第一章1質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系

1、第一章運(yùn)動(dòng)的描述1質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件.2.理解參考系的概念，知道運(yùn)動(dòng)具有相對性.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)物理模型在探究自然規(guī)律中的作用.重點(diǎn)1.質(zhì)點(diǎn)模型是怎么建立的.2.參考系的重要性和運(yùn)動(dòng)的相對性.難點(diǎn)1.正確判斷一個(gè)物體是否可以看成質(zhì)點(diǎn).2.在不同的參考系中描述物體的運(yùn)動(dòng).知識(shí)點(diǎn)一物體和質(zhì)點(diǎn)提煉知識(shí)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)(1)定義：忽略物體的大小和形狀，突出“物體具有質(zhì)量”這個(gè)要素，把它簡化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)(2)物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀可以忽

2、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)判斷正誤1很小的物體不一定能看成質(zhì)點(diǎn)()2形狀規(guī)則的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)()3做直線運(yùn)動(dòng)的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)()小試身手1(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是()A質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的球B只有很小的物體才能視為質(zhì)點(diǎn)C質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，只是一種“理想模型”D大的物體有時(shí)可以視為質(zhì)點(diǎn)答案：CD知識(shí)點(diǎn)二參考系提煉知識(shí)1運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，絕對靜止的物體是不存在的運(yùn)動(dòng)是絕對的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：參考系可以任意選取，一般以地面為參考系但在具體問題中，要考

3、慮研究問題的方便性(3)參考系對觀察結(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)果會(huì)有所不同判斷正誤1研究同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不論選取怎樣的參考系，其結(jié)論是相同的()2參考系可任意選取，而研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)(如汽車加速)通常以地面為參考系()3自然界中沒有絕對靜止的物體()小試身手2.在電視連續(xù)劇西游記中，常常有孫悟空“騰云駕霧”的鏡頭，這通常是采用“背景拍攝法”：讓“孫悟空”站在平臺(tái)上，做著飛行的動(dòng)作，在他的背后展現(xiàn)出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云，同時(shí)加上煙霧效果；攝影師把人物動(dòng)作和飄動(dòng)的白云及下面的煙霧等一起攝入鏡頭放映時(shí)，觀眾就感覺到“孫悟空”在“騰云駕霧”這時(shí)，觀眾所選的參考系是()A

4、“孫悟空” B平臺(tái)C飄動(dòng)的云 D攝影師答案：C知識(shí)點(diǎn)三坐標(biāo)系提煉知識(shí)1建立目的為了定量地描述物體的位置及位置的變化2直線運(yùn)動(dòng)的描述建立直線坐標(biāo)系，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長度判斷正誤1描述直線運(yùn)動(dòng)，一般建立直線坐標(biāo)系()2物體在某平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)用平面直角坐標(biāo)系描述()3描述花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置，應(yīng)用直線坐標(biāo)系()小試身手3一個(gè)小球從距地面4 m高處落下，被地面彈回，在距地面1 m高處被接住坐標(biāo)軸的原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2 m處，設(shè)向下的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的坐標(biāo)分別是()A2 m，2 m，1 m B2 m，2 m，1 mC4 m，0，1 m D4

5、m，0，1 m答案：B拓展一對質(zhì)點(diǎn)的理解人類居住的地球在繞太陽公轉(zhuǎn)，同時(shí)又在自轉(zhuǎn)因此，地球的各部分離太陽的遠(yuǎn)近在不斷變化(1)在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，我們能不能把地球看作一個(gè)“點(diǎn)”來處理，為什么？此時(shí)能忽略地球的質(zhì)量嗎？提示：在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的大小而引起的地球各個(gè)部分的差異很小，可以忽略不計(jì)，也就是說可以忽略地球的大小，這時(shí)可以把它視為一個(gè)“點(diǎn)”如果同時(shí)把物體的質(zhì)量也忽略掉，物體的受力、運(yùn)動(dòng)等情況就不好分析了，故此時(shí)是不能把物體的質(zhì)量忽略掉的(2)如果研究地球的自轉(zhuǎn)，能否將地球視為“點(diǎn)”？提示：研究地球的自轉(zhuǎn)，不可以將地球視為質(zhì)點(diǎn)1質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”：質(zhì)點(diǎn)是用來代替

6、物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其特點(diǎn)是具有質(zhì)量，沒有大小、體積、形狀，它與幾何“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別(2)質(zhì)點(diǎn)是一種“物理模型”物理模型是在物理研究中，突出問題的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理學(xué)經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法，質(zhì)點(diǎn)就是典型的物理模型之一物理模型作為一種理想模型，是為了研究問題方便而對實(shí)際問題的科學(xué)抽象，實(shí)際中并不存在2實(shí)際物體視為質(zhì)點(diǎn)的常見情況【典例1】下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)是客觀存在的一種物體，其體積比分子還小B很長的火車一定不可以看作質(zhì)點(diǎn)C為正在參加吊環(huán)比賽的運(yùn)動(dòng)員打分時(shí)，裁判們可以把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)D如果物體的形狀和大小對所研究的問題無影響，即可把物體看作質(zhì)點(diǎn)解

7、析：質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，沒有大小和形狀，故A錯(cuò)誤；一個(gè)物體能不能看作質(zhì)點(diǎn)關(guān)鍵是看物體的形狀或大小在所研究的問題中是否可以忽略，研究火車從北京開往上海的時(shí)間，火車可以看成質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；吊環(huán)比賽要考慮運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，故此時(shí)不能看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；如果物體的形狀和大小對所研究的問題無影響，即可把物體看作質(zhì)點(diǎn)，故D正確答案：D題后反思一個(gè)物體是否可以看作質(zhì)點(diǎn)的判斷方法1看物體的大小和形狀對所研究的問題有無影響，如果無影響或影響不大，該物體可以視為質(zhì)點(diǎn)，否則不能視為質(zhì)點(diǎn)2一般情況下，平動(dòng)的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn)3當(dāng)物體的大小遠(yuǎn)小于所研究的范圍時(shí)，該物體可以看作質(zhì)點(diǎn)1在研究物體運(yùn)

8、動(dòng)時(shí)，下列物體可看作質(zhì)點(diǎn)的是()A研究校運(yùn)動(dòng)會(huì)上跳高運(yùn)動(dòng)員的過桿動(dòng)作B研究火車全部通過長江大橋所需的時(shí)間C研究“嫦娥二號”衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡D研究跳水運(yùn)動(dòng)員的入水動(dòng)作解析：該題可通過以下表格逐一分析.選項(xiàng)過程分析結(jié)論A研究運(yùn)動(dòng)員的過桿動(dòng)作，主要看運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作、過桿技巧B火車過橋時(shí)間需要考慮火車的長度C研究“嫦娥二號”衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，衛(wèi)星的大小、形狀可以忽略D研究跳水比賽，主要看運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作、跳水技巧答案：C22013年8月31日到9月12日，遼寧省成功舉辦了第十二屆全運(yùn)會(huì)在本次全運(yùn)會(huì)上，下列人或物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的是()A研究花樣游泳運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作B研究百米賽跑運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作C研究運(yùn)動(dòng)員在

9、射擊時(shí)，子彈從射出到擊中靶心所用時(shí)間D研究對方運(yùn)動(dòng)員打過來的乒乓球的轉(zhuǎn)動(dòng)解析：首先，要明確題目中給定的每個(gè)運(yùn)動(dòng)的研究目的，如動(dòng)作、速度、時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)等；然后，看物體本身的大小和形狀對所研究的運(yùn)動(dòng)是否有影響以研究運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作、姿勢是否優(yōu)美為目的，運(yùn)動(dòng)員的身軀、四肢是研究對象，不能看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；以研究子彈擊中靶心所用時(shí)間為目的，子彈本身的形狀大小可忽略不計(jì)，可以看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；以研究乒乓球的轉(zhuǎn)動(dòng)為目的，乒乓球的形狀大小不可忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C拓展二對參考系的理解在奔馳的大巴中，小偉看著窗外說：“快看，樹在飛快地往后跑！”小霞看了說：“不對，是我們和汽車在往前跑，樹

10、怎么會(huì)動(dòng)呢！”老師笑瞇瞇地說：“你們說的都對！”你同意老師的說法嗎？為什么？提示：同意對于一個(gè)物體，其運(yùn)動(dòng)情況的描述，取決于所選的參考系，選取的參考系不同，對同一物體運(yùn)動(dòng)的描述也往往不同1選取參考系的意義要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須選好參考系，只有選定參考系后，才能確定物體的位置、研究物體的運(yùn)動(dòng)2參考系的選取原則(1)參考系的選取是任意的，在實(shí)際問題中，參考系的選擇原則應(yīng)以觀測方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單為基本原則(2)研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選擇地面或地面上靜止不動(dòng)的物體為參考系，此時(shí)參考系可以省略不寫(3)要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選擇同一個(gè)參考系特別說明解題過程中，如果選地

11、面作為參考系可以不指明，但選其他物體作為參考系時(shí)必須指明【典例2】熱氣球運(yùn)動(dòng)起源于18世紀(jì)的法國，隨著球皮材料和致熱燃料的普及，熱氣球已成為公眾休閑觀光和體育旅游項(xiàng)目在一次觀光游覽中，甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降那么，從地面上看，甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況說法正確的是()A甲、乙勻速下降，v乙v甲，丙勻速下降，且v丙v甲C甲、乙勻速下降，v乙v甲，丙勻速上升D以上說法均不對解析：樓房和地面相當(dāng)于同一參考系，所以，甲是勻速下降乙看到甲勻速上升，說明乙也是勻速下降，且v乙v甲甲看到丙勻速上升，有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速

12、下降，且v丙v甲丙看到乙勻速下降，也有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙v乙綜上所述，C正確答案：C1(多選)2012年6月18日，載著景海鵬、劉旺、劉洋三名航天員的“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對接，這是中國實(shí)施的首次載人空間交會(huì)對接，“神九”與“天宮”對接時(shí)，兩者要保持一樣的運(yùn)行速度下列說法正確的是()A以“神九”為參照物，“天宮”是靜止的B以“天宮”為參照物，“神九”是靜止的C以地球?yàn)閰⒄瘴铮疤鞂m”是靜止的D以“天宮”為參照物，地球是靜止的解析：“神九”和“天宮”速度一樣，所以從“神九”看“天宮”或從“天宮”看“神九”都不動(dòng)，就像靜止一樣，也就是相對

13、靜止就像你坐車，車和你都在動(dòng)，但你們速度一樣，所以你相對車不會(huì)移動(dòng)以地球?yàn)閰⒄瘴?，或以“天宮”為參照物，“天宮”、地球都是高速運(yùn)動(dòng)的答案：AB2第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在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，敏捷地把它一把抓過來，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子彈相對于飛行員是靜止的C子彈已經(jīng)飛得沒有勁了，快要停止運(yùn)動(dòng)了D飛行員的手有勁解析：因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)的飛機(jī)駕駛員與子彈一起飛行，子彈相對于飛機(jī)的位置沒有發(fā)生改變，所以子彈相對于飛機(jī)是靜止的，這是飛機(jī)駕駛員伸手能抓到一顆子彈的原因，故選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正

14、確答案：B拓展三常見的坐標(biāo)系1坐標(biāo)系建立的三要素是什么？提示：原點(diǎn)、正方向、單位長度2在坐標(biāo)系中物體位置的變化與坐標(biāo)原點(diǎn)的位置有關(guān)嗎？提示：無關(guān)，物體位置的變化用物體位置坐標(biāo)之差來表示，與坐標(biāo)原點(diǎn)的位置無關(guān)1坐標(biāo)系的種類分類適用的運(yùn)動(dòng)建立方法直線坐標(biāo)系物體沿直線運(yùn)動(dòng)，即做一維運(yùn)動(dòng)時(shí)在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長度，就建立了直線坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)在平面內(nèi)畫兩條相互垂直的數(shù)軸(x軸與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)確定空間坐標(biāo)系物體在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)在空間畫三個(gè)相互垂直的數(shù)軸(x軸、y軸和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)來確定2.舉例分析如圖

15、所示為三種不同的坐標(biāo)系，其中：甲中M點(diǎn)位置坐標(biāo)為x2 m；乙中N點(diǎn)位置坐標(biāo)為x3 m，y4 m；丙中P點(diǎn)位置坐標(biāo)為x3 m，y4 m，z2 m.特別說明物體位置的實(shí)際變化與坐標(biāo)系原點(diǎn)的選取、坐標(biāo)軸正方向的規(guī)定無關(guān)【典例3】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小船向東北方向運(yùn)動(dòng)了5 kmD小船的位置在東偏北37方向，5 km處解析：如果取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，東方為x軸正方向，北方為y軸正方向，則小船的位置坐標(biāo)為(4 km，3 km)或x4 km，y3 km，小船雖然運(yùn)動(dòng)了7 km，但在O點(diǎn)的觀察員看來，它離自己的距離 km5 km，方向要用角度表示，sin 0.6，因此37，如圖所示，故D正確答案：D1在60周年國慶盛典上，游行的隊(duì)伍和彩車依次從天安門前經(jīng)過，以北京長安街為坐標(biāo)軸，向西為正方向，以長安街中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立一維直線坐標(biāo)系一輛彩車最初在原點(diǎn)以東3 km處，一段時(shí)間后行駛到原點(diǎn)以西2 km處這輛彩車的最初位置和最終位置的坐標(biāo)分別是()A3 km；2 km B3 km；2 kmC3 km；2 km D3 km；2 km解析：坐標(biāo)軸的正方向向西，則位置在原點(diǎn)以西為正，在原點(diǎn)以東為負(fù)彩車最初在原點(diǎn)以東且距原點(diǎn)3 km處，所以最初