静止的小“昆虫”，他顺手抓过来一看，原来是一颗子弹头，发生这种现象是因为（）A子弹静止在空中 B子弹飞行得很慢C飞机飞行得很快 D子弹与飞机同方向飞行，且飞行速度很接近提高篇9 研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化
13、的物理模型例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 和 模型10甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动甲说“它在做匀速运动”，乙说“它是静止的”，丙说“它在做加速运动”则下列说法中正确的是（）A在任何情况下都不可能出现这种情况B三人中总有一人或两人讲错了C如果选同一参考系，那么三人的说法都对D如果各自选择自己为参考系，那么三人说法都对第2节时间和位移【学习目标概述】1知道时刻与时间间隔的含义以及它们之间的联系与区别2理解位置的变化用位移描述，知道位移是矢量，会用有向线段表示位移3知道位置、位移与路程等概念的区别和联系4初步理解物理量有矢量和
14、标量之分，知道矢量和标量运算的差异5了解一维情况下的矢量运算可转化为代数运算，会进行一维情况下的矢量运算【知识要点分析】1时刻和时间间隔在表示时间的坐标轴上，一个时刻对应着坐标轴上的一个点，而时间间隔对应着时间轴上的一条线段。平时所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔。从时刻t1到时刻t2之间的时间间隔。2位置和位移在表示位移的坐标轴上，物体所处的位置对应着坐标轴上的一个点，而位移对应着坐标轴上的一条线段。3矢量和标量物理量可分为矢量和标量。标量只有大小，没有方向，标量相加遵从代数加法法则。矢量既有大小，又有方向，矢量相加和标量相加遵循不同的法则。4路程和位移路程指物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向，是标量。位移指物体位置的变化，有大小，有方向，是矢量。位移可用从初位置指向末位置的有向线段表示。【重点难点精讲】1时刻和位置、时间间隔和位移的对应关系时刻和位置都是跟时间轴或位移轴上的一个点相对应的，它们都跟某一个状态有关，是状态量。时间间隔和位移都是跟时间轴或位移轴上的一条线段相对应的，这两个物理量都跟某一个过程有关，是过程量。路程也是跟过程有关的一个物理量
