質(zhì)點參考系坐標系課件

1、第一章　運動的描述　1　質(zhì)點　參考系和坐標系,一、物體和質(zhì)點1.機械運動：物體的_________隨時間的變化。2.質(zhì)點：某些情況下,忽略物體的_____和_____,突出“物體具有質(zhì)量”,把它簡化成_______的物質(zhì)點。3.把物體看成質(zhì)點的條件：物體的_____和_____可以忽略或物體上任意一點的運動可代替_________的運動。,空間位置,大小,形狀,有質(zhì)量,大小,形狀,整個物體,二、參考系1.運動與靜止的關系：

2、(1)自然界中的一切物體都處于永恒的運動中,即運動是_______。(2)描述某一個物體的運動時,總是相對于其他物體而言的,這便是運動的_______。,絕對的,相對性,2.參考系：(1)定義：在描述物體的運動時,被選定做參考、假定為_____的其他物體。(2)選取原則：參考系的選取是__(A.任意的　B.唯一的)。(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物體的運動,觀察結(jié)果_________。,不

3、動,A,往往不同,三、坐標系1.建立目的：為了定量描述物體的位置及_________。2.坐標系的三要素：_____、_______和單位長度。,位置變化,原點,正方向,【自我診斷】1.思考辨析：(1)很小的物體一定能看成質(zhì)點。(　　)(2)做直線運動的物體一定能看成質(zhì)點。(　　)(3)自然界中沒有絕對靜止的物體。(　　)(4)只能選擇靜止的物體作為參考系。(　　)(5)描述直線運動,一般建立直線坐標系。(　　),提示：

4、(1)×。很小的物體有時也不能看成質(zhì)點。例如,研究乒乓球旋轉(zhuǎn)時,乒乓球不能看成質(zhì)點。(2)×。做直線運動的物體有時也不能看成質(zhì)點。例如,研究火車過橋的時間時,做直線運動的火車不能看成質(zhì)點。(3)√。自然界中一切物體均處于運動中,絕對靜止的物體不存在。,(4)×。參考系的選取具有任意性,可以選任意物體作為參考系。(5)√。描述運動時建立何種坐標系由物體的運動特點決定,一般用直線坐標系描述直線運動。,2.

5、以下情景中,加著重號的人物或物體可看成質(zhì)點的是(　　)A.研究一列火車通過長江大橋所需的時間B.乒乓球比賽中,運動員發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球C.研究神十航天員王亞平在太空艙授課時的動作D.用GPS確定遼寧號航空母艦在大海中的位置,【解析】選D。研究火車通過長江大橋的時間不能把火車看成質(zhì)點;要接住“旋轉(zhuǎn)球”,必須研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況,不能把乒乓球看成質(zhì)點;研究神十航天員王亞平在太空艙授課時的動作時,不能把王亞平看成質(zhì)點;用GPS確定遼寧號航

6、空母艦在大海中的位置時,可以把遼寧號航空母艦看成質(zhì)點,故應選D。,3.(多選)以下說法正確的是(　　)A.“一江春水向東流”的參考系是江岸B.我們說“太陽從東方升起”是以太陽為參考系C.研究某學生騎車回校的速度時可以把學生和車看作質(zhì)點D.研究某學生騎車姿勢進行物理分析可以把學生和車看作質(zhì)點,【解析】選A、C。“一江春水向東流”是選擇江岸(或岸上的樹木)為參考系,A對。“太陽從東方升起”是以地面為參考系,B錯。研究某學生騎車回校的

7、速度時人與車的大小及形狀可以忽略不計,此時人與車可看作質(zhì)點,C對。研究某學生的騎車姿勢時是觀察其肢體動作,此時不能將其看作質(zhì)點,D錯。,知識點一　質(zhì)點的性質(zhì)與判斷思考探究：,雄鷹的身體在向前運動,但它的翅膀在向前運動的同時還在上下運動;地球在繞太陽公轉(zhuǎn),同時還在自轉(zhuǎn)……(1)研究雄鷹在兩地間的飛行快慢、地球的運動軌跡時,遇到什么困難?如何簡化?(2)研究雄鷹翅膀的運動情況、地球的自轉(zhuǎn)情況時,能否用同樣的方法進行簡化?為什么?,提示

8、：(1)研究雄鷹在兩地間飛行的快慢,地球的運動軌跡時,準確描述物體上各點的運動非常困難。由于不需要把注意力放在翅膀的拍打、地球自轉(zhuǎn)上,因此可以忽略雄鷹和地球的大小和形狀,而視它們?yōu)椤包c”。(2)不能。如果用同樣的方法將雄鷹和地球看作“點”,將無法研究雄鷹翅膀的運動情況和地球的自轉(zhuǎn)情況。,【歸納總結(jié)】1.質(zhì)點的性質(zhì)：(1)質(zhì)點不同于幾何“點”。質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點,其特點是具有質(zhì)量,沒有大小、體積、形狀,它與幾何“點”有

9、本質(zhì)的區(qū)別。,(2)質(zhì)點是一種“物理模型”。①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,是物理學經(jīng)常采用的一種科學研究方法,質(zhì)點就是典型的物理模型之一。②物理模型作為一種理想模型,是為了研究問題方便而對實際問題的科學抽象,實際中并不存在。,2.物體能否看成質(zhì)點的條件：(1)在研究物體的運動時,當物體的形狀和大小對于所研究的問題可以忽略不計時,物體就可以看成質(zhì)點。(2)以下兩種情況,物體通?？梢钥?/p>

10、作質(zhì)點。①物體的大小、形狀對研究結(jié)果沒有影響或影響可以忽略時。②只研究物體的平動,不研究物體的轉(zhuǎn)動時。,物體可看成質(zhì)點的幾種情況,【典例探究】考查角度1　對質(zhì)點的理解【典例1】(2016·廈門高一檢測)下列關于質(zhì)點的說法中,正確的是(　　)A.質(zhì)點是一個理想化模型,實際上并不存在,所以,引入這個概念沒有多大意義,B.只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點C.凡輕小的物體,皆可看作質(zhì)點D.當物體的形狀和大小對所研究的問題屬

11、于無關或次要因素時,即可把物體看作質(zhì)點,【正確解答】選D。建立理想化模型是物理中重要的研究方法,對于復雜問題的研究有重大的意義,A錯誤;一個物體能否看作質(zhì)點不應只看其大小,體積很小的物體有時可以看成質(zhì)點,有時不能看成質(zhì)點,B錯誤;一個物體能否看作質(zhì)點不以輕重而論,C錯誤;物體能否看成質(zhì)點取決于其大小和形狀對所研究的問題是否屬于次要因素,若是,就可以看成質(zhì)點,D正確。,考查角度2　質(zhì)點的判斷【典例2】如圖所示,下列幾種情況下的物體,哪些

12、可將物體當作質(zhì)點來處理(　　),A.甲：研究正在吊起貨物的起重機的運動時B.乙：研究正在旋轉(zhuǎn)的硬幣的運動時C.丙：研究太空中宇宙飛船的位置時D.?。貉芯块T的運動時,【解題探究】判斷物體能否當作質(zhì)點,關鍵看忽略物體的___________后,對所研究的問題是否有影響。,大小和形狀,【正確解答】選C。A、B、D選項中的研究對象的大小、形狀忽略后,起重機、硬幣、門的運動將無法研究,故A、B、D選項中的研究對象不能被當作質(zhì)點。C選項中宇

13、宙飛船的大小、形狀忽略后,對于確定宇宙飛船的位置無影響,故C項中的宇宙飛船可以被當作質(zhì)點。,【規(guī)律方法】假設法判斷物體能否當作質(zhì)點(1)確定問題的性質(zhì),即研究目的、觀察的重點是什么。(2)假設物體的形狀、大小被忽略,成了一個有質(zhì)量的“點”。(3)思考所要研究的問題,所進行的觀察是否受影響。若受影響,物體不能被當作質(zhì)點;若不受影響,物體就能被當作質(zhì)點。,【過關訓練】1.下列關于質(zhì)點的說法正確的是(　　)A.只要是體積很小的物體都

14、可以看成質(zhì)點B.只要是質(zhì)量很小的物體都可以看成質(zhì)點C.質(zhì)量很大或體積很大的物體都一定不能看成質(zhì)點D.由于所研究的問題不同,同一物體有時可以看成質(zhì)點,有時不能看成質(zhì)點,【解析】選D。物體能否被看成質(zhì)點,不能看其大小,也不能看其質(zhì)量,而是看其大小、形狀對所研究的問題的影響是否可以忽略,選項A、B、C錯誤。同一個物體在不同的問題中,有時大小、形狀可忽略,有時不能,即有時可被看成質(zhì)點,有時不能,選項D正確。,2.(2016·溫州

15、高一檢測)在考查下列運動員的比賽成績時,可視為質(zhì)點的是(　　),【解析】選D。在考查高低杠、跳水、花樣滑冰的比賽成績時,會考慮運動員動作的規(guī)范性,不能將其看作質(zhì)點,A、B、C錯誤;馬拉松比賽則不需要考慮運動員運動的細節(jié),可以將其看作質(zhì)點,D正確。,【補償訓練】1.在研究物體的運動時,力學中引入“質(zhì)點”的概念,從科學方法上來說屬于(　　)A.極限分析物理問題的方法B.觀察實驗的方法C.建立理想物理模型的方法D.等效替代的方法,【

16、解析】選C。質(zhì)點的引入是忽略次要因素,抓住主要因素,是一種建立理想物理模型的方法。,2.下列情況中的物體可以看作質(zhì)點的是(　　)A.研究直升機螺旋槳的轉(zhuǎn)動B.研究百米賽跑運動員的起跑動作C.觀測正在軌道上調(diào)整姿勢的衛(wèi)星D.研究從常州開往北京的列車的運動速度,【解析】選D。A、B、C選項中的研究對象的大小、形狀忽略后,將無法觀察螺旋槳的轉(zhuǎn)動、運動員的起跑動作和衛(wèi)星的姿勢調(diào)整,故選項A、B、C中的物體不能看作質(zhì)點。D選項中,列車的形

17、狀、大小對列車速度的研究沒有影響,可以看作質(zhì)點。,知識點二　對參考系的理解思考探究：如圖,兩名同學正坐在高速行駛的列車中。(1)列車里的同學認為對面同學是運動的還是靜止的,他選擇的參考系是什么?,(2)列車外的人認為列車里的同學是運動還是靜止的?他選擇的參考系是什么?兩次的觀察結(jié)果不同說明了什么?,提示：(1)列車里的同學認為對面同學是靜止的,他選擇的參考系是列車。(2)列車外的人認為列車里的同學是運動的,他選擇的參考系是地

18、面。可見選擇不同的參考系,觀察結(jié)果一般不同。,【歸納總結(jié)】1.選擇參考系的意義：要描述一個物體的運動,必須首先選好參考系,只有選定參考系后,才能研究物體做怎樣的運動。,2.選取原則：以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。(1)研究地面上物體的運動時,常選地面或相對地面靜止的物體作為參考系。(2)研究某一系統(tǒng)中物體的運動時,常選系統(tǒng)為參考系。例如,研究宇航艙內(nèi)物體的運動情況時,選取宇航艙為參考系。,3.參考系的四個性質(zhì)：(1

19、)標準性：被選為參考系的物體都是假定不動的,被研究的物體是運動還是靜止,都是相對于參考系而言的。(2)任意性：除自身外,任何物體都可以作為參考系。,(3)統(tǒng)一性：比較多個物體的運動時應選擇同一個參考系。(4)差異性：對于同一個物體,選擇不同的參考系,觀察結(jié)果一般不同。,【特別提醒】(1)分析具體的問題時,選擇合適的物體作為參考系,可使問題變得簡單。(2)解題過程中,如果選地面作為參考系可以不指明,但選其他物體作為參考系時必須指明

20、。,【典例探究】考查角度1　對參考系的理解【典例1】(多選)(2016·武威高一檢測)關于參考系,下列說法正確的是(　　)A.描述一個物體的運動情況時,參考系可以任選B.研究物體的運動時,應先確定參考系,C.參考系必須選地面或相對于地面靜止不動的其他物體D.實際選取參考系的原則是對運動的描述盡可能簡單【正確解答】選A、B、D。描述物體的運動時必須先選參考系,B對;參考系的選取是任意的,被選為參考系的物體可以靜止,也

21、可以運動,A對,C錯。選哪個物體作為參考系,應以問題研究起來方便而定,D對。,考查角度2　參考系的應用【典例2】如圖所示,由于風,河岸上的旗幟向右飄,在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄,兩條船的運動狀態(tài)是(　　),A.A船肯定是向左運動的B.A船肯定是靜止的C.B船肯定是向右運動的D.B船可能是靜止的,【解題探究】(1)河岸上的旗幟向右飄,說明風向哪個方向吹?提示：風吹的方向決定靜止的旗幟飄動的方向。(2)該問

22、題除了考慮船的運動方向,還需要考慮什么因素?提示：由于運動具有相對性,該問題除了考慮船的運動方向外,還需要考慮船的運動速度與風速的大小關系。,【正確解答】選C。該題可以按以下思路求解：(1)A船運動情況的確定：由題圖知A船與河岸的旗幟均向右飄,則相對于風,A船、河岸都具有向左的運動速度,所以A船可能相對河岸靜止,也可能以任意速度向左運動,還有可能以相對比風速小的速度向右運動,A、B錯誤。(2)B船運動情況的確定：B船中旗幟向左飄,表明

23、B船只能向右運動,且速度大于風速,C對,D錯。,【規(guī)律方法】判斷參考系的兩種方法(1)靜物法：明確觀察到的現(xiàn)象中,什么物體是運動的,什么物體是靜止的,靜止的物體可能就是參考系。(2)假設法：假設以某物體為參考系,看對物體運動的描述是否與描述中的結(jié)果一致。若一致,該物體可能就是參考系。,【過關訓練】1.關于參考系,下列說法正確的是(　　)A.參考系必須是靜止不動的物體B.參考系必須是靜止不動或正在做直線運動的物體C.研究物體的

24、運動,可選擇不同的參考系,但選擇不同的參考系觀察結(jié)果是一樣的,D.研究物體的運動,可選擇不同的參考系,但選擇不同的參考系對于研究同一物體的運動而言,一般會出現(xiàn)不同的結(jié)果【解析】選D。參考系的選取是任意的,A、B錯誤;選擇不同的參考系,對同一物體運動的描述一般是不同的,C錯誤、D正確。,2.2015年9月3日,紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式在天安門廣場舉行。如圖所示,七架戰(zhàn)機保持“固定隊列”在天安門廣場

25、上空飛過。下列說法正確的是(　　),A.以某飛機為參考系,其他飛機是靜止的B.以飛行員為參考系,廣場上的觀眾是靜止的C.以某飛行員為參考系,其他飛行員是運動的D.以廣場上的觀眾為參考系,飛機是豎直向上運動的,【解析】選A。物體相對于參照物是否相對運動是判斷物體運動狀態(tài)的依據(jù),飛機間沒有相對運動,故選某飛機為參考系時,其他飛機是靜止的,A對,C錯;飛行員相對觀眾是沿水平方向運動的,B、D錯。,【補償訓練】1.一只猴子靜止在懸掛于天

26、花板的細棒上,現(xiàn)使懸掛棒的繩子斷開,猴子和細棒一起向下運動,甲說此棒是靜止的,乙說猴子是向下運動的,甲、乙兩人所選的參考系分別是(　　),A.甲選的參考系是地球,乙選的參考系也是地球B.甲選的參考系是地球,乙選的參考系是猴子C.甲選的參考系是猴子,乙選的參考系是地球D.甲選的參考系是猴子,乙選的參考系也是猴子,【解析】選C。據(jù)題意知,棒與猴子一起向下運動,即猴子相對棒處于靜止狀態(tài)。甲說此棒靜止,他必然是以猴子為參考系,乙說猴子向下

27、運動,它必然是以大地為參考系,故選項C是正確的。,2.寓言“刻舟求劍”中的主人公找不到掉入水中的劍,是因為他選擇的參考系是(　　)A.乘坐的小船 B.岸邊的樹木C.流動的河水 D.掉入水中的劍【解析】選A。寓言中的主人公記下的是劍相對船的下落位置,故他是以乘坐的小船為參考系的,A正確。,知識點三　三種常見的坐標系思考探究：一輛汽車正在平直的公路上直線行駛。,(1)為了描述汽車的位置及位置變化,我們需要建

28、立什么樣的坐標系?(2)汽車轉(zhuǎn)彎時,(1)中建立的坐標系還能描述物體的位置及位置變化嗎?如果不能,我們需要建立什么樣的坐標系?,提示：(1)為了描述汽車的位置變化,我們需要建立直線坐標系。(2)汽車轉(zhuǎn)彎時,(1)中建立的坐標系就不能描述物體的位置變化了,此時,我們需要建立平面坐標系描述汽車的位置變化。,【歸納總結(jié)】1.建立坐標系的物理意義：(1)利用坐標可以定量描述物體的位置。(2)利用坐標差可以定量描述物體的位置變化。,2.

29、三種坐標系的比較：,【特別提醒】(1)建立何種坐標系由物體的運動特點確定,建立坐標系的原則是能夠方便、準確地描述物體的位置及位置變化。(2)物體在坐標系中的坐標值是正值還是負值,與正方向的規(guī)定和原點的位置有關。,【典例探究】【典例】(2016·德州高一檢測)紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式上,車隊從天安門前經(jīng)過,以北京長安街為坐標軸x,向西為正方向,以天安門中心所對的長安街中心為坐標原點O,建立一維

30、坐標系。一輛戰(zhàn)車最初在原點以東3km處,一段時間后行駛到原點以西2km處。這輛戰(zhàn)車最初位置坐標和最終位置坐標分別是(　　),A.3 km,2 km B.-3 km,2 kmC.3 km,-2 km D.-3 km,-2 km,【正確解答】選B。坐標軸的正方向向西,則位置在原點以西為正,在原點以東為負。汽車最初在原點以東且距原點3 km,所以最初位置是-3 km,同理最終位置是2 km,故B正確。,【過關訓練】

31、若某同學在操場上從A點開始先向南走了15 m到B點,接著又向東走了20 m到C點,請你建立合適的坐標系描述該同學的位置及位置的變化。,【解析】建立如圖所示的坐標系。,設A點為坐標原點,則B點坐標為(0,15),C點坐標為(20,15)。根據(jù)幾何知識lAC= =25 m,設AC與y軸夾角為θ,則tanθ= 得θ=53°。答案：見解析,【補償訓練】1.湖中O點有一觀察站,一小船從O點出發(fā)向東行駛4

32、km,又向北行駛3 km,則O點的觀察員對小船位置的報告最為精確的是(　　)A.小船的位置變化了7 kmB.小船向東北方向運動了7 kmC.小船向東北方向運動了5 kmD.小船的位置在東偏北37°方向距O點5 km處,【解析】選D。如果取O點為坐標原點,向東為x軸正方向,向北為y軸正方向,則小船的位置坐標為(4 km,3 km)或x=4 km,y=3 km,小船雖然運動了7 km,但在O點的觀察員看來,它離自己的

33、距離是 km=5 km,方向要用角度表示,sinθ= =0.6,因此θ=37°表示東偏北的角度。,2.以某十字路口的交通崗亭為坐標原點,向東為x軸正方向,向南為y軸正方向。(1)畫出坐標系,描述坐標為(-60m,80 m)的建筑物相對于交通崗亭的位置。(2)求該建筑物距崗亭的距離。,【解析】(1)如圖所示,二維坐標系的坐標值順序為x坐標、y坐標,故該建筑物的坐標x=-60m、y=80m。該建筑物位于

34、交通崗亭西60m、南80m處。(2)由交通崗亭先向西走60 m,再向南走80 m即到該建筑物。由勾股定理可知該建筑物距交通崗亭s= m=100 m。答案：見解析,【拓展例題】考查內(nèi)容：參考系對運動描述的影響【典例】A、B兩輛汽車在一條東西方向的直路上向東行駛,A車的速度為6m/s,B車的速度為10m/s。(1)上述對A、B車運動情況的描述是以什么為參考系?(2)若以A車為參考系,B車的速度多大?方向如何?(