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1、- 3 - 课时1 质点 参照系和坐标系（一）新课导入从生活实例引入: 如: 汽车在马路上飞驰 汽车对马路位置改变 江水咆哮地奔向远方, 江水对河岸位置改变总结:一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动怎样描述机械运动，即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？（二）新课内容1.物体和质点研究物体的运动，第一步是要确定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。例如：()投掷手榴弹时怎么样测量投掷距离？()把教室的课桌向后推出0.5m怎么样测量距离？(3)你从校门口向校园内走100m，你
2、现在在哪儿？我们在处理这些问题时，常常不考虑物体各部分的差异，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运动。()质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点，质点具有物体的全部质量。()质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。引入理想化模型，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法科学抽象。物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，撇开不考虑的只能是与当前考察无关的因素，和对当前考察影响很小的次要因素
3、。（3）关于质点简化的条件性一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。 一般可以看作质点做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。要注意的是：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将
4、火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。 例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。再如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。2.参考系参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须选取参考系。（1）要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来 就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动。(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。(3) 比较两个物体
5、的运动时必须选择同一参照系，比较才有意义。(4)在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。3.坐标系位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，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。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。（1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有： 一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维
6、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。如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB-2m（“-”表示沿X轴负方向）。XmABO03-20A（x,y）X/mY/m图112 二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置，如图112。 三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。(2) GPS定位仪确定地球物体的具体方位，提供准确时间。要注意以下几点：（a）坐标系相对参考系是静止的。（b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。（c）用坐标表示质点的位置。 （d）用坐
7、标的变化描述质点的位置改变。（三）典型例题【例1】请你手托一石子匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况再请站在路边的人观察石子的运动情况。二者观察到的运动轨迹一样吗? 【例2】在下列物体的运动中，可视作质点的物体有： ( )A.从北京开往广州的一列火车 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.表演精彩芭蕾舞演员E.参加百米跑竞赛的运动员 F.在推力的作用下，沿水平面运动的箱子【例3】下列说法正确的是（） A凡是轻小的物体都可看作质点 B物体的运动规律是确定的，与参考系的选取无关 C物体的位置确定，则位置坐标是确定的 D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素
8、，就可以把物体看作质点 【例4】为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图113所示以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正图中A点的坐标如何表示?其含义是什么?【例5】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,甲看到丙匀速上升，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乙V甲，丙停在空中B甲、乙匀速下降，V乙V甲，丙匀速上升C甲、乙匀速下降，V乙V甲，丙匀速下降，且V丙V甲D以上说法均不正确 （四）课堂训练1.在研究下列物体或人的运动时，可以把他们看作质点是（ ）A跳水冠军郭
9、晶晶在跳水比赛中B奥运会冠军邢彗娜在万米长跑中C研究一列火车通过某一路标所用的时间D我国科学考察船在南极途中2.在无风的天气里，当你骑车快速前进时会感到风迎面吹来，这时你所确定的风向（ ）A.选择空气作为参考系B.选择你自己作为参考系C.选择路边的树木作为参考系D.没有选择任何物体作为参考系3.甲、乙、丙、丁四人驾驶四辆车同时在一条方向的公路上行驶每个人都以自己的车为参考系，甲觉得丁车向西运动，乙觉得丁车向东运动，丙觉得丁车静止不动，下列说法中正确的有 ( ) A四辆车一定都在向东运动 B如果四辆车都在向东运动则甲车开得最快C四辆车可能都在向西运动 D可能有车向东运动，有车向西运动4.如图11
10、3所示，某人在t=0时刻在位置A开始沿x的正方向运动，经3秒运动到B位置并立即返回，又经2秒回到A位置，再经2秒到达C位置。此人在上述各段时间内的路程各是多少？整个时间内的路程是多少？-2-1012345x/mCAB5.在无云的夜晚，我们看到月亮停在天空不动；而在有浮云的夜晚，却感到月亮在很快移动有一首歌中有这样一句歌词：“月亮在白莲花般的云朵中穿行，晚风送来一阵阵快乐的歌声根据所学知识解释上述现象。五、跟踪练习1.研究下列运动时，可以把运动物体看作是质点的是 ( )A.钟表指针的转动B.地球绕太阳的转动C.活塞在汽缸中的往返运动D.雷达天线的转动2.关于质点的说法中正确的是 ( )A质量和体
11、积很小的物体可看成质点B一运动物体不论质量、体积和形状如何，只作平动不作转动时，可看成质点C一运动物体既作平动又作转动，当只研究物体平动时可看成质点，但研究转动时就不能看成质点D作直线运动的物体能看成质点，而作曲线运动的物体不能看成质点3.下列关于参考系的描述中，正确的是 （ ）A.参考系必须是和地面连在一起的物体B.被研究的物体必须沿与参考系的连线运动C.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体或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4.歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是（ ）A竹排、江岸 B. 江岸、竹排C. 竹排、青山 D.
12、江岸、青山5.在研究下列问题时可以把汽车看作质点的是 ( ) A研究汽车通过某一路标所用的时间 B研究人在汽车上所处的位置 C研究汽车在斜坡上有无翻车的危险 D计算汽车从上海开往南京的时间6.甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系又是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体的运动情况是 ( ) A一定是静止的 B一定是运动的C运动或静止都有可能 D条件不足，无法判断7.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系，那么，上述观察说明 （ ）A. 甲车不动，乙车向东运动
13、B.乙车不动，甲车向东运动C. 甲车向西运动，乙车向东运动 D. 甲、乙两车以相同的速度都向东运动 8.关于参考系的选取，下列说法正确的是 （ ）A参考系必须选取静止不动的物体 B. 参考系必须是和地面联系在一起的C. 在空中运动的物体不能作为参考系 D. 任何物体都可以作为参考系9.“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这一句诗表明 ( )A. 坐在地上的人是绝对静止的 B. 坐在地上的人相对地球以外的其他星体是运动的C. 人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的D. 以上说法都错误10. 在平直的公路上，甲乘汽车以10ms的速度运动，乙骑自行车以5 ms的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则 ( )A. 甲观察到乙以5ms的速度靠近 B. 乙观察到甲以5 ms的速度远离C. 甲观察到乙以15 ms的速度远离 D. 乙观察到甲以15 ms的速度远离11.某一深井它的深度为100 m，井口正上方的井架高为15 m，以井口为坐标原点，竖直向上为坐标轴正方向，则井底和井架的坐标分别为多少？ 12.小华、小明和小红三人到上海“金茂大厦”游玩，三人分别乘坐一个观光电梯。当他们从自己乘的观光电梯向外看时
