质点 参考系和坐标系
第一卷
根底知识精讲
物体的________ ___随时间的变化称为机械运动。
二、物体和质点
1．实际物体
有一定的________和________ ,并且运动中物体上各局部的运动情况一般________。
2．质点
〔1〕定义：在某些情况下 ,不考虑物体的________和________ ,把它简化为一个有________的点 ,称为质点。
〔2〕质点具有物体的________ ,没有________和________。
三、参考系
1．运动与静止的关系
自然界中的一切物体都处于永恒的运动中 ,即运动是________的 ,静止是________的 ,但我们在研究具体物体的运动时 ,可以说运动是________的。
2．参考系
〔1〕定义：在描述物体的运动时 ,被用来做________、假定为________的其他物体。
〔2〕意义：观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随________变化以及如何变化。
〔3〕影响：同一个物体的运动 ,选取不同的参考系 ,所得出的结果可能是________的。
〔4〕选取原那么：参考系的选取是________的 ,应以________和使运动的描述尽可能________为原那么。
四、坐标系
1．建立坐标系的目的
为了定量描述物体的________及________ ,需要在参考系上建立适当的坐标系。
2．坐标系的分类及建立方法
类别
建立方法
直线
坐标系
在给定的一条直线上 ,确定一个________ ,取一个定点为________ ,任取一定线段为单位长度 ,这样就在该直线上建立了直线坐标系〔又称数轴〕
平面
坐标系
通常用一对实数表示平面内的点〔物体所在的位置〕 ,在平面内画两条相互垂直的数轴〔x轴与y轴〕即可组成平面直角坐标系
空间
坐标系
对于一个在三维空间内运动的物体 ,需建立三维坐标系来表示物体的位置 ,在空间用三条相互垂直的数轴〔x轴、y轴及z轴〕即可组成空间三维坐标系
3．坐标系的三要素：________、________和________。
例题精讲
一、质点
1．物体可被看作质点的条件：〔1〕平动的物体通常可视为质点。平动就是物体上任意一点的运动与整体的运动有相同特点的运动 ,如水平传送带上的物体随传送带的运动。〔2〕有转动 ,但相对平动而言可以忽略时 ,也可以把物体视为质点。如汽车在运行时 ,虽然车轮转动 ,假设我们关心的是车辆整体的运动快慢 ,故汽车可看成质点。〔3〕物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时 ,不管物体大小如何 ,都可将其视为质点。
2．对质点的三点说明：〔1〕质点是一种理想化的模型。质点是对实际物体的科学抽象 ,是研究物体运动时 ,抓住主要因素 ,忽略次要因素 ,对实际物体进行的简化 ,真正的质点是不存在的。〔2〕一个物体能否看作质点 ,并非依据物体自身大小来判断 ,而是由所研究问题的性质决定的。〔3〕质点不同于几何“点〞。质点是一种物理模型 ,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点 ,而几何中的“点〞仅仅表示空间中的某一位置。
【例题1】〔2019湖南醴陵二中、四中高一期中〕以下情况中的物体 ,可以看成质点的是
A．研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B．研究乒乓球的旋转 ,可以把乒乓球看成质点
C．研究航天员翟志那么在太空出舱挥动国旗的动作
D．用GPS确定快艇在大海中的位置
参考答案：D
二、参考系
对参考系的理解：〔1〕运动是绝对的 ,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的 ,都是相对于参考系而言的。〔2〕参考系的选取可以是任意的。〔3〕判断一个物体是运动还是静止 ,如果选择不同的物体作为参考系 ,可能得出不同的结论。〔4〕参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体 ,在讨论问题时 ,被选为参考系的物体 ,我们常假定它是静止的。〔5〕要比拟两个物体的运动情况 ,必须选择同一个参考系。
【例题2】〔2019广东汕头金山中学高一月考〕“神舟十一号〞飞船于2019年10月19日凌晨与“天宫二号〞实现对接 ,景海鹏观察到“天宫二号〞处于静止状态 ,那么他所选的参考系可能是
A．远洋观测船 B．地面指挥中心
C．“神舟十一号〞飞船 D．在“天宫二号〞内行走的陈冬
参考答案：C
三、坐标系
1．如果物体在一维空间运动 ,即沿一条直线运动 ,只需建立一维坐标系 ,就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动 ,即在同一平面运动 ,就需要建立二维直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时 ,那么需要建立三维直角坐标系来描述。
2．如果物体沿直线运动 ,为了定量描述物体的位置及变化 ,可以以这条直线为x轴 ,在直线上规定正方向、坐标原点和坐标值 ,建立直线坐标系 ,如下图 ,假设物体运动到A点 ,此时它的位置坐标xA=3 m ,假设它运动到B点 ,那么此时它的位置坐标xB=–2 m。
【例题3】一个小球从距地面4 m高处落下 ,被地面弹回 ,在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在释放点正下方2 m处 ,竖直向下为坐标轴正方向。那么小球的释放点、落地点、接住点的位置坐标分别是
A．2 m ,–2 m ,–1 m B．–2 m ,2 m ,1 m
C．4 m ,0 ,1 m D．–4 m ,0 ,–1 m
参考答案：B
题型强化
1．以下关于质点和参考系的说法正确的选项是
A．质点是客观存在的一种极小物体 ,以质点为参考系运动描述更精确
B．很长的火车也可以看作质点 ,但火车只能在停止不动时才可选作参考系
C．为正在参加吊环比赛的运发动打分时 ,裁判们可以把运发动看作质点
D．如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响 ,即可把物体看作质点
2．以下关于运动根本概念的说法正确的选项是
A．运动着的物体 ,不能被选来当作参照物
B．行驶的船上乘客以船为参照物 ,感觉两岸在“后退〞
C．原子核一定可以看成质点
D．比赛时 ,运发动分析乒乓球的运动 ,可以将乒乓球视为质点
3．关于机械运动和参考系 ,以下说法正确的有
A．研究和描述一个物体的运动时 ,必须选定参考系
B．由于运动是绝对的 ,描述运动时 ,无须选定参考系
C．一定要选固定不动的物体为参考系
D．研究地面上物体的运动时 ,必须选地球为参考系
4．一只猴子抓在细棒上 ,细棒由绳子悬挂于天花板上 ,现使悬挂细棒的绳子断开 ,猴子和细棒一起向下运动 ,甲说此棒是静止的 ,乙说猴子是向下运动的 ,甲、乙两人所选的参考系分别是
A．甲选的参考系是地球 ,乙选的参考系也是地球
B．甲选的参考系是地球 ,乙选的参考系是猴子
C．甲选的参考系是猴子 ,乙选的参考系是地球
D．甲选的参考系是地球 ,乙选的参考系是自身
5．〔2019湖南醴陵二中、四中高一期中〕“抬头望明月 ,明月云中行〞 ,关于月亮的运动所选取的参考系是
A．月亮 B．云 C．地面 D．观察者自己
6．大庆市高中教育资源整合 ,三所高中撤并 ,石油高中将搬迁至新址。如果新址操场上国旗平台离地面的高度是0.5 m ,将坐标系的原点定在平台上 ,取旗杆所在直线向上为坐标轴的正方向 ,旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为10.9 m和9.4 m ,那么A、B两点的坐标分别是
A．10.9 m ,9.4 m B．11.4 m ,9.9 m
C．10.4 m ,8.9 m D．10.9 m ,–9.4 m
7．甲、乙、丙三人各乘一个热气球 ,甲看到楼房匀速上升 ,乙看到甲匀速上升 ,丙看到乙匀速下降 ,那么 ,从地面上看 ,甲、乙、丙的运动情况可能是
A．甲、乙匀速下降 ,v甲>v乙 ,丙停在空中
B．甲、乙匀速上升 ,v甲>v乙 ,丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降 ,v甲
v丙
D．甲、乙匀速下降 ,v甲
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