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1、第一节 质点 参考系和坐标系目标要求：1 理解质点的概念，知道物体可以看成质点的条件，知道它是一种科学的抽象2 知道参考系的概念，知道对同一物体选不同的参考系时，观察的结果可能不同，通常选择参考系时，要考虑研究问题的方便3 知道在描述运动时，建立坐标系的重要性，并能根据物体运动情况建立合适的坐标系重点：质点概念的理解，如何选取参考系难点：什么情况下可以把物体看成质点课前导学1. 机械运动（简称运动）-物体的 称为机械运动，是最基本、最简单、最普遍的运动形式2. 质点质点的定义：在某些情况下，不考虑物体的 ，把它简化成一个 ，称为质点（mass point）物体可看作质点的条件： 的物体都可以看
2、成质点物体的 和 对所研究的问题可以忽略时，可以把物体看成一质点3. 参考系 图1在描述物体的运动时，要选定某个其它物体做参考，观察物体相对于它的位置是否 变化，以及怎样变化，这种用来做 的物体称为参考系为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的 新知探究一认识质点【思考与讨论1】仔细阅读下列材料，回答问题材料1：京沪高速铁路于2008年4月18日开工，如图1，从北京南站出发终止于上海虹桥站，总长度1318公里，总投资约2209亿元2010年11月15日铺轨完成，将于2011年6月通车它的建成将使北京和上海之间的往来时间，缩短到5小时以内全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河
3、北、山东、安徽、江苏四省是新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路2011年2月20日，新一代高速动车组和时速400公里高速综合检测列车在京沪高铁上海段上“试跑”，3月中旬，北京段将启动联调联试问题1：列车在铁轨上行驶时，它的发动机、传动机构及车轮的运动很复杂，什么情况下列车可以视为一个点？ 答： 【教师说明】因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般来说并不一样，要准确地描述物体的运动并非易事突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型.问题2：若列车长200 m
4、，平均时速350km/h,列车从北京到上海所用的时间是多少？如果它以这么大的速度通过长200 m的铁路桥,用时又是多少？答： 【教师说明】研究火车从北京到上海的运动就可以把火车作为质点处理.判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度，跟物体本身的形状、大小无关.因此，分析题目中所给的研究角度，是学习质点概念的关键.问题3 ：探讨物理中的“质点”和几何中的“点”有什么相同和不同之处？答： 【教师说明】质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量.【案例探究1】研究下列情况中的运动物体，哪些可看作质点 ( ) 图2A花
5、样滑冰运动员在比赛中B研究汽车车轮的点如何运动时的车轮C被扔出去的铅球D比较两辆汽车运动的快慢二怎样选择参考系【思考与讨论2】仔细阅读下列材料，回答问题材料1：据报载，二次大战期间，一个法国飞行员碰到了一件很不寻常的事件.如图2所示，这个飞行员驾驶飞机在2000米高空飞行的时候，发现脸庞有一个小玩意儿在游动着，飞行员认为这是一个小昆虫，敏捷地把它一把抓了过来，令他大吃一惊的是，他发现抓到的竟是一颗德国子弹.材料2：一千多年前的一个春末夏初时节，宋朝诗人陈与义从京城开封出发到襄邑去，乘船惠济河东行，写下了广为流传的一首诗襄邑道中：飞花两岸照船红，百里榆堤半日风.卧看满天云不动，不知云与我俱东.（
6、如图3）问题4：高速飞行的子弹为什么能被飞行员轻而易举地抓获？你对运动和静止的关系有何认识？图3答： 【教师说明】运动是绝对的，静止是相对的，自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的.凡是提到运动，都应该弄清楚它是相对于哪个参考系而言的.问题5：你对诗人诗中所描绘的关于“榆堤”、“云”、“我”的运动情景有什么看法？答： 【教师说明】参考系的选取可以是任意的，选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，结果往往是不同的. 选取参考系应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为基本原则.【案例探究2】关于参考系的描述中，正确的是（ ）A参考系必须是固定不动的物体B参考系必须是正在做匀速直
7、线运动的物体C参考系必须是相对于地面静止的物体D参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体三怎样定量地描述物体的位置及位置的变化？【思考与讨论3】描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系.XmABO03-2图4问题6：如图4所示，汽车沿X轴做直线运动，从B点运动到A点，由图4可知，A点位置坐标为 ，B点位置坐标 ，从B到A位置的变化 .【教师说明】物体位置的变化是一个矢量，它的符号表示物体位置变化的方向，若为“+”号则表示方向从初位置指向末位置，若为“-”号则表示方向从末位置指向初位置问题7：对于在平面上运动的
8、物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述它们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？答： 【教师说明】当物体沿直线运动时，往往以这条直线为x轴，在直线上规定原点 、正方向和单位长度，建立直线坐标系；当物体是在一个平面中运动时，就要考虑建立二维直角坐标系研究；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述.图5【案例探究3】质点由西向东运动，从A点出发到达C点再返回B点静止如图5所示，若AC=100m，BC=30m，以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则：出发点的位置为 m，B点位置是 m，C点位置为 m，A到B位置变化是 m，方向 C到B位置变化为 m，方向 . 自我检测1下列关于质点的
9、说法中，正确的是（ ）A体积很小的物体都可看成质点B质量很小的物体都可看成质点C不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点D只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点2U238和K462两次列车并排停靠在南京站上，当U238次列车启动、K462次列车还未启动时，坐在K462次列车内的乘客看到自己所乘的列车运动了，他选择的参考系是（ ）AU238次列车 BK462次列车 C站台 D铁轨3坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的。这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由4甲、乙两人同时从某棵树出发，以树为参考系
10、，甲向东走了5米，在同一时间内乙向西走了3米，则：（1）若以甲为参考系，乙的运动方向和运动距离为多少？（2）若以乙为参考系，甲的运动方向和运动距离为多少？参考答案课前导学：1.空间位置随时间的变化2.大小和形状 具有质量的点 平动 大小 形状3.参考 坐标系新知探究问题1：列车在铁轨上行驶时，它的发动机、传动机构及车轮的运动很复杂，但是当我们只关心列车整体的运动时，可以认为列车上每个点的运动情况完全相同，因而可以用它上面的一个“点”的运动表示整个列车的运动问题2 ：火车从北京到上海所用的时间是3.8h火车通过铁路桥时，火车的长度就不能被忽略，所用时间为问题3 ：相同之处为：都是没有形状和大小的
11、点.不同之处为：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对得小”.【案例探究1】裁判员要根据运动员的动作评分，运动员的形体不能被忽略，运动员不可被看作质点，故A错误；研究汽车车轮的点如何运动时，车轮上每个点运动情况不一样，不可作为质点处理，故B错误；被扔出去的铅球所研究的问题是铅球在水平方向上的距离，铅球的形状和大小可以忽略，可作为质点处理，故C正确；比较两辆汽车运动的快慢，研究的是汽车平动时的情况，可以把汽车作为质点处理，故D正确.问题4：飞机和子弹都在高速飞行，飞行员之所以能很容易地抓住子
12、弹，是因为飞机和子弹同向运动，且运动速度差不多，子弹相对飞行员的速度很小，可以认为是静止的.问题5：“卧看满天云不动”是诗人以“我”为参考系；“不知云与我俱东”，是以“榆堤”为参考系，“我”与船一起向东航行；若以“云”作为参考系，“我”是静止的.【案例探究2】运动是绝对的，静止是相对的，自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体时不存在的，故A错误；参考系的选取是任意的，故B、 C错误；参考系是为了研究物体的运动而作为参考的物体，故D正确.问题6：A点位置坐标、B点位置坐标，从B到A位置的变化.问题7：由于花样滑冰运动员并不是沿直线运动，而是在一个平面内运动，所以应建立二维直角坐标系，
13、此时可以用（x，y）表示物体的位置.【案例探究3】以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则出发点A的位置坐标为=-70m；B点位置坐标为=0；点位置坐标为=30m；A到B位置变化，方向从A指向B；C到B位置变化为，方向从B指向C.自我检测1C 解析： 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.故A、B、D均不正确，正确答案为C.2A 解析：坐在K462次列车内的乘客是在注视另一站台U238的火车，即人的视线已经离开了地面，是以另一站台的U238次列车为参考系，看到自己所乘的列车运动了. 故A正确.3解析：地心、地面.这种说法不矛盾，是参考系的选择不同.人随地球一起围绕地轴自转，而且地球赤道周长大约是s=4.0104 km，即大约为八万里.4解析：（1）若以甲为参考系，两者越来越远，则乙向东运动，运动距离为8米；（2）若以乙为参考系，则甲向西运动，运动距离为8米.
