《质点_参考系和坐标系》优教导学案.docVIP

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1.1质点参考系和坐标系

【学习目标】

1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化的物理模型.

2.能说出把物体看做质点的条件.

3.知道参考系，知道对物体运动的描述具有相对性.4.知道坐标系和坐标系的种类．

【知识储备】

一、物体和质点

1．质点：在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化成一个有质量的物质点，这样的点称为质点．

2．把物体看做质点的条件

如果忽略物体的大小和形状等因素，不影响问题的研究时，就可以把物体看做是质点．

二、参考系

1．参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化．这种用来做参考的物体称为参考系．

2．参考系对观察结果的影响：同一个物体的运动，选择不同的参考系，得出的运动结果会有所不同．

三、坐标系

1．建立目的：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．

2．直线坐标系：当物体做直线运动时，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.

【探究学习】

一、质点

[问题设计]

北京时间8月12日，2013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特在大雨和逆风的不利天气条件下，以9秒77逆转摘金．博尔特身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗？在研究博尔特百米决赛所用时间时，能否忽略他的大小和形状，把他看成一个“点”呢？

答案不相同；能．

[要点提炼]

1．质点的特点

(1)质点是用来代替物体的有质量的物质点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素．它与几何中的“点”有本质区别．

(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”)．

2．物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时．

[延伸思考]

是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？请举例说明．

答案不是．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点．

二、参考系

[问题设计]

天宫一号空间站绕地球飞行时，以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？以空间站为参考系呢？

答案以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以空间站为参考系，宇航员处于静止状态．

[要点提炼]

1．参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系．

2．参考系对观察结果的影响

(1)对一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也不同．

(2)相对静止：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这两个物体是相对静止的．平时人们所说的静止的物体，都是指相对静止，绝对静止是没有的．

三、坐标系

[问题设计]

描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？

(1)描述百米运动员在运动中的位置．

(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置．

(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置．

答案(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；

(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；

(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系．

[要点提炼]

1．要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，这个坐标系上包括原点、正方向和单位长度．

2．研究质点的直线运动时，一般建立一维直线坐标系，坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个位置．

3．直线坐标系中坐标值的含义

(1)坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上．

(2)坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离．

【典例精析】

一、对质点的理解

例1分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是()

A．研究“嫦娥三号”“奔月”的过程

B．研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作

C．研究从斜面上滑下的木块的滑行时间

D．研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况

解析研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看成质点．对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析，不能把她看做质点．从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点．弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点．

答案AC

二、参考系与相对运动

例2下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()

A．诗句“飞流直下三千尺”，是以飞流作为参考系的

B．“钱塘江