人教版高中物理必修一教學(xué)學(xué)案：1.1質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系

1.1質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系學(xué)習(xí)目標(biāo):1、理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件.（重點(diǎn)）2、理解參考系的概念，知道運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性.（重點(diǎn)）3、通過對(duì)坐標(biāo)系的理解，學(xué)會(huì)建立坐標(biāo)系和定量描述物體位置的變化（重、難點(diǎn)）4、了解科學(xué)研究中建立物理模型的重要方法。學(xué)點(diǎn)詳列知識(shí)點(diǎn)1：物體和質(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，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)某些情況下，忽略物體的形狀和大小，突出“物體具有質(zhì)量”，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)?！局R(shí)拓展】對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解。1、物體、質(zhì)點(diǎn)與幾何點(diǎn)：根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和需求，求出問題中的主要因素，忽略次要因素，建立一種理想化的模型，使復(fù)雜問題得到簡(jiǎn)化，這是一種重要的科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)就是這種物理模型之一，實(shí)際上并不存在。質(zhì)點(diǎn)與物體不同，也與幾何中的點(diǎn)有著本質(zhì)的區(qū)別。2、把物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的條件物體的大小、形狀可以忽略研究平動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)情況物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不起主要作用題目中有特殊說明的物體【一念對(duì)錯(cuò)】形狀規(guī)則的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)（）任何物體在一定條件下都可以看成質(zhì)點(diǎn)（）質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際生活中并不存在（）【例1】：在下列情況下，物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的是（）分揀郵件時(shí)，包裹從斜槽上滑下B、人造地球衛(wèi)生繞地球飛行C、研究地球自轉(zhuǎn)規(guī)律D、研究撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員從起跳到落地的過程【例2】：下列物體或人能被看成質(zhì)點(diǎn)的是（）A、在空中做各種翻騰動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員B、研究足球能形成“香蕉球”的原因C、確定標(biāo)槍從擲出到落地的水平距離D、記錄萬米賽跑運(yùn)動(dòng)員從起跑到?jīng)_線的時(shí)間知識(shí)點(diǎn)2：參考系運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系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、假定為靜止（或不動(dòng)）的其他物體（2）選取：參考系的選取是任意的，但應(yīng)以使問題的研究變得簡(jiǎn)介為原則【知識(shí)拓展】參考系的性質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)性：被選為參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對(duì)于參考系而言差異性：同一物體的運(yùn)動(dòng)，選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可以不同。統(tǒng)一性：比較物體的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該選擇同一參考系。任意性：參考系的選取是任意的，可以是靜止的物體，也可以是運(yùn)動(dòng)的物體，但應(yīng)使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能的簡(jiǎn)單、方便。一般來說，研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，取地面或相對(duì)靜止的物體為參考系?！疽荒顚?duì)錯(cuò)】參考系的選取是任意的。（）描述某一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是相對(duì)于參考系而言的（）描述某一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以不用選取參考系（）【例3】甲、乙兩輛汽車在平直的公路上并排行駛，甲車內(nèi)的旅客看見窗外的樹木向東移動(dòng)，乙車內(nèi)的旅客發(fā)現(xiàn)甲車沒有運(yùn)動(dòng)，如果以地面為參考系，上述事實(shí)表示（）甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車不動(dòng)B、乙車向西運(yùn)動(dòng)，甲車不動(dòng)C、甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)D、甲、乙兩車以相同的速度都向西運(yùn)動(dòng)【例4】下列說法中正確的是（）被選作參考系的物體是假定不動(dòng)的B、一乘客在車廂內(nèi)走動(dòng)的時(shí)候，他就說車是運(yùn)動(dòng)的C、研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)，必須選取地面為參考系D、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線還是曲線，與參考系的選取有關(guān)知識(shí)點(diǎn)3：坐標(biāo)系目的：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合的坐標(biāo)系。三要素：建立坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度分類：一維直線坐標(biāo)系、二維平面直角坐標(biāo)系和三維空間坐標(biāo)系【知識(shí)拓展】坐標(biāo)系可以分為一維直線坐標(biāo)系、二維平面直角坐標(biāo)系和三維空間坐標(biāo)系，下表是三種坐標(biāo)系的比較分類直線坐標(biāo)系平面坐標(biāo)系空間坐標(biāo)系適用運(yùn)動(dòng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)物體在某平面內(nèi)工作物體在空間曲線運(yùn)動(dòng)建立方法在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度，就建立了直線坐標(biāo)系在平面內(nèi)相互垂直的軸與軸，即可組成平面直角坐標(biāo)系，物體的位置由一對(duì)坐標(biāo)值確定在空間內(nèi)畫三個(gè)互相垂直的軸、軸和軸，即可組成空間坐標(biāo)系。物體的位置由三個(gè)坐標(biāo)值來確定【一念對(duì)錯(cuò)】為了定量地描述物體的位置及位置的變化，只需要建立參考系即可（）建立坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度（）坐標(biāo)系就是數(shù)學(xué)上的數(shù)軸（）【例5】一個(gè)小球從距地面4m高處落下，落向地面彈回，在距地面1m高處被接住，坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處，坐標(biāo)軸的正方向向下，則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是（）A、2m,-2m,-1mB、-2m,2m，1mC、4m,0,1mD、-4m,0,-1m【例6】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法，正確的是（）A、質(zhì)點(diǎn)就是很小的物體B、物體抽象成質(zhì)點(diǎn)后，物體自身的大小和質(zhì)量均可忽略C、質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，事實(shí)上質(zhì)點(diǎn)并不存在D、做曲線運(yùn)動(dòng)的物體不可以看做質(zhì)【題型拓展】題型1：對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解物體能否視為質(zhì)點(diǎn)，一不看質(zhì)量大小，二不看大小和形狀，而要看在研究的問題中，物體的大小和形狀能否忽略不計(jì)。既要看物體的形狀和大小在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)是否是次要因素同一物體，從不同的角度研究它的運(yùn)動(dòng)，能否看做質(zhì)點(diǎn)的結(jié)果可能不同【例7】（多選）中華人民共和國(guó)第十三屆全運(yùn)會(huì)于2017年9月在美麗的城市天津舉行，賽期13天。在本屆全運(yùn)會(huì)上，體育健兒再創(chuàng)佳績(jī)、續(xù)寫輝煌。比賽時(shí)，在下列問題中，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是（）A.馬拉松比賽中，比較冠亞軍之間的成績(jī)差B.花樣游泳的動(dòng)作欣賞C.百米決賽時(shí)間D.研究單杠比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員的落地動(dòng)作【例8】如圖所示是一架正在進(jìn)行航拍的四旋翼無人機(jī)，則下列說法正確的是（）A.調(diào)整無人機(jī)的旋翼各點(diǎn)的速度B.調(diào)整無人機(jī)攝像頭的方向C.調(diào)整無人機(jī)在空中飛行的姿態(tài)D.地面觀察者觀察無人機(jī)在空中的位置題型2：參考系的選取理論上參考系的選取是任意的，但在具體的問題分析中，選取合理的物體作為參考系，可使問題的分析變得簡(jiǎn)單。選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果可能不同。解題過程中，如果選地面作為參考系可以不指明，選其他物體作為參考系時(shí)必須指明。【例9】描述物體的運(yùn)動(dòng)，必須選擇參考系，關(guān)于參考系，下列說法正確的是（）A.早晨太陽從東方升起，參考系是地面B.地球繞太陽近似做圓周運(yùn)動(dòng)，參考系是太陽C.研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)只能選取地面為參考系D.在不同的參考系中描述物體的運(yùn)動(dòng)，繁簡(jiǎn)程度會(huì)不同題型3：運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，絕對(duì)靜止的物體是不存在的。就此意義而言，我們說運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。但是描述某個(gè)物體的位置及其時(shí)間變化時(shí)，卻總是相對(duì)于其他物體而言，這就是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須事先選取參考系。在解題過程中，如果沒有特別說明，一般選地面為參考系?！纠?0】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，那么在地面上的人看來，甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）A.甲乙勻速下降，，丙停在空中B.甲丙勻速下降，，乙勻速上升C.甲乙勻速下降，，丙勻速下降，且D.甲乙勻速下降，，丙勻速下降，且題型4：物體的位置與坐標(biāo)系的建立為了精確定量的描述物體的空間位置及其位置到變化，需要引入數(shù)學(xué)工具——坐標(biāo)系。一般而言，坐標(biāo)系由以下三種：一維直線坐標(biāo)系、二維平面直角坐標(biāo)系和三維空間坐標(biāo)系如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，即做一維運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以以一條直線為軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度，建立直線坐標(biāo)系。當(dāng)物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，即做二維運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)確定它的位置，即二維坐標(biāo)（平面坐標(biāo)）。當(dāng)物體在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需采用三個(gè)坐標(biāo)確定它的位置，即三維坐標(biāo)（空間坐標(biāo)）【例11】若某同學(xué)在操場(chǎng)上從A點(diǎn)開始先向南走了15m到B點(diǎn)，接著又向東走了20m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?！纠?2】如圖所示為了定量研究物體的位置變化做出的坐標(biāo)軸（軸），在畫該坐標(biāo)時(shí)規(guī)定原點(diǎn)在一長(zhǎng)直公路上某廣場(chǎng)的中心。公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向。坐標(biāo)軸上有兩點(diǎn)A和B。A的位置坐標(biāo)為，B的位置坐標(biāo)。下列說法正確的是（）A.A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊5mB.A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊5m C.B點(diǎn)位于廣場(chǎng)南邊3mD.B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊3m實(shí)戰(zhàn)演練【鞏固教材—穩(wěn)扎穩(wěn)打】1．關(guān)于參考系的選擇，下列說法錯(cuò)誤的是()A．描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，參考系可以任意選取B．選擇不同的參考系，同一運(yùn)動(dòng)，觀察的結(jié)果可能不同C．觀察或研究物體的運(yùn)動(dòng)，必須選定參考系D．參考系必須選定地面或與地面連在一起的物體2．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是()A．只要體積小就可以視為質(zhì)點(diǎn)B．若物體的大小和形狀對(duì)于所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時(shí)，可把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)C．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上并不存在D．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒有大小，所以與幾何中的點(diǎn)是一樣的3．在有云的夜晚，抬頭望月，覺得月亮在云中穿行，這時(shí)選取的參考系是()A．月亮B．云C．地面D．星4．研究下列情況中的運(yùn)動(dòng)物體，哪些可看作質(zhì)點(diǎn)()A．研究一列火車通過鐵橋所需時(shí)間B．研究汽車車輪的點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng)時(shí)的車輪C．被扔出去的鉛球D．比較兩輛汽車運(yùn)動(dòng)的快慢【重難突破—重拳出擊】1．有關(guān)參照物的說法中，正確的是()A．運(yùn)動(dòng)的物體不能做參照物B．只有固定在地面上的物體才能做參照物C．參照物可以不同，但對(duì)于同一個(gè)物體，運(yùn)動(dòng)的描述必須是相同的D．要研究某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須先選定參照物2．下列各對(duì)物體中，可以認(rèn)為保持相對(duì)靜止的是()A．在空中加油的加油機(jī)和受油機(jī)B．在稻田工作的聯(lián)合收割機(jī)和卡車C．在平直公路上勻速行駛的各種車輛D．流水和隨水漂流的小船3．在研究下列哪些問題時(shí)，可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)()A.求在平直馬路上行駛的自行車的速度B.比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員分析乒乓球的運(yùn)動(dòng)C．研究地球繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)D．研究自行車車輪輪緣上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，把自行車看作質(zhì)點(diǎn)BA圖1-14BA圖1-1A．A船肯定是向左運(yùn)動(dòng)的B．A船肯定是靜止的C．B船肯定是向右運(yùn)動(dòng)的D．B船可能是靜止的5.甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看一高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng).這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A.甲向下、乙向下、丙向下B.甲向下、乙向下、丙向上C.甲向上、乙向上、丙向上 D.甲向上、乙向上、丙向下6.桌面離地面的高度是0.9m，坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在桌面上，向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，有A、B兩點(diǎn)離地面的距離分別為1.9m和0.4m。那么A、B的坐標(biāo)分別是()A．1m,0.5mB．1.9m,0.4mC．1m,-0.5mD．0.9m,-0.5m7．第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000m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(duì)于飛行員幾乎是靜止的C．子彈已經(jīng)飛得沒有勁了，快要落在地上了D．飛行員的手有勁【鞏固提高—登峰攬?jiān)隆恳唬白诠财囓噹麅?nèi)的人看到窗外另一輛靠得很近的汽車向前開動(dòng)了，此時(shí)這人感到自己的車子在后退，實(shí)際上這是錯(cuò)覺，他坐的汽車并沒有動(dòng)”的描述中，所選擇的參照物至少有幾個(gè)？是哪幾個(gè)？二．指出以下所描述的各運(yùn)動(dòng)的參考系是什么？1.太陽從東方升起，西方落下；2.月亮在云中穿行；3.汽車外的樹木向后倒退。三．如圖所示，一根長(zhǎng)0.8m的桿，豎直放置，今有一內(nèi)徑略大于桿直徑的環(huán)，從桿的頂點(diǎn)A向下滑動(dòng)，向下為正方向，取桿的下端O為坐標(biāo)原點(diǎn)，圖中A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)各是多少？A環(huán)從A到B的過程中，位置變化了多少（OB間距離為0.2m）？取A端為坐標(biāo)原點(diǎn)，