人教版物理必修1《运动的描述》精品学案 《质点参考系坐标系》.docx
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人教版物理必修1《运动的描述》精品学案《质点参考系坐标系》
人教版物理必修1第一章《运动的描述》精品学案
第一节质点、参考系、坐标系
※知识点一、物体和质点
在某些情况下,在研究物体的运动时,不考虑其形状和大小,把物体看成是一个具有质量的点,这样的物体模型称为“质点”。
1.物理学中的理想化方法、理想化模型
质点是只有质量而无大小和形状的点;质点占有位置但不占有空间.质点是对实际物体科学的抽象,是研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的近似,是一种理想化模型,真正的质点是不存在的.
★注意:
真正的质点是不存在的;可看成质点的物体往往并不很小,因此不能把它和微观粒子如电子等混同起来。
2.物体能简化为质点的条件:
①平动的物体通常可视为质点.平动,就是物体上任意一点的运动与整体的运动有相同特点的运动,如水平传送带上的物体随传送带的运动。
②有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
如汽车在运行时,虽然车轮转动,若我们关心的是车辆整体的运动快慢,故汽车可看成质点。
③物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时,不论物体大小如何,都可将其视为质点。
【典型例题】下列情况中的运动物体,能被看成质点的是()
A.研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B.研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况
C.计算从北京开往上海的一列火车的运行时间
D.计算在传送带上输送的工件数量
【解析】
试题分析:
物体能看作质点的条件是:
物体的形状和体积对所研究的问题无影响或影响很小,所以ACD中的物体可看做质点,ACD正确,研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况时各部分运动情况不同,不能看作质点,B错误。
【答案】ACD
【深化拓展】物理中的“质点”与几何中的“点”的有何异同?
参考答案:
(1)相同点:
都是没有形状和大小的点。
(2)不同点:
物理中的“质点”是一个科学抽象的“理想模型”,忽略其大小及形状,但是有质量。
看成质点的物体,体积可能很大(如公转中的地球),也可能很小(如运动的电子)。
几何中的“点”是绝对的,无大小、形状和质量,仅表示在空间的位置。
【针对训练1】对于质点,下列说法正确的是()
A.质点就是体积很小的物体
B.质点就是质量很小的物体
C.研究月球的公转时,可把月球看作质点
D.研究地球的自转时,可把地球看作质点
【答案】C
【针对训练2】下列图1的四个图中,各运动物体不能看作质点的是
A.研究投出的篮球运动路径B.研究书本在桌面上移动L的距离所需的时间
C.研究地球绕太阳公转D.研究子弹头射过扑克牌的时间
【答案】D
※知识点二参考系
为了研究物体的运动,被选来做参考的其他物体称为“参考系”。
对参考系的理解:
(1)运动是绝对的,静止是相对的。
一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的。
(2)参考系的选取可以是任意的。
(3)判断一个物体是运动还是静止,如果选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论。
(4)参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体,在讨论问题时,被选为参考系的物体,我们常假定它是静止的。
(5)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系。
(6)研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系.
【典型例题】平直公路上汽车甲中的乘客看见窗外树木向东移动,恰好此时看见另一汽车乙从旁边匀速向西行驶,此时公路上两边站立的人观察的结果是()
A.甲车向东运动,乙车向西运动
B.乙车向西运动,甲车不动
C.甲车向西运动,乙车向东运动
D.两车均向西运动,乙车速度大于甲车
【答案】D
【解析】
试题分析:
甲车乘客看到树木向东移动,说明甲车向西运动,而看到乙车向西运动,是以甲车为参考系,乙车向西运动,说明乙车西运动的速度大于甲车向西运动的速度,因此D正确,ABC错误。
【针对训练1】甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的。
那么以乙物体为参考系,丙物体运动是()
A.一定是静止的B.一定是运动的
C.可能是静止的,也可能是运动的D.无法判断
【答案】B
【针对训练2】南北朝时期的傅翕曾写下这样一首诗:
“空手把锄头,步行骑水牛。
人在桥上走,桥流水不流。
”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参照物是
A.水B.桥C.人D.地面
【解析】
试题分析:
以水为参考系,假定水是静止的,桥与水的间距发生了变化,那么桥是运动的,故选项A正确.
【答案】A
※知识点三坐标系
为了定量地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”
1、如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立一维坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立二维直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维直角坐标系来描述.
2、如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置及变化,可以以这条直线为x轴,在直线上规定正方向、坐标原点和坐标值,建立直线坐标系,如图所示,若物体运动到A点,此时它的位置坐标xA=3m,若它运动到B点,则此时它的位置坐标xB=-2m。
【典型例题】【2013-2014浙江宁波金兰合作组织高一上期中联考物理试卷】以某十字路口的交通岗亭为坐标原点,向东为x轴正方向,向南为y轴正方向,画出用坐标系描述坐标为(-60m,80m)的建筑物相对交通岗亭的位置,并求该建筑物距岗亭的距离.
【解析】 二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标,故该建筑物的坐标x=-60m、y=80m,该建筑物位于交通岗亭西60m、南80m处,由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭100m.
【答案】 见下图 100m
【针对训练】氢气球升到离地面80m的高空时从上面掉落下一物体,物体又上升了l0m后开始下落,若取向上为正,则物体从掉落开始至地面时位移和经过的路程分别为()
A.80m,l00mB.-80m,l00mC.80m,100mD.-90m,180m
【答案】B
考点预测
参考系----参考系可以任意选取,选取不同的参考系,物体的运动情形往往不同.
【典例分析】甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动.甲说:
“它在做匀速运动.”乙说:
“它是静止的.”丙说:
“它在做加速运动.”这三个人的说法( )
A.在任何情况下都不对
B.三人中总有一人或两人的说法是错误的
C.如果选择同一参考系,那么三个人的说法都对
D.如果各自选择自己的参考系,那么三个人的说法就可能都对
【解析】被选作参考系的物体是被假定不动的物体,另外物体相对于参考系发生位置的变化,就是运动的,没有相对位置的改变,即静止的.如果被观察物体相对于地面是静止的,甲、乙、丙相对于地面分别做匀速运动、静止、加速运动,再以他们自己为参考系,则三个人的说法都正确,A、B错误,D正确;在上面的情形中,如果他们都选择地面为参考系,三个的观察结果应是相同的,因此C错误.
【答案】:
D
【思路点拨】 选取不同的参考系,即使是观察同一物体的运动,观察的结果也是不一样的,分析时注意甲、乙、丙三人的说法均未指明参考系.
课堂检测
1、以下关于质点的说法正确的是()
A.只有体积很小的物体才能被看成质点
B.只有质量很小的物体才能被看成质点
C.花样滑冰比赛中的运动员可以被看成质点
D.研究在平直公路上行驶的汽车的速度时,可将汽车看成质点
2、下列情况中的物体可以看成质点的是()
A.研究一列火车通过某一路标所用时间
B.研究一列火车从广州到北京所用时间
C.研究乒乓球的弧圈技术
D.研究自由体操运动员在空中翻滚的动作
3、甲、乙两辆汽车在平直公路上运动,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木向西移动。
如果以地面为参考系,那么()
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一起向东运动
4、下列有关质点的说法中正确的是()
A.只有质量和体积都极小的物体才能视为质点
B.研究一列火车过铁路桥经历的时间时,可以把火车视为质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在不停地转动,所以在任何情况下都不能把自行车作为质点
D.虽然地球很大,还在不停地自转,但是在研究地球的公转时,仍然可以把它视为质点
5、关于参考系的选取,下列说法正确的是
A.参考系必须选取静止不动的物体
B.参考系必须是和地面联系在一起的
C.在空中运动的物体不能作为参考系
D.任何物体都可以作为参考系
6、在物理学研究中,有时可以把物体看成质点,下列说法中正确的是
A.研究地球的公转时将地球看成质点
B.研究车轮的转动,可以把车轮看成质点
C.研究跳水运动员在空中的翻转,可以把运动员看成质点
D.研究乒乓球的旋转,可以把乒乓球看成质点
7、下列说法正确的是()
A.参考系必须是固定不动的物体
B.参考系可以是变速运动的物体
C.地球很大,又因有自转,研究地球公转时,地球不可视为质点
D.研究跳水运动员转体动作时,运动员可视为质点
8、曾有这样一首诗:
“空手把锄头,步行骑水牛。
人在桥上走,桥流水不流。
”其中最后一句“桥流水不流”选择的参考系是()
A.水B.桥C.人D.地面
9、从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5m后回落,最后到达地面,如图所示,分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写以下表格:
课堂检测答案
1、【答案】D2、【答案】B3、【答案】D4、【答案】D
5、【答案】D6、【答案】A7、【答案】B8、【答案】A
9、解析:
本题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立直线坐标系,来定量描述物体的位置,若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1=3m,x2=8m,x3=0;若以抛出点为原点,则x′=0,x2′=5m,x3′=-3m.
过关检测
一、选择题(第11、12题每小题5分,其他每小题4分,共50分)
1.下列对物体运动的描述中,有关参考系的说法正确的是
A.“一江春水向东流”以水面上的船为参考系
B.“地球绕太阳的公转”以地球为参考系
C.“钟表的时针在转动”以表盘为参考系
D.“火车行驶出站台”以该列车上的乘客为参考系
2.下列关于质点的叙述中正确的是()
A.质点就是一个有质量的几何点
B.原子因为很小,所以原子就是一个质点
C.地球的质量和体积都很大,所以当然不能看做质点
D.质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化物理模型
3.下列诗句描绘的情景中,含有以流水为参考系的是()
A.人在桥上走,桥流水不流
B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.白日依山尽,黄河入海流
D.孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流
4.2012年6月6日.天宇上演“金星凌日”的精彩天象。
观察到日面上有颗小黑点缓慢走过.持续时间达六个半小时.那便是金星.这种天文现象称为“金星凌日”。
如图所示.下面说法正确的是
A.地球在金星太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系.金星绕太阳一周位移不为零
D.以太阳为参考系.可以认为金星是运动
5.第二届夏季青年奥林匹克运动会将于2014年8月在南京举行,青奥会比赛将在“三大场馆区”的15个不同竞赛场馆进行26个项目比赛,将向世界奉献一届精彩的青奥会。
在考察下列运动员的比赛成绩时,可视为质点的是()
A.马拉松B.跳水C.击剑D.体操
6.关于质点,下列说法中不正确的是
A.物体能否看作质点,不能由体积的大小判断
B.物体能否看作质点,不能由质量的大小判断
C.物体能否看作质点,不能由物体是否做直线运动判断
D.研究飞行中直升机螺旋桨的转动,螺旋桨可看作质点
7.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两个同时落到蹦床上,若以演员自己为参考系,此过程中他们各自看到对方的运动情况是
A.甲看到乙先朝上、再朝下运动
B.甲看到乙一直朝上运动
C.乙看到甲先朝下、再朝上运动
D.甲看到乙一直朝下运动
8.在研究下述运动时,能把物体看作质点的是()
A.研究地球的自转效应B.研究乒乓球的旋转效应
C.研究原子核的结构时D.研究“嫦娥一号”绕月轨迹时
9.在我国东南部的某大城市,有一天下午,在该城市的中心广场行人拥挤,有人突然高喊“楼要倒了!
”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒,如图所示。
便纷纷狂奔逃生,引起交通混乱,但过了好久,高楼并没有倒塌。
人们再仔细观望时,楼依然稳稳地矗立在那里。
下面有关探究分析这一现象的原因的说法中正确的是()
A.是一种错觉,不可能发生B.感觉楼要倾倒的原因是人在运动
C.是因为选择了高空运动的云为参考系D.是因为选择了旁边更高的楼为参考系
10.火车停靠在站台上,乘客往往会发现这样的现象,对面的火车缓慢的起动了,等到站台出现,才发现对面的火车没有动,而是自己乘坐的火车在开动,则前、后两次乘客分别采用的参考系是()
A.自己坐的火车,站台
B.站台,对面的火车
C.两次都是对面火车
D.两次都是站台
11.(多选)物理试题观察图中的烟和小旗,关于甲乙两车的相对于房子的运动情况,下列说法中正确的是()
A.甲、乙两车可能都向左运动。
B.甲、乙两车一定向右运动。
C.甲车可能运动,乙车向右运动。
D.甲车可能静止,乙车向左运动。
12.(多选)甲、乙、丙三辆汽车同时在一条南北方向的大街上行驶,甲车上的人看到丙车相对于甲车向北运动,乙车上的人看到甲、丙两辆汽车都相对乙车向南运动,丙车上的人看到路边树木向北运动.关于这三辆车行驶的方向,正确的说法是()
A.甲车必定向南行驶
B.乙车必定向北行驶
C.丙车可能向北行驶
D.三辆车行驶方向可能相同
二、非选择题(共2小题,每题5分,共10分)
13.(5分)【2012-2013学年福建省永定县湖雷中学高一入学考试物理试题】如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置及变化,可以以这条直线为x轴,在直线上规定、和,建立直线坐标系,如图所示,若物体运动到A点,此时它的位置坐标xA=,若它运动到B点,则此时它的位置坐标xB=。
14.(5分)【2012年人教版高中物理必修一】质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止。
如图,AC=100m,BC=30m,若以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点的位置为________,B点位置为________,C点位置为________。
过关检测参考答案
一、选择题(第11、12题每小题5分,其他每小题4分,共50分)
1.【答案】C2.【答案】D3.【答案】A4.【答案】D5.【答案】A
6.【答案】D7.【答案】B8.【答案】D9.【答案】C10.【答案】A
11.(多选)【答案】AD12.(多选)【答案】AD
二、非选择题(共2小题,每题5分,共10分)
13.【答案】原点正方向单位长度3m-2m
14.【答案】-70m 0 30m
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