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第一章第1节质点参考系和坐标系 2


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高一物理讲义

第1讲
【学习目标】

质点

参考系和坐标系

1.理解质点的概念,能明确物体在什么情况下可以看做质点。 2.知道参考系的概念。知道选取参考系时,要考虑运动的描述尽可能简单。 3.知道坐标系的概念。能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。

r />飞机在空中做特技飞行,如图甲;鸟正在捕食,如图乙;沿弧形前进并旋转的足球,如 图丙; 这些物体都在做复杂的机械运动。 那么你能准确地描述物体上各点的位置及其随时间 的变化情况吗?







一、机械运动 物体的________随时间的变化称为机械运动。 二、物体和质点 1. 实际物体: 有一定的____和____, 并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般____。 2.

? 把它简化为一个有 的物质点,称为质点 ?特点:具有物体的 ,没有 和 质点? 物体看做质点的条件:物体的大小和形状对所研 究的问题可以忽略时,可以 ? ? 把物体看做一个质点
定义:在某些情况下,不考虑物体的 和



思考:2012 年 3 月 28 日,中国花样滑冰选手庞清、佟健参加了在法国尼斯举行的 2012 年花样滑冰世锦赛中角逐双人滑短节目。如果我们要比较花样滑冰运动员的动作优美与否, 能否把他们视为质点?如果我们要研究花样滑冰运动员表演了多长时间, 能否把他们视为质 点? 三、参考系 1.运动与静止的关系: 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。 2.参考系:

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? 的其他物体 ?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 参考系? 影响:同一个物体的运动,选取不同的参考系,所得 ? 出的结果可能是 的 选取原则:参考系的选取是 的,应以 ? ? 和使运动的描述尽可能 为原则
定义:在描述物体的运动时,被选定作参考、假定为 思考:观察如图所示的漫画,图中司机说乘车人“你没动”, 而路上的小女孩说乘车人运动得“真快”。关于司机和小女孩对乘 车人运动状态的描述所选取的参考系分别是什么? 四、坐标系 1.建立目的:为了定量描述物体的位置及位置变化,需要在参 考系上建立适当的坐标系。 2.坐标系的分类及建立方法: 分类 直线坐标系 平面二维坐标系 建立方法 在给定的一条直线上,确定一个______,取一个定点为____,任取一定 线段为单位长,这样就在该直线上建立了直线坐标系(又称数轴) 通常用一对实数表示平面内的点(物体所在的位置),在平面内画两条相 互垂直的数轴(x 轴与 y 轴)即可组成平面直角坐标系 对于一个在三维空间运动的物体, 需建立三维坐标系来表示物体的位置, 在空间用三条相互垂直的数轴(x 轴、y 轴及 z 轴)即可组成空间三维坐标 系

空间三维坐标系

3.坐标系的三要素:____、________和______。 思考: 一辆汽车在东西方向的平直公路上行驶, 要研究汽车在某个时刻所处的位置和某 段时间内的位置变化,应该怎么办?

【典例分析】
类型一 对质点模型的理解 【例题 1】 2012 年第三十届夏季奥林匹克运动会在伦敦举行。伦敦奥运会 共设立 26 个大项 38 个分项 300 个小项。 几种比赛项目中的研究对象可视为质点 的是( )。 A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面的过程中的转动 情况时 B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球掷出后在空中飞行的时间时 类型二 对参考系的理解 【例题 2】 2012 年 1 月 1 日 10 时,第 12 届全国冬季运动会长春赛区火炬 传递活动在长春市举行。11 名火炬手将象征着“绿色冬运、人文冬运、和谐冬
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运”的圣火手手相传。观察图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰,关 于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况,下列说法正确的是(旗杆和甲、 乙火炬手在同一地区)( )。

A.甲、乙两火炬手一定向左运动 B.甲、乙两火炬手一定向右运动 C.甲火炬手可能运动,乙火炬手向右运动 D.甲火炬手可能静止,乙火炬手向左运动 类型三 坐标系的理解和应用 【例题 3】一物体从 O 点出发,沿东偏北 37° 的方向运动 10 m 至 A 点,然 后又向正南方向运动 10 m 至 B 点。 (1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出 A、B 两点的坐标。

题后反思:坐标中的“+” “-”号表示方位,即“+”表示位于坐标轴的 正方向一侧, “-”表示位于坐标轴的负方向一侧。

【巩固练习】
1.下列关于质点的概念正确的是 ( ). A.只有质量很小的物体才可以看成质点 B.只要物体运动得不是很快,就一定可以把物体看成质点 C.质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点 D.旋转的物体,肯定不能看成质点 2.2011 年 8 月在深圳举办的第 26 届世界大学生运动会中,中国运动健儿以 75 金,39 银,31 铜的骄人成绩遥遥领先于其他国家,下列各比赛项目中的研究 对象可视为质点的是 ( ). A. 在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的弯曲情况 B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时 3.下列有关质点的说法中,正确的是 ( ). A.研究哈雷彗星的公转时,哈雷彗星可看做质点 B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看做质点 C.用 GPS 定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员的位置时,该队员 可看做质点
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D.因为子弹的质量、体积都很小,所以在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间 时,可以把子弹看做质点 4.两列火车平行地停在一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木在 向西移动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,若以地面为参考系,上述事实 说明( ). A.甲车向东运动,乙车不动 B.乙车向东运动,甲车不动 C.甲车向西运动,乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动 5.下列说法正确的是 ( ). A.参考系是为了研究物体运动而选取的 B.宇宙中的物体有的静止,有的运动 C.研究物体的运动时只能选取不动的物体作为参考系 D.同一物体的运动对不同的参考系,其观察结果一定相同 6.如图 1-1-10 所示,诗人曾写下这样的诗句:“满 眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动, 是船行.”其中“看山恰似走来迎”和“是船行” 所选的参考系分别是 ( ). A.山和船 B.船和山 C.河岸和流水 D.山和地面 图 1-1-10 7.地面的观察者看雨滴是竖直下落的,坐在匀速行驶 的列车车厢中的乘客看雨滴是 ( ). A.水平向前运动 B.水平向后运动 C.倾斜落向前下方 D.倾斜落向后下方 8.我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法正确的是 ( ). A.我们说:“太阳东升西落”,是以地球为参考系的 B.我们说:“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的 C.我们说:“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的 D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是 以火车为参考系的 9.如图 1-1-11 所示是为了定量研究物体的位置变化而作出的坐标轴(x 轴), 在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心,公路为南北走向, 规定向北为正方向.坐标轴上有两点 A 和 B,A 的位置坐标为 xA=5 m,B 的 位置坐标为 xB=-3 m.下列说法正确的是( ). A.A 点位于广场中心南 5 m 处 B.A 点位于广场中心北 5 m 处 C.B 点位于广场中心南 3 m 处 D.B 点位于广场中心北 3 m 处 图 1-1-11

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