高中物理 第一章 運(yùn)動的描述 第1節(jié) 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系課件 新人教必修1

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1、第第一一章章第第1 1節(jié)節(jié)新知預(yù)習(xí)新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計巧設(shè)計名師課堂名師課堂一點通一點通創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)讀教材讀教材填要點填要點要點一要點一要點二要點二隨堂檢測隨堂檢測 歸納小結(jié)歸納小結(jié)課下作業(yè)課下作業(yè) 綜合提升綜合提升試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ)要點三要點三關(guān)鍵語句歸納關(guān)鍵語句歸納1 1理解質(zhì)點的概念和理想模型的建立的理解質(zhì)點的概念和理想模型的建立的意義。意義。2 2知道參考系的概念及其與運(yùn)動的關(guān)系。知道參考系的概念及其與運(yùn)動的關(guān)系。3 3會用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位置會用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位置及位置的變化。及位置的變化。讀教材讀教材填要點填要點 1 1質(zhì)點質(zhì)點 (1)(1)定義：

2、在某些情況下，可以忽略物體的定義：在某些情況下，可以忽略物體的 和和 ，而突出，而突出“物體具有物體具有 ”這個要素，把它簡這個要素，把它簡化為一個有化為一個有 的物質(zhì)點，這樣的點稱為質(zhì)點。的物質(zhì)點，這樣的點稱為質(zhì)點。大小大小形狀形狀質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量 (2)(2)物體可以看做質(zhì)點的條件：物體可以看做質(zhì)點的條件：如果在研究的問題中，物體的如果在研究的問題中，物體的 、對所對所研究的問題的影響可以忽略不計時，就可以把物體當(dāng)作研究的問題的影響可以忽略不計時，就可以把物體當(dāng)作質(zhì)點。質(zhì)點。有些情況下，雖然物體的大小和形狀不能忽略，有些情況下，雖然物體的大小和形狀不能忽略，但是可以用其上任意一點的運(yùn)動來代

3、替整個物體的運(yùn)動，但是可以用其上任意一點的運(yùn)動來代替整個物體的運(yùn)動，此時整個物體的運(yùn)動就可以簡化為一個點的運(yùn)動，即把此時整個物體的運(yùn)動就可以簡化為一個點的運(yùn)動，即把這個物體視為一個質(zhì)點。這個物體視為一個質(zhì)點。大小大小形狀形狀 關(guān)鍵一點關(guān)鍵一點 質(zhì)點是對物體的一種科學(xué)抽象，是質(zhì)點是對物體的一種科學(xué)抽象，是一個理想化模型，實際中并不存在。一個理想化模型，實際中并不存在。2 2參考系參考系(1)(1)定義：在描述物體的運(yùn)動時，用來做定義：在描述物體的運(yùn)動時，用來做 的物體。的物體。(2)(2)參考系的選取：參考系的選?。簠⒖枷悼梢匀我膺x擇，但選擇不同的參考系來描述同參考系可以任意選擇，但選擇不同的參

4、考系來描述同一物體的運(yùn)動時，結(jié)果往往一物體的運(yùn)動時，結(jié)果往往 。參考系選取的基本原則是使問題的研究變得參考系選取的基本原則是使問題的研究變得 、。參考參考不同不同簡潔簡潔方便方便 關(guān)鍵一點關(guān)鍵一點 在描述物體的運(yùn)動時，若無在描述物體的運(yùn)動時，若無特殊說明，一般選地面作為參考系。特殊說明，一般選地面作為參考系。3 3坐標(biāo)系坐標(biāo)系(1)(1)建立目的：為了定量地描述物體的建立目的：為了定量地描述物體的 及及 ，在，在 上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。(2)(2)建立方法：當(dāng)物體做直線運(yùn)動時，往往以這條直建立方法：當(dāng)物體做直線運(yùn)動時，往往以這條直線為線為x x軸，在直線上規(guī)定軸，在直線上規(guī)定

5、 、和和 ，建，建立直線坐標(biāo)系。立直線坐標(biāo)系。位置位置位置位置變化變化參考系參考系原點原點正方向正方向單位長度單位長度試身手試身手夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ)1 1下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是 ()A A質(zhì)點是一個理想化的模型，實際并不存在質(zhì)點是一個理想化的模型，實際并不存在B B因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中心的點沒有區(qū)別因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中心的點沒有區(qū)別C C凡是輕小的物體，都可看做質(zhì)點凡是輕小的物體，都可看做質(zhì)點D D如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關(guān)如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看做質(zhì)點或次要因素，就可以把物體看

6、做質(zhì)點解析：解析：質(zhì)點是一個理想化的物理模型，實際上并不質(zhì)點是一個理想化的物理模型，實際上并不存在，物體能否看成質(zhì)點要滿足存在，物體能否看成質(zhì)點要滿足D D項的條件，項的條件，A A、D D正確。質(zhì)點是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而抽象出來正確。質(zhì)點是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而抽象出來的點，與幾何中心、物體大小沒有直接關(guān)系，的點，與幾何中心、物體大小沒有直接關(guān)系，B B、C C項錯。項錯。答案：答案：ADAD2 2指出以下所描述的各運(yùn)動的參考系是什么。指出以下所描述的各運(yùn)動的參考系是什么。(1)(1)太陽從東方升起到西方落下，參考系為太陽從東方升起到西方落下，參考系為_。(2)(2)月亮在云中穿行，參

7、考系為月亮在云中穿行，參考系為_。(3)(3)車外的樹木向后倒退，參考系為車外的樹木向后倒退，參考系為_。(4)(4)騎摩托車的人從觀后鏡看到身后的一輛汽車迎面而騎摩托車的人從觀后鏡看到身后的一輛汽車迎面而來，參考系為來，參考系為_。答案：答案：(1)(1)地面地面(2)(2)云云(3)(3)車車(4)(4)騎車人自己騎車人自己3 3田徑場上，要描述百米賽跑運(yùn)動員在運(yùn)動中的田徑場上，要描述百米賽跑運(yùn)動員在運(yùn)動中的位置，需建立位置，需建立_坐標(biāo)系；要描述坐標(biāo)系；要描述800800米賽米賽跑運(yùn)動員在運(yùn)動中的位置，需建立跑運(yùn)動員在運(yùn)動中的位置，需建立_坐坐標(biāo)系；在足球場，要描述足球的位置需建立標(biāo)系；

8、在足球場，要描述足球的位置需建立_坐標(biāo)系。坐標(biāo)系。答案：答案：直線直線(一維一維)平面直角平面直角(二維二維)三維三維1 1理想化模型理想化模型(1)“(1)“理想化模型理想化模型”是為了使研究的問題得以是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象，實簡化或研究問題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象，實際并不存在。際并不存在。(2)“(2)“理想化模型理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點，是以研究目的為出發(fā)點，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的“物物理模型理模型”。(3)“(3)“理想化模型理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對是在一定程度和范圍

9、內(nèi)對客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法。中經(jīng)常采用的一種研究方法。2.2.對質(zhì)點的進(jìn)一步理解對質(zhì)點的進(jìn)一步理解(1)(1)質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點，其突出質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點，其突出的特點是的特點是“具有質(zhì)量具有質(zhì)量”和和“占有位置占有位置”，但是質(zhì)點沒，但是質(zhì)點沒有大小、體積、形狀，但它與幾何中的有大小、體積、形狀，但它與幾何中的“點點”有本質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別。區(qū)別。(2)(2)物體能被看成質(zhì)點的條件：能否把一個物體物體能被看成質(zhì)點的條件：能否把一個物體看成質(zhì)點，關(guān)鍵是看物體的大小、形狀在所研究的問看成質(zhì)點，

10、關(guān)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。在以下兩種情況中，可以把物題中是否為次要因素。在以下兩種情況中，可以把物體看成質(zhì)點：體看成質(zhì)點：運(yùn)動物體的大小跟所研究的問題有關(guān)的距運(yùn)動物體的大小跟所研究的問題有關(guān)的距離相比可忽略不計時，可將該物體看成質(zhì)點。如：離相比可忽略不計時，可將該物體看成質(zhì)點。如：火車長度遠(yuǎn)小于武漢到北京的距離，故研究火車火車長度遠(yuǎn)小于武漢到北京的距離，故研究火車從武漢到北京的時間時，將火車看成質(zhì)點。從武漢到北京的時間時，將火車看成質(zhì)點。物體上各點運(yùn)動情況都相同，物體上任一物體上各點運(yùn)動情況都相同，物體上任一點的運(yùn)動都能代表整個物體的運(yùn)動，物體可以看點的運(yùn)動都能代

11、表整個物體的運(yùn)動，物體可以看成質(zhì)點。成質(zhì)點。名師點睛名師點睛(1)(1)物體能否看成質(zhì)點，與物體本身的大小沒物體能否看成質(zhì)點，與物體本身的大小沒有必然的關(guān)系。很大的物體可能被看成質(zhì)點，而很有必然的關(guān)系。很大的物體可能被看成質(zhì)點，而很小的物體卻不一定能夠被看成質(zhì)點。小的物體卻不一定能夠被看成質(zhì)點。(2)(2)同一個物體在不同的問題中，有時可以看同一個物體在不同的問題中，有時可以看成質(zhì)點，有時不能。成質(zhì)點，有時不能。1關(guān)于質(zhì)點，下列說法正確的是關(guān)于質(zhì)點，下列說法正確的是()A地球自轉(zhuǎn)時不能把地球看成質(zhì)點，而原子核可以看地球自轉(zhuǎn)時不能把地球看成質(zhì)點，而原子核可以看成質(zhì)點成質(zhì)點B研究火車通過路旁一根電

12、線桿時，火車可看成質(zhì)點研究火車通過路旁一根電線桿時，火車可看成質(zhì)點C研究女單冠軍劉詩雯打出的乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況時，研究女單冠軍劉詩雯打出的乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況時，不能把乒乓球看成質(zhì)點不能把乒乓球看成質(zhì)點D研究奧運(yùn)會研究奧運(yùn)會3 m 跳板冠軍伏明霞的跳水動作時，不跳板冠軍伏明霞的跳水動作時，不能把她看成質(zhì)點能把她看成質(zhì)點 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) 解答本題時需要把握以下兩點：解答本題時需要把握以下兩點：(1)(1)質(zhì)點是一種理想化的模型，是對實際物體的質(zhì)點是一種理想化的模型，是對實際物體的近似。近似。(2)(2)判斷一個物體能否被看成質(zhì)點，不取決于物判斷一個物體能否被看成質(zhì)點，不取決于物體自身的大小，而取決于

13、物體自身大小對所研究的體自身的大小，而取決于物體自身大小對所研究的問題的影響是否可以忽略。問題的影響是否可以忽略。解析解析 當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時，由于地球直徑當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時，由于地球直徑遠(yuǎn)小于地球與太陽之間的距離，故可以把地球看成遠(yuǎn)小于地球與太陽之間的距離，故可以把地球看成質(zhì)點；當(dāng)研究地球自轉(zhuǎn)時，就不能把地球看成質(zhì)點。質(zhì)點；當(dāng)研究地球自轉(zhuǎn)時，就不能把地球看成質(zhì)點。研究電子繞原子核運(yùn)動情況時，由于原子核的半徑研究電子繞原子核運(yùn)動情況時，由于原子核的半徑僅相當(dāng)于原子半徑的萬分之一，所以可將原子核看僅相當(dāng)于原子半徑的萬分之一，所以可將原子核看成質(zhì)點；但若研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問題，就不能成質(zhì)點；但若

14、研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問題，就不能把原子核看成質(zhì)點。研究火車通過路旁的電線把原子核看成質(zhì)點。研究火車通過路旁的電線桿的桿的時間時，火車的長度不能忽略，火車不能看成時間時，火車的長度不能忽略，火車不能看成質(zhì)點。研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況時，乒乓球的大小不質(zhì)點。研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況時，乒乓球的大小不能忽略，乒乓球不能看成質(zhì)點。跳水時，運(yùn)動員在能忽略，乒乓球不能看成質(zhì)點。跳水時，運(yùn)動員在很短的時間內(nèi)完成轉(zhuǎn)體和翻滾等高難度動作，運(yùn)動很短的時間內(nèi)完成轉(zhuǎn)體和翻滾等高難度動作，運(yùn)動員也不能看成質(zhì)點。員也不能看成質(zhì)點。答案答案 CDCD一個物體能否看成質(zhì)點，一定要對具體情況一個物體能否看成質(zhì)點，一定要對具體情況進(jìn)行具

15、體分析，要就其形狀、大小在所研究的問進(jìn)行具體分析，要就其形狀、大小在所研究的問題中起的作用而定。題中起的作用而定。1 1選取參考系的意義選取參考系的意義(1)(1)有了參考系，才能確定物體的位置。有了參考系，才能確定物體的位置。(2)(2)選定了參考系后，才能知道和研究物體的運(yùn)動。選定了參考系后，才能知道和研究物體的運(yùn)動。試設(shè)想，在茫茫的大海里，水天一色，如果沒有太陽或試設(shè)想，在茫茫的大海里，水天一色，如果沒有太陽或星辰作參考，水手根本無法確定自己船艦的位置和航向。星辰作參考，水手根本無法確定自己船艦的位置和航向。2 2參考系的四性參考系的四性(1)(1)標(biāo)準(zhǔn)性：選作參考系的物體不論原來運(yùn)動情

16、況如何標(biāo)準(zhǔn)性：選作參考系的物體不論原來運(yùn)動情況如何都假定不動，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。都假定不動，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。(2)(2)任意性：參考系的選取原則上是任意的。任意性：參考系的選取原則上是任意的。(3)(3)統(tǒng)一性：比較不同物體的運(yùn)動應(yīng)選擇同一參考系。統(tǒng)一性：比較不同物體的運(yùn)動應(yīng)選擇同一參考系。(4)(4)差異性：對于同一物體選擇不同的參考系結(jié)果一般差異性：對于同一物體選擇不同的參考系結(jié)果一般不同。不同。3 3參考系的選取原則參考系的選取原則(1)(1)參考系的選取一般以觀察方便和使運(yùn)動的參考系的選取一般以觀察方便和使運(yùn)動的描述盡可能簡單為原則。描述盡可能簡單為原則。(2

17、)(2)通常在研究地面上物體的運(yùn)動時，如果不通常在研究地面上物體的運(yùn)動時，如果不加說明，則默認(rèn)以地面為參考系。加說明，則默認(rèn)以地面為參考系。(3)(3)在同一個問題當(dāng)中，若要研究多個物體的在同一個問題當(dāng)中，若要研究多個物體的運(yùn)動或同一個物體在不同階段的運(yùn)動時，必須選取運(yùn)動或同一個物體在不同階段的運(yùn)動時，必須選取同一個參考系。同一個參考系。4 4判斷物體運(yùn)動或靜止的方法判斷物體運(yùn)動或靜止的方法(1)(1)確定研究對象；確定研究對象；(2)(2)根據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動的；根據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動的；(3)(3)分析被研究的物體相對于參考系有沒有發(fā)生位置分析被研究的物體

18、相對于參考系有沒有發(fā)生位置的變化。的變化。2 2甲、乙、丙三人各乘一架直升飛機(jī)，甲看到樓甲、乙、丙三人各乘一架直升飛機(jī)，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，丙看到乙勻速下降，房勻速上升，乙看到甲勻速上升，丙看到乙勻速下降，甲看到丙勻速上升，則甲、乙、丙三人相對于地面的甲看到丙勻速上升，則甲、乙、丙三人相對于地面的運(yùn)動情況可能是運(yùn)動情況可能是 ()A A甲、乙均下降，丙停在空中甲、乙均下降，丙停在空中B B甲、乙均下降，丙上升甲、乙均下降，丙上升C C甲、乙、丙均下降甲、乙、丙均下降D D甲、乙、丙均上升甲、乙、丙均上升 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) 解答本題需要注意以下兩點：解答本題需要注意以下兩點：(

19、1)(1)選擇不同的參考系，物體運(yùn)動情況的描述不同。選擇不同的參考系，物體運(yùn)動情況的描述不同。(2)(2)要比較物體運(yùn)動的快慢，必須選擇同一參考系。要比較物體運(yùn)動的快慢，必須選擇同一參考系。解析解析 以靜止的樓房為參考系，甲是下降的；以靜止的樓房為參考系，甲是下降的；以甲為參考系，乙下降，故甲、乙相對于地面均下降，以甲為參考系，乙下降，故甲、乙相對于地面均下降，乙下降得更快；以甲和乙為參考系，丙是上升的，但乙下降得更快；以甲和乙為參考系，丙是上升的，但丙相對于地面可能靜止，可能上升，也可能下降，只丙相對于地面可能靜止，可能上升，也可能下降，只不過下降時比甲、乙都慢些。正確答案為不過下降時比甲、

20、乙都慢些。正確答案為A A、B B、C C。答案答案 ABCABC由于運(yùn)動描述的相對性，凡是提到物體的運(yùn)動由于運(yùn)動描述的相對性，凡是提到物體的運(yùn)動時，都應(yīng)該明確它是相對哪一個參考系而言的。時，都應(yīng)該明確它是相對哪一個參考系而言的。1 1坐標(biāo)系的意義坐標(biāo)系的意義(1)(1)物體做機(jī)械運(yùn)動時，其位置會隨時間發(fā)生變物體做機(jī)械運(yùn)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(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。(2)(2)物體的位置可認(rèn)為就是質(zhì)點在某時刻所在的物體的位置可認(rèn)為就是質(zhì)點在某時刻所在的空間的一點?？臻g

21、的一點。2 2坐標(biāo)系的分類坐標(biāo)系的分類(1)(1)直線坐標(biāo)系：直線坐標(biāo)系：如果物體沿直線運(yùn)動，即做一維運(yùn)動，可以以該直如果物體沿直線運(yùn)動，即做一維運(yùn)動，可以以該直線為線為x x軸，以其上的某一點為原點，規(guī)定單位長度、正軸，以其上的某一點為原點，規(guī)定單位長度、正方向方向(或變化方向或變化方向)，這樣就建立了直線坐標(biāo)系。，這樣就建立了直線坐標(biāo)系。(2)(2)平面坐標(biāo)系：平面坐標(biāo)系：研究物體在某一平面內(nèi)的運(yùn)動時需建立平面坐標(biāo)系，研究物體在某一平面內(nèi)的運(yùn)動時需建立平面坐標(biāo)系，即此時可用兩個相互垂直的坐標(biāo)確定物體的位置。即此時可用兩個相互垂直的坐標(biāo)確定物體的位置。(3)(3)三維坐標(biāo)系：三維坐標(biāo)系：當(dāng)物

22、體在空間內(nèi)運(yùn)動時，需要用三個坐標(biāo)來確當(dāng)物體在空間內(nèi)運(yùn)動時，需要用三個坐標(biāo)來確定它的位置，即建立三維坐標(biāo)系定它的位置，即建立三維坐標(biāo)系(空間坐標(biāo)系空間坐標(biāo)系)。名師點睛名師點睛(1)(1)建立坐標(biāo)系時，必須標(biāo)上坐標(biāo)原點、正方建立坐標(biāo)系時，必須標(biāo)上坐標(biāo)原點、正方向和單位長度。向和單位長度。(2)(2)在坐標(biāo)系上，位置坐標(biāo)的正負(fù)表示方向，在坐標(biāo)系上，位置坐標(biāo)的正負(fù)表示方向，數(shù)據(jù)表示距坐標(biāo)原點的距離。數(shù)據(jù)表示距坐標(biāo)原點的距離。3一個小球從距地面一個小球從距地面4 m高處落下，被地面彈回，高處落下，被地面彈回，在距地面在距地面1 m高處被接住。坐標(biāo)原點定在拋出點正下方高處被接住。坐標(biāo)原點定在拋出點正下方

23、2 m處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向。則小球的拋出點、處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向。則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是 ()A2 m，2 m，1 mB2 m,2 m,1 mC4 m,0,1 m D4 m,0，1 m 解析解析根據(jù)題意建立如圖所示的根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系，坐標(biāo)系，A點為拋出點，坐標(biāo)為點為拋出點，坐標(biāo)為2 m，B點為坐標(biāo)原點，點為坐標(biāo)原點，D點為地面，點為地面，坐標(biāo)為坐標(biāo)為2 m，C點為接住點，坐標(biāo)為點為接住點，坐標(biāo)為1 m，所以選項，所以選項B正確。正確。答案答案B建立坐標(biāo)系確定物體的位置，首先要確定原建立坐標(biāo)系確定物體的位置，首先要

24、確定原點的位置及正方向，然后確定研究對象所處的坐點的位置及正方向，然后確定研究對象所處的坐標(biāo)即可。標(biāo)即可。1物體能否看做質(zhì)點，不是由其大小和形狀決物體能否看做質(zhì)點，不是由其大小和形狀決定的，而是看其大小和形狀對所研究的問題的影響定的，而是看其大小和形狀對所研究的問題的影響是否可以忽略。是否可以忽略。2描述物體運(yùn)動時，必須選取參考系，被選定描述物體運(yùn)動時，必須選取參考系，被選定作為參考系的物體，都假定其不動。作為參考系的物體，都假定其不動。3比較不同物體的運(yùn)動時，必須選取同一物比較不同物體的運(yùn)動時，必須選取同一物體作為參考系。體作為參考系。4要確切地描述物體的位置及其變化必須建要確切地描述物體的位置及其變化必須建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。