2012高一物理课件 1.1 质点 参考系和坐标系 3（人教版必修1）.ppt

1、第一章 运动的描述1质点 参考系和坐标系一、机械运动1定义：物体的_随时间的变化它是自然界中最简单、最基本的运动形式2力学：在物理学中研究物体做_规律的分支位置机械运动二、物体和质点1实际物体：都有一定的_和形状，并物体上各部分的_情况一般情况下并不相同2质点：用来代替物体的具有_的点3把物体看做质点的条件如果忽略物体的_和_等因素，不影响问题的研究时，就可以把物体看做是质点【特别提醒】质点是一个理想化的物理模型，实际中并不存在大小运动质量大小形状三、参考系1运动与静止自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，即运动是_的，静止是_的，但我们在研究具体物体的运动时，可以说运动是_的绝对相对相对2参

2、考系(1)定义：在描述物体的运动时，被选定做参考、假定为_的其他物体(2)意义：观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随_变化以及如何变化不动时间四、坐标系1目的：定量地描述物体的_及位置的_2方法：当物体做直线运动时，可以选取某一点为坐标原点建立坐标轴，坐标轴的方向表示规定的_，坐标轴上的数值表示物体的位置位置变化正方向3全球定位系统它是由若干个绕地球运行的人造卫星和地面接收装置组成的，能够很精确的确定物体的位置的系统，通常简称_.GPS一、对质点的理解1质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小、形状、体积，与几何中的“点”有本质的区别2质点是实际

3、物体的一种高度抽象，实际中并不存在，是一种“理想化模型”3能否把一个物体看做质点，关键是看物体的大小、形状在所研究的问题中是否为次要因素例如，研究火车从北京到上海的运动时可以把火车视为质点，但研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点了4在中学物理中所研究的物体，一般情况下都可以把它们当做质点因此，在物理习题中，对于“物体”和“质点”两个词一般不加区分【特别提醒】(1)物体的大小并不是判断物体能否看做质点的根据(2)对同一物体，能否将其看做质点要视研究的问题而定下列说法正确的是()A运动中的地球不能看成质点，而原子核可以看成质点B研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看成质点C研究奥运会乒乓

4、球女单冠军张怡宁打出的乒乓球时，能把乒乓球看成质点D研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，可以将汽车看成质点解析：当研究地球的公转时，由于地球直径(约1.3107 m)比地球与太阳之间的距离(约1.51011 m)要小得多，可以忽略不计，可以把地球看成质点(忽略地球的自转)；当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时，就不能忽略地球的大小和形状，当然就不能把地球看成质点了当研究电子绕原子核的运动情况时，因为原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，所以可以把原子核看成质点；但若研究有关原子核结构的问题时，就不能把原子核看成质点，选项A错；研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，因电线杆的粗细比火

5、车的长度小得多，故电线杆可看成质点，而火车不能看成质点，选项B错；奥运冠军张怡宁打出的乒乓球虽小，但飞旋多变，不能看成质点，C错误；在平直的高速公路上飞驰的汽车，尽管车轮在转动，但我们研究的是汽车的速度，对整个车的运动来讲，车轮的转动不是研究的主要问题，可将车看成质点，D正确答案：D二、对参考系的进一步理解1“参考系”的四性(1)标准性：用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的(2)任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简洁为原则；研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系(3)统一性：比较物体的运动时，应该选择同一参考系

6、(4)差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同例如，坐在行驶的车中的乘客，以地面为参考系，乘客是运动的，但如果以车为参考系，则乘客是静止的2选取参考系的原则(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定例如，研究火车上物体的运动情况，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系选择地面为参考系时，参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地面运动了”(2)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某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩当两辆汽车在平直

7、公路上运动时，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动如果以地面为参考系，那么，根据上述观察到的现象可说明()A甲车不动，乙车向东运动B乙车不动，甲车向东运动C甲车向西运动，乙车向东运动D甲、乙两车以相同的速度都向东运动解析：正确分析“乙车内一同学看见路旁的树木向西移动”是解决本题的关键树木相对地面本是静止的，由此判断乙车(相对地面)一定是向东运动“甲车内一同学看见乙车没有运动”则说明甲、乙两车相对静止，速度一定是相同的答案：D三、建立坐标系的意义及方法1意义(1)物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，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

8、坐标系(2)物体的位置可认为是质点在某时刻所在空间的一点2方法(1)直线坐标系：如果物体沿直线运动，即做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和标度，建立直线坐标系(2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动，即做二维运动时，需用两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二维坐标(平面坐标)(3)三维坐标系：当物体在空间内运动时，需采用三个坐标确定它的位置，即三维坐标(空间坐标)3原则建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简洁【特别提醒】(1)建立何种坐标系要针对物体是在直线上、平面内、还是空间中运动而定(2)建立坐标系应明确坐标原点、正方向及单位长度，标明坐标单位如下图所示，冰

9、场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？解析：可以以冰场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的直角坐标系，这样就可以准确地描述运动员的位置了例如，某时刻运动员的坐标为(4 m，6 m)，说明他在冰场中央东侧4 m、偏南6 m的地方，如右图所示如果要确定飞机的位置，则需要确定一点(如观察者所在的位置)为坐标原点，建立三维直角坐标系来描述说一说对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述它们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？点拨：花样滑冰运动员在冰场中滑行的轨迹是无规则的曲线，而且经常做

10、一些有难度的跳跃、旋转动作，因此要准确地描述它们的位置，应建立三维的空间立体坐标系下图中，你认为哪些对象可以看做质点？解析：(1)研究地球绕太阳的公转周期时，尽管地球直径约为1.3104 km，而且本身也在自转，但由于地球和太阳之间的距离约为1.5108 km，是地球直径的104倍，因而就地球相对太阳公转来说，地球的大小和自转可以忽略不计，这时我们就可以把地球视为一个质点(2)自行车运动员的成绩决定于他的骑车速度，我们关注的是他到达终点的名次，不关注身体各部位的动作，故可以把自行车运动员看成一个质点(3)地球绕太阳公转时，地球上不同地区季节的变化、昼夜的变化是不同的，这时地球的大小和形状是不能

11、被忽略的，所以地球在此研究问题中不能看成一个质点答案：甲、乙可以看成质点 丙不可以看成质点【反思总结】物体能否看成质点，关键要看所研究问题的性质例如在研究某宝塔的位置时，可以把塔看成质点；但研究塔的结构时，就不能把塔看成质点【跟踪发散】11：下列情况中的物体可以看做质点的是()A地面上放一只木箱，在上面的箱角处用水平力推它，在研究它是先滑动还是先翻转时B上述木箱，在外力作用下在水平面上沿直线运动时C对于汽车的后轮，在研究车牵引力的来源时D人造地球卫星，在研究其绕地球运动时解析：木箱在水平力作用下是否翻转与力的作用点有关，在这种情况下木箱是不能看做质点的当研究木箱在水平方向上的平动的时候，木箱各

12、点的运动情况是一致的，这时可以把木箱看做质点汽车牵引力的来源与后轮的转动有关，在研究牵引力的来源时，不能把后轮看做质点卫星绕地球转动时，自身的形状和大小可以忽略不计，因此可以把它看做质点故正确选项为B、D.答案：BD如右图所示，甲、乙、丙3人各乘不同的热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降那么，从地面上看甲、乙、丙的运动可能是()解析：甲看到楼房匀速上升，则甲相对楼房是向下运动的，以地面为参考系，甲是向下运动的乙看到甲匀速上升，说明乙相对甲向下运动，以地面为参考系，乙是向下运动的，而且速度比甲大甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，则丙的情况稍微复杂些，

13、以地面为参考系可能是向下运动，但速度比甲和乙都要小，也可能是静止的，也可能是向上运动的答案：ABC【反思总结】判断物体运动或静止的方法(1)确定研究对象(2)根据题意确定参考系，并假定参考系是不动的(3)分析被研究的物体相对于参考系有没有发生位置的变化【易错警示】物体是静止还是运动，都是相对于参考系而言的选定参考系后，某物体相对参考系位置发生了改变，则该物体就是运动的；某物体相对参考系位置没有发生改变，则该物体是静止的【跟踪发散】21：下图中站在公路旁边的人，看到汽车向前运动，那么他可能以什么为参考系()A自己 B与汽车同向，同速度运动的汽车C地面D与汽车同向，但运动速度更大的汽车解析：选取假

14、定不动的物体为参考系，再进行分析比较答案：AC运动员从距地面4 m高处落下，被蹦床弹到距地面5 m高处，蹦床离地面1 m，坐标原点定在蹦床处，向上为坐标轴的正方向，则开始下落点、地面、弹到的最高点的位置坐标分别是()A4 m,0.5 mB3 m，1 m,4 mC0,4 m，1 mD4 m，1 m,5 m解析：在平面直角坐标系中，要想准确描述某物体的位置，必须找准其横坐标与纵坐标答案：A(2 m,3 m)，坐标值的含义为A点在坐标原点东2 m、偏北3 m 处1在下列各运动物体中，可当做“质点”的有()A研究花样滑冰运动员的动作是否优美B确定远洋航行中的巨轮的位置C研究运行中的人造卫星的公转轨迹D

15、比较转动着的砂轮上各点的运动情况解析：花样滑冰运动员的成绩取决于运动员肢体动作的优美程度，所以不能看做质点，故A错；研究砂轮的转动时，其大小形状也不能忽略，故D错；远洋航行的巨轮及运行中的卫星，研究其运动轨迹时，大小、形状均可忽略，故B、C正确答案：BC2诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A船和山 B山和船C地面和山D河岸和流水解析：“看山恰似走来迎”是以人或船为参考系，人看到远处的山向人靠近；“是船行”是以山为参考系，山是静止的，而船是运动的答案：A3下列有关参考系的说法中，正确的是()A只有静止的物体才能被

16、选作参考系B对物体运动的描述与参考系的选择无关C描述一个物体的运动，一定要选择参考系D做曲线运动的物体，无论选哪个物体作参考系，其运动轨迹不可能是直线解析：因为物体的运动具有相对性，所以描述一个物体的运动时，必须选择另外的物体作参考系，故选项C正确对参考系的选择是任意的，只要能清楚而又简单地描述出物体的运动情况就行，因此，选项A错误对同一物体的运动，选择不同的参考系，对其运动情况的描述一般不同，所以选项B错误选项D也是错误的，例如：从水平方向匀速飞行的飞机上丢下的炸弹，地面上的观察者看它作的是抛物线运动，而在飞机上观察，则是竖直向下的直线运动本题正确答案是C.答案：C4.为了实现全球快速、简捷

17、的通信，人类发射了地球同步通信卫星，同步通信卫星位于距地面大约36 000 km的高空，则()A以地面为参考系同步卫星静止B以太阳为参考系同步卫星静止C同步卫星在高空静止不动D同步卫星相对地面上静止的物体是运动的解析：地球同步卫星相对地面是静止的，A正确，D错误；若以太阳为参考系，地球同步卫星则是运动的，B错误；C选项没有选定参考系，不能确定其运动情况答案：A5在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是()A研究地球绕太阳公转一周所需的时间是多少B研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节和昼夜长短的变化C将一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上D正在进行花样溜冰的运动员解析：物体是否能视为质点，不能仅仅以它的大小和形状来确定，关键要看物体的大小和形状与所研究的问题是否有关选项A中，地球可以看成一个质点，因为地球的大小和形状与它绕太阳公转一周的时间无关；选项B中，地球不能视为质点，因为在地球绕太阳公转的过程中，地球上不同地区季节和昼夜长短的变化是不同的，如果把地球看成一个质点，在一点上怎么能区分不同地区呢？选项C中，很显然硬币的形状与研究的问题关系非常密切，故硬币不能看成质点；选项D中，溜冰运动员在冰面上优美的动作被人欣赏，不能当做质点答案：A答案：7003070 向东 30 向西练规范、练技能、练速度