11質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系匯編

1、第一章第一章 運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)的描述 1 1 質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系 請(qǐng)同學(xué)們看下面生活中的一些例子請(qǐng)同學(xué)們看下面生活中的一些例子 : 地球在轉(zhuǎn)動(dòng) 烏龜在跑 手在動(dòng)(上課可不能這樣) 請(qǐng)同學(xué)們看下面生活中的一些例子請(qǐng)同學(xué)們看下面生活中的一些例子 : 雄鷹在展翅翱翔 火箭飛向蒼穹的太空 柯南在奔跑 上述六個(gè)例子給你最強(qiáng)烈的感覺(jué)是什么上述六個(gè)例子給你最強(qiáng)烈的感覺(jué)是什么? 他們都在動(dòng)他們都在動(dòng)! 問(wèn)題思考 1.1.“嫦娥二號(hào)嫦娥二號(hào)”從地球向月球飛行，如何描述它從地球向月球飛行，如何描述它 的運(yùn)動(dòng)呢？的運(yùn)動(dòng)呢？ 2.2.“凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過(guò)太空凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過(guò)太空”

2、這是文這是文 學(xué)家的描述。那么科學(xué)家怎樣描述呢？學(xué)家的描述。那么科學(xué)家怎樣描述呢？ 這就是接下來(lái)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。這就是接下來(lái)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 一、物體與質(zhì)點(diǎn)一、物體與質(zhì)點(diǎn) 問(wèn)題思考 1.1.要描述鴿子身上各點(diǎn)飛行的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律是要描述鴿子身上各點(diǎn)飛行的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律是 件不容易的事，困難在哪里？件不容易的事，困難在哪里？ 2.2.如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要 知道鴿子身上各部分的運(yùn)動(dòng)嗎？知道鴿子身上各部分的運(yùn)動(dòng)嗎？ 結(jié)論：如果僅僅研究如果僅僅研究“白鴿白鴿”的運(yùn)動(dòng)情況，我們可以的運(yùn)動(dòng)情況，我們可以 忽略忽略“白鴿白鴿”的形狀

3、和大小而把物體看成只有質(zhì)量而的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而 沒(méi)有形狀和大小的沒(méi)有形狀和大小的“點(diǎn)點(diǎn)”。所以，為了研究問(wèn)題的方。所以，為了研究問(wèn)題的方 便，常常把物體看成一個(gè)點(diǎn)。 問(wèn)題思考 1.1.研究綠茵研究綠茵 場(chǎng)上飛起的場(chǎng)上飛起的 足球的運(yùn)動(dòng)足球的運(yùn)動(dòng) 時(shí)，能把足時(shí)，能把足 球看成質(zhì)點(diǎn)球看成質(zhì)點(diǎn) 嗎？嗎？ 2.2.研究火車通過(guò)大橋的時(shí)間時(shí)，能把火車看成質(zhì)點(diǎn)嗎？研究火車通過(guò)大橋的時(shí)間時(shí)，能把火車看成質(zhì)點(diǎn)嗎？ 問(wèn)題思考 3.3.研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度、飛行的速研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度、飛行的速 度、運(yùn)動(dòng)軌道等問(wèn)題時(shí)，能否把飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)？度、運(yùn)動(dòng)軌道等問(wèn)題時(shí)，能否把

4、飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)？ 小組討論 1.1.物理中的物理中的“質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有哪些異同？和幾何中的點(diǎn)有哪些異同？ 相同點(diǎn)：都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)。 不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象表示，它具有一定的物 理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個(gè)相對(duì)的 物理概念；幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng) 該絕對(duì)的小。 小組討論 2.2.是不是很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)，很大的物體不能是不是很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)，很大的物體不能 看做質(zhì)點(diǎn)？看做質(zhì)點(diǎn)？ 結(jié)論：物體能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體本身的大小和形狀無(wú) 關(guān)。 物體物體 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 長(zhǎng)10.4m，最大 直徑3.35m，活 動(dòng)空間15m3，重 8.5噸 研究問(wèn)題研究問(wèn)題

5、 與神八的對(duì)接過(guò)程 繞地球一周的時(shí)間 經(jīng)過(guò)一電線桿的時(shí)間 從上海到北京的時(shí)間 電子的自旋 能否看成質(zhì)點(diǎn)能否看成質(zhì)點(diǎn) 否否 能能 否否 天空一號(hào) 動(dòng)車組 CRH2-300 總長(zhǎng)度201.4m， 寬3.38m，高 3.7m，重56噸 能能 否否 能能 電子 體積非常小，質(zhì) 量9.110-31kg 繞原子核旋轉(zhuǎn)的周期 二、參考系二、參考系 甲甲 乙乙 甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車，他們坐在火車站的甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車，他們坐在火車站的 未開(kāi)動(dòng)火車上。突然甲同學(xué)看著車窗外另一列火車叫起未開(kāi)動(dòng)火車上。突然甲同學(xué)看著車窗外另一列火車叫起 來(lái)：來(lái)：“我們的車開(kāi)動(dòng)了！我們的車開(kāi)動(dòng)了！”乙同學(xué)盯著車窗外的柱

6、子說(shuō)：乙同學(xué)盯著車窗外的柱子說(shuō)： “你看錯(cuò)了，我們的車還沒(méi)開(kāi)動(dòng)。你看錯(cuò)了，我們的車還沒(méi)開(kāi)動(dòng)。”你認(rèn)為甲乙同學(xué)的你認(rèn)為甲乙同學(xué)的 說(shuō)法誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？說(shuō)法誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？ 詩(shī)境詩(shī)境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 飛花兩岸照船紅， 百里榆堤半日風(fēng)。 臥看滿天云不動(dòng)， 不知云與我俱東。 ?參考系的選取：參考系的選?。?（1 1）可以任意選?。唬┛梢匀我膺x取； （2 2）應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則；）應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則； （3 3）常選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系；）常選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系； （4 4）參考系的選取不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同；）參考系的選

7、取不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同； （5 5）比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才）比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才 有意義；有意義； （6 6）運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的；）運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的； （7 7）運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。）運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。 注意：以后凡是說(shuō)到運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該首先選擇參考系，常 默認(rèn)為地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。 問(wèn)題思考 從水平勻速飛行的飛機(jī)上投出的炸彈，以飛機(jī)為參考從水平勻速飛行的飛機(jī)上投出的炸彈，以飛機(jī)為參考 系和以地面為參考系各做什么運(yùn)動(dòng)？系和以地面為參考系各做什么運(yùn)動(dòng)？ 飛飛 機(jī)機(jī) 投投 彈彈 小組討論 河岸

8、、竹排 1 1、電影閃閃的紅星中有兩句歌詞：、電影閃閃的紅星中有兩句歌詞：“小小小小 竹排江中游，巍巍青山兩岸走。竹排江中游，巍巍青山兩岸走。”這其中分別描述了這其中分別描述了 兩種運(yùn)動(dòng)情景，那么它們分別是以什么為參考系的？?jī)煞N運(yùn)動(dòng)情景，那么它們分別是以什么為參考系的？ 2 2、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩(shī)句、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩(shī)句“坐地坐地 日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”時(shí)，但我們感覺(jué)是時(shí)，但我們感覺(jué)是 靜止不動(dòng)的。這與詩(shī)句里的描述是否矛盾？說(shuō)明理靜止不動(dòng)的。這與詩(shī)句里的描述是否矛盾？說(shuō)明理 由。由。 不矛盾 三、坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系 問(wèn)題思考 如果一個(gè)可以看

9、做質(zhì)點(diǎn)的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，怎樣定量描述如果一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，怎樣定量描述 物體的位置變化呢？物體的位置變化呢？ 要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知 識(shí)，建立直線坐標(biāo)系。識(shí)，建立直線坐標(biāo)系。 坐標(biāo)系的三要素：坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向、單位長(zhǎng)度。 問(wèn)題思考 （1 1）如果物體（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員）在平面上運(yùn)動(dòng)，我）如果物體（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員）在平面上運(yùn)動(dòng)，我 們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？ （2 2）如果物體在空間里運(yùn)動(dòng)呢？）如果物體在空間里運(yùn)動(dòng)呢？ 1 1、描述、描述直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立

10、一維直線坐標(biāo)的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標(biāo) 系系 一維坐標(biāo)表示：x x/m x/m -1 -1 0 0 1 1 2 2 3 3 2 2、描述、描述平面上運(yùn)動(dòng)平面上運(yùn)動(dòng)的物體的的物體的 位置變化，可以建立二維平面位置變化，可以建立二維平面 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 二維坐標(biāo)表示（x,y） 三維立體空間坐標(biāo)系三維立體空間坐標(biāo)系 三維坐標(biāo)表示（x,y,z） -2 -2 -1 -1 -1 -1 -2 -2 y/m y/m 2 2 1 1 0 0 1 1 2 2 x/m x/m 3 3、描述、描述立體空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)立體空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立的物體的位置變化，可以建立 例題 C C 下列關(guān)于

11、質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是( ) ( ) A. A. 體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B. B. 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) C. C. 不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對(duì)所研究的不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對(duì)所研究的 問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn)問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn) D. D. 只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物 體不可看作質(zhì)點(diǎn)體不可看作質(zhì)點(diǎn) 1 1、在下列各運(yùn)動(dòng)中，可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的有（、在下列各運(yùn)動(dòng)中，可以當(dāng)做

12、質(zhì)點(diǎn)的有（ BDBD ） ） A A、研究做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員、研究做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員 B B、研究遠(yuǎn)洋航行中巨輪的航行、研究遠(yuǎn)洋航行中巨輪的航行 C C、研究轉(zhuǎn)動(dòng)著的螺旋槳、研究轉(zhuǎn)動(dòng)著的螺旋槳 D D、研究繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星、研究繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星 2 2、下列物體或人可以看做質(zhì)點(diǎn)的是、下列物體或人可以看做質(zhì)點(diǎn)的是( ) ( ) BDBD A A、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動(dòng)作、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動(dòng)作 B B、研究奧運(yùn)冠軍王軍霞在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中的過(guò)程、研究奧運(yùn)冠軍王軍霞在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中的過(guò)程 C C、研究一列火車通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間、研究一列火車通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間 D D

13、、研究我國(guó)科學(xué)考察團(tuán)去南極的過(guò)程、研究我國(guó)科學(xué)考察團(tuán)去南極的過(guò)程 BD BD 3 3、下列情況不能看成質(zhì)點(diǎn)的是（、下列情況不能看成質(zhì)點(diǎn)的是（ ） A A、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道 B B、研究飛行中的直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況、研究飛行中的直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況 C C、計(jì)算從北京開(kāi)往汕頭的一列火車的運(yùn)行時(shí)間、計(jì)算從北京開(kāi)往汕頭的一列火車的運(yùn)行時(shí)間 D D、計(jì)算火車通過(guò)路口所用的時(shí)間、計(jì)算火車通過(guò)路口所用的時(shí)間 1 1、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是（、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是（ D D ） A A、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體、參考系必

14、須選取靜止不動(dòng)的物體 B B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的 C C、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系 D D、任何物體都可以作為參考系、任何物體都可以作為參考系 2 2、以下說(shuō)法正確的是（、以下說(shuō)法正確的是（ ） CD CD A A、參考系就是不動(dòng)的物體、參考系就是不動(dòng)的物體 B B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系 C C、不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動(dòng)的、不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動(dòng)的 D D、同一物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果、同一物

15、體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果 3 3、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向 下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、 乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能有那些？乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能有那些？ 【解析】以地面為參考系，甲是向上運(yùn)動(dòng)的；而乙也是 向上運(yùn)動(dòng)的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運(yùn)動(dòng)， 但丙的速度比甲、乙都??；丙也可能向下運(yùn)動(dòng)；丙還有 可能靜止。 小組討論 第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，一個(gè)法國(guó)飛行員正第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，

16、一個(gè)法國(guó)飛行員正 在在2 0002 000米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個(gè)米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個(gè) 小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲(chóng)，于是就伸手輕松小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲(chóng)，于是就伸手輕松 地把它抓了過(guò)來(lái)，仔細(xì)一看，把他嚇出一身冷汗來(lái)。他地把它抓了過(guò)來(lái)，仔細(xì)一看，把他嚇出一身冷汗來(lái)。他 抓住的不是別的，是德國(guó)飛機(jī)射向他的一顆子彈。請(qǐng)根抓住的不是別的，是德國(guó)飛機(jī)射向他的一顆子彈。請(qǐng)根 據(jù)上述信息討論回答以下問(wèn)題，并注意體會(huì)參考系的選據(jù)上述信息討論回答以下問(wèn)題，并注意體會(huì)參考系的選 取與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。取與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。 (1)(1)子彈飛得那么快子彈飛得那么快(

17、 (一般為幾百米每秒一般為幾百米每秒) )，為什么沒(méi)有把，為什么沒(méi)有把 他的手打穿？體會(huì)一下，同一物體相對(duì)于不同的參考系他的手打穿？體會(huì)一下，同一物體相對(duì)于不同的參考系 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同嗎？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同嗎？ (2)(2)受類似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)在飛行途中進(jìn)行受類似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)在飛行途中進(jìn)行 空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在 繞地球運(yùn)動(dòng)的空間站實(shí)行空中對(duì)接。實(shí)現(xiàn)繞地球運(yùn)動(dòng)的空間站實(shí)行空中對(duì)接。實(shí)現(xiàn)“空中加油空中加油” 和和“空中對(duì)接空中對(duì)接”應(yīng)滿足的基本條件是什么應(yīng)滿足的基本條件是什么? ? 一質(zhì)點(diǎn)在一質(zhì)點(diǎn)在X X

18、軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表：軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表： t/s t/s X/m X/m 0 0 0 0 1 1 5 5 2 2 -4 -4 3 3 -1 -1 4 4 -7 -7 5 5 1 1 1 1、請(qǐng)?jiān)?、?qǐng)?jiān)趚 x軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。 2 2、哪個(gè)時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)？、哪個(gè)時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)？ 一、質(zhì)點(diǎn)一、質(zhì)點(diǎn) 1 1、質(zhì)點(diǎn)：把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。、質(zhì)點(diǎn)：把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。 2 2、物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)、物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì) 所研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)時(shí)。所研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)時(shí)。 3 3、質(zhì)點(diǎn)的物理意義：是一理想化