高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第1節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系學(xué)習(xí)目標(biāo)核心提煉1。理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件。1個(gè)條件質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)化條件1種方法-建立物理模型的方法3個(gè)概念-質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系2。理解參考系的概念，知道物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性。3。理解坐標(biāo)系概念，會(huì)用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位置以及位置的變化。4。體會(huì)科學(xué)研究中物理模型科研方法。一、物體和質(zhì)點(diǎn)閱讀教材第910頁(yè)“物體和質(zhì)點(diǎn)部分，了解質(zhì)點(diǎn)的概念，初步知道物體在什么情況下可以看做質(zhì)點(diǎn)。1機(jī)械運(yùn)動(dòng):物體的空間位置隨時(shí)間的變化。2質(zhì)點(diǎn)：某些情況下，忽略物體的大小和形狀，突出“物體具有質(zhì)量”，把它簡(jiǎn)化成有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。3把物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件

2、：物體的大小和形狀可以忽略或物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。思維拓展如圖1所示為撐竿跳高運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿。討論并回答下列問(wèn)題,體會(huì)質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程。圖1（1）教練針對(duì)訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動(dòng)員的錯(cuò)誤動(dòng)作時(shí),能否將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)？(2）分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，能否將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)？(3）測(cè)量運(yùn)動(dòng)員所跳高度（判定運(yùn)動(dòng)員是否打破世界紀(jì)錄）時(shí)，能否將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)？答案(1)不能，糾正錯(cuò)誤動(dòng)作時(shí)不能忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)及動(dòng)作（即運(yùn)動(dòng)員的形狀及大?。?；（2)能，分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，可以忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)及動(dòng)作（即運(yùn)動(dòng)員的形狀及大小);（3)能,理由同(2)。二、參考系閱讀教材第1

3、0頁(yè)“參考系”部分，初步了解參考系的概念.1運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系（1)自然界中的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，即運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。(2)描述某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是相對(duì)于其他物體而言的，這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。2參考系(1）定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定做參考、假定為不動(dòng)的其他物體。（2)選取原則：參考系的選取是a(a任意的b唯一的)。(3）參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響：選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果往往不同。思考判斷1參考系一定要選靜止不動(dòng)的物體(）2一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況與參考系的選擇無(wú)關(guān)（)3“抬頭望明月，月在云中行”，詩(shī)句中描述的運(yùn)動(dòng)選取的參考系是月(）三、坐標(biāo)系閱讀教材第11頁(yè)“坐標(biāo)系”部

4、分，知道坐標(biāo)系的概念，初步了解用一維坐標(biāo)系描述物體位置以及位置的變化。1建立目的：為了定量描述物體的位置及位置變化。2坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。思維拓展描述下列三種運(yùn)動(dòng)需要建立怎樣的坐標(biāo)系呢？（1）描述百米運(yùn)動(dòng)員在跑動(dòng)中的位置；（2）描述滑冰場(chǎng)上花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置;（3）描述翱翔在藍(lán)天上的飛機(jī)的位置。答案(1）以起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一維直線坐標(biāo)系；（2）以滑冰場(chǎng)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸正方向，向北為y軸正方向，建立二維平面直角坐標(biāo)系；（3)確定一點(diǎn)（如機(jī)場(chǎng)所在位置）為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立三維空間直角坐標(biāo)系。預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中問(wèn)題1問(wèn)題2問(wèn)題3質(zhì)點(diǎn)及物體看

5、做質(zhì)點(diǎn)的條件要點(diǎn)歸納1理解質(zhì)點(diǎn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)（1）一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)是由所研究問(wèn)題的性質(zhì)決定的,要視具體情況而定。同一個(gè)物體，在某種情形下可以看成質(zhì)點(diǎn)，但在另外一種情形下就不一定能看成質(zhì)點(diǎn)。（2)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，與物體的大小和形狀沒(méi)有必然聯(lián)系。(3)質(zhì)點(diǎn)就是沒(méi)有形狀和大小，只具有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。(4)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何中的“點(diǎn)”，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)具有質(zhì)量而幾何中的點(diǎn)無(wú)質(zhì)量；也不同于微觀粒子（如電子、質(zhì)子等），因?yàn)槲⒂^粒子是實(shí)際存在的而質(zhì)點(diǎn)是“理想化模型”，實(shí)際是不存在的.2可將物體看成質(zhì)點(diǎn)的幾種情況精典示例例1 (多選)下列說(shuō)法中正確的是（）a研究飛機(jī)從成都開(kāi)往北京所用的時(shí)間時(shí)，飛機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn)b研究

6、飛機(jī)螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況時(shí),可將飛機(jī)視為質(zhì)點(diǎn)c研究火車過(guò)長(zhǎng)江大橋所用的時(shí)間時(shí)，可將火車視為質(zhì)點(diǎn)d研究汽車過(guò)長(zhǎng)江大橋所用的時(shí)間時(shí)，可將汽車視為質(zhì)點(diǎn)解析a中飛機(jī)的大小對(duì)所研究的問(wèn)題無(wú)影響，故可視為質(zhì)點(diǎn)；b中的飛機(jī)螺旋槳只是飛機(jī)的一部分,飛機(jī)的大小不能忽略不計(jì)，因此飛機(jī)不能視為質(zhì)點(diǎn)；c中火車過(guò)橋時(shí),火車的長(zhǎng)度會(huì)影響火車過(guò)橋的時(shí)間，故火車不能視為質(zhì)點(diǎn)；d中汽車過(guò)橋時(shí),汽車的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于橋的長(zhǎng)度,汽車的長(zhǎng)度對(duì)汽車過(guò)橋的時(shí)間的影響非常小，故汽車可視為質(zhì)點(diǎn)。a、d正確。答案ad判斷一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的思路（1）判斷研究問(wèn)題的性質(zhì)，即題中關(guān)注的要素是什么,分析、求解的物理量是什么.(2）假設(shè)物體的形狀、大小被忽

7、略,思考要求解的物理量、關(guān)注的要素是否受影響。(3)若要求解的物理量不受影響，物體就能被看成質(zhì)點(diǎn)；若受影響，則物體不能被看成質(zhì)點(diǎn).針對(duì)訓(xùn)練1 2016年第31屆夏季奧運(yùn)會(huì)在巴西的里約熱內(nèi)盧舉行。下列比賽中可把研究對(duì)象看成質(zhì)點(diǎn)的是()a研究蘇炳添在百米跑比賽時(shí)的起跑技術(shù)b研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動(dòng)作c研究女子3米板冠軍施廷懋的跳水動(dòng)作d研究女子50米步槍三姿比賽中杜麗射出的子彈軌跡解析質(zhì)點(diǎn)是理想化的物理模型,當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或影響很小可忽略不計(jì)時(shí)，物體可以看做質(zhì)點(diǎn),研究蘇炳添在百米比賽時(shí)的起跑技術(shù)，馬龍的發(fā)球動(dòng)作，施廷懋的跳水動(dòng)作，他們的形狀不能忽略，故不能看成質(zhì)點(diǎn)

8、；而研究杜麗射出的子彈軌跡時(shí)，子彈的大小、形狀可以忽略，所以d正確。答案d參考系要點(diǎn)歸納1選取原則：以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選地面或相對(duì)于地面靜止的物體作為參考系。2對(duì)參考系的理解（1)標(biāo)準(zhǔn)性：選做參考系的物體都假定不動(dòng)，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。（2）任意性:參考系的選擇具有任意性,但應(yīng)以觀察方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選地面為參考系.(3)統(tǒng)一性:在同一個(gè)問(wèn)題中，若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須選擇同一參考系。(4)相對(duì)性:同一運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。例如，坐在行駛的

9、車中的乘客，若以地面為參考系，則乘客是運(yùn)動(dòng)的；若以車為參考系，則乘客是靜止的。 精典示例例2 如圖2所示，由于風(fēng)，河岸上的旗幟向右飄，在河面上的a、b兩船上的旗幟分別向右、向左飄，則兩條船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()圖2aa船肯定是向左運(yùn)動(dòng)的ba船肯定是靜止的cb船肯定是向右運(yùn)動(dòng)的db船可能是靜止的思路探究（1)河岸上的旗幟向右飄，說(shuō)明什么問(wèn)題?(2)船上旗幟的飄動(dòng)方向只和船的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)嗎?解析從河岸上的旗幟的飄動(dòng)方向,可以判斷風(fēng)向右吹，由此可以判斷b船一定向右運(yùn)動(dòng)且比風(fēng)速快；a船可能靜止，也可能向左運(yùn)動(dòng)，還有可能向右運(yùn)動(dòng)，但是比風(fēng)速慢。答案c判斷物體是否運(yùn)動(dòng)的一般思路（1）根據(jù)參考系的選取原則選取參考

10、系。（2）看物體與所選參考系之間的位置是否發(fā)生變化。(3)若變，則物體是運(yùn)動(dòng)的;若不變，則物體是靜止的.針對(duì)訓(xùn)練2 如圖3所示是體育攝影中“追拍法”的成功之作，攝影師眼中清晰的滑板運(yùn)動(dòng)員是靜止的，而模糊的背景是運(yùn)動(dòng)的，攝影師用自己的方法表達(dá)了運(yùn)動(dòng)的美.請(qǐng)問(wèn)攝影師選擇的參考系是（）圖3a大地b太陽(yáng)c攝影師d步行的人解析攝影師與滑板運(yùn)動(dòng)員以相同的速度運(yùn)動(dòng),攝影師以自己為參考系觀察,這樣滑板運(yùn)動(dòng)員就是靜止的,背景就是“運(yùn)動(dòng)的。答案c坐標(biāo)系要點(diǎn)歸納1將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)，確定參考系，建立坐標(biāo)系，都是為了更好地描述物體的位置和運(yùn)動(dòng)。可以用下面的流程圖來(lái)表示：2常見(jiàn)的坐標(biāo)系種類適用的運(yùn)動(dòng)建立方法直線坐標(biāo)系物體

11、沿直線運(yùn)動(dòng)，即做一維運(yùn)動(dòng)在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度,物體位置由一個(gè)坐標(biāo)值表示平面直角坐標(biāo)系物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)在平面內(nèi)畫(huà)兩條相互垂直的數(shù)軸(x軸和y軸)即可組成平面直角坐標(biāo)系，物體的位置由兩個(gè)數(shù)來(lái)確定三維坐標(biāo)系物體在空間運(yùn)動(dòng)在空間畫(huà)三個(gè)相互垂直的數(shù)軸(x軸、y軸、z軸)即可組成三維坐標(biāo)系，這時(shí)物體的位置由三個(gè)數(shù)來(lái)確定精典示例例3 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表：t/s012345x/m054171（1）請(qǐng)?jiān)趫D中的x軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。（2）哪個(gè)時(shí)刻離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)?解析（1）以運(yùn)動(dòng)路徑所在的直線為x軸，標(biāo)出各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示。(2)由圖可知

12、第4 s末質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)，有7 m。答案（1）見(jiàn)解析（2)4 s末7 m物體在坐標(biāo)系中坐標(biāo)值的正、負(fù)不表示大小,而是表示在原點(diǎn)的哪一側(cè)。正號(hào)表示在原點(diǎn)的正方向一側(cè),負(fù)號(hào)表示在原點(diǎn)的負(fù)方向一側(cè)。針對(duì)訓(xùn)練3 若某同學(xué)在操場(chǎng)上從a點(diǎn)開(kāi)始先向南走了15 m 到b點(diǎn)，接著又向東走了20 m到c點(diǎn)，請(qǐng)你建立合適的坐標(biāo)系描述該同學(xué)的位置及位置的變化。答案建立如圖所示的坐標(biāo)系.設(shè)a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),則b點(diǎn)坐標(biāo)為(0，15 m）,c點(diǎn)坐標(biāo)為(20 m，15 m）。根據(jù)幾何知識(shí)lac m25 m,設(shè)ac與y軸夾角為，則tan ，得53。1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中,正確的是(）a質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上并不存在,

13、所以引入這個(gè)概念沒(méi)有多大意義b體積很小的物體更容易看做質(zhì)點(diǎn)c凡輕小的物體，皆可看做質(zhì)點(diǎn)d當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題屬于無(wú)關(guān)或次要因素時(shí),即可把物體看做質(zhì)點(diǎn)解析建立理想化模型是物理中重要的研究方法，對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題的研究有重大的意義,選項(xiàng)a錯(cuò)誤；一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn)不應(yīng)看其大小，關(guān)鍵是看其大小對(duì)于研究的問(wèn)題的影響能否忽略,體積很小的物體有時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不能看成質(zhì)點(diǎn)，b錯(cuò)誤；一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn)不以輕重而論,c錯(cuò)誤；物體能否看成質(zhì)點(diǎn)取決于其大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題是否屬于無(wú)關(guān)或次要因素，若是就可以看成質(zhì)點(diǎn)，d正確。答案d2在評(píng)判下列運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí),運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是（)解析馬拉松比賽

14、時(shí)，由于路程長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)員的體積可以忽略，可以將其視為質(zhì)點(diǎn)，故a正確;跳水時(shí)，評(píng)委要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作,所以不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),故b錯(cuò)誤；擊劍時(shí)評(píng)委需要觀察運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作，不能將其視為質(zhì)點(diǎn),故c錯(cuò)誤；評(píng)委主要根據(jù)體操運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作進(jìn)行評(píng)分，所以不能將其視為質(zhì)點(diǎn),故d錯(cuò)誤。答案a3下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)的描述中,參考系的選取符合描述的是（)a詩(shī)句“飛流直下三千尺”是以“飛流”作為參考系的b“錢塘觀潮時(shí)，觀眾只覺(jué)得潮水撲面而來(lái)”,是以“潮水為參考系的c“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過(guò)萬(wàn)重山”是以“萬(wàn)重山為參考系的d升國(guó)旗時(shí)，觀察到國(guó)旗冉冉升起,觀察者是以“國(guó)旗”為參考系的解析a項(xiàng)以靜止的地面為參考系；b項(xiàng)以觀眾為

15、參考系；d項(xiàng)是以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系；故只有c正確。答案c4第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2 000 m高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，他以為是一只小昆蟲(chóng)。敏捷地把它一把抓過(guò)來(lái)，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈.飛行員能抓到子彈，是因?yàn)?)a飛行員的反應(yīng)快b子彈相對(duì)于飛行員靜止c子彈已經(jīng)飛得沒(méi)有勁了，快要落在地上了d飛行員的手有勁解析子彈相對(duì)于飛行員速度為零,所以飛行員抓子彈就像我們用手拿桌子上的筆一樣容易。答案b5(2017湖南長(zhǎng)沙檢測(cè)）湖中o點(diǎn)有一觀察站,一小船從o點(diǎn)出發(fā)向東行駛4 km，又向北行駛3 km，則o點(diǎn)的觀察員對(duì)小船位置的報(bào)告最為精確的是()a小船的位置變化了7 kmb小船向東北方向運(yùn)動(dòng)了7 kmc小船向