质点、参考系和坐标系学案

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时间:2018-08-08

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1、学案1 质点 参考系和坐标系[学习目标定位] 1.理解什么是质点,知道质点是一种理想化的物理模型.2.能说出把物体看做质点的条件.3.知道参考系,知道对物体运动的描述具有相对性.4.知道坐标系和坐标系的种类.一、物体和质点1.质点:在某些情况下,我们可以忽略物体的大小和形状,而突出“物体具有质量”这个要素,把它简化成一个有质量的物质点,这样的点称为质点.2.把物体看做质点的条件如果忽略物体的大小和形状等因素,不影响问题的研究时,就可以把物体看做是质点.二、参考系1.参考系:要描述一个物体的运动,首

2、先要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化.这种用来做参考的物体称为参考系.2.参考系对观察结果的影响:同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动结果会有所不同.三、坐标系1.建立目的: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坐标系.2.直线坐标系:当物体做直线运动时,往往以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系.一、质点[问题设计]北京时间8月12日,2013年田径世锦赛男子100米飞人大战,

3、牙买加选手博尔特在大雨和逆风的不利天气条件下,以9秒77逆转摘金.博尔特身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗?在研究博尔特百米决赛所用时间时,能否忽略他的大小和形状,把他看成一个“点”呢?答案 不相同;能.[要点提炼]1.质点的特点(1)质点是用来代替物体的有质量的物质点,它忽略了物体的大小和形状等次要因素,而突出了物体具有质量这个主要因素.它与几何中的“点”有本质区别.(2)质点是一种科学抽象,是一种理想化的物理模型,实际上不存在(填“存在”或“不存在”).2.物体可以看成质点的条件:

4、物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时.[延伸思考]是不是很大的物体一定不能看做质点,而很小的物体一定可以看做质点?请举例说明.答案 不是.研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点,而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点.二、参考系[问题设计]天宫一号空间站绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在其中的宇航员如何运动?以空间站为参考系呢?答案 以地球为参考系,宇航员在绕地球做近似圆周运动.以空间站为参考系,宇航员处于静止状态.[要点提炼]1.参考系的选取原则:参考系的选取可以是任

5、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.如果题目不做特殊说明,都是选地面为参考系.2.参考系对观察结果的影响(1)对一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也不同.(2)相对静止:如果一个物体相对参考系位置不变,我们就说这两个物体是相对静止的.平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的.三、坐标系[问题设计]描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢?(1)描述百米运动员在运动中的位置.(2)描述滑冰

6、场上花样滑冰运动员的位置.(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置.答案 (1)以起点为坐标原点,建立一维直线坐标系;(2)以滑冰场中心为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立二维平面直角坐标系;(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点,建立三维空间直角坐标系.[要点提炼]1.要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系,这个坐标系上包括原点、正方向和单位长度.2.研究质点的直线运动时,一般建立一维直线坐标系,坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个位置.3.直线坐标系中坐标值的含义(1)坐标

7、值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上.(2)坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离.一、对质点的理解例1 分析研究下列物体的运动时,研究对象能看做质点的是(  )A.研究“嫦娥三号”“奔月”的过程B.研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作C.研究从斜面上滑下的木块的滑行时间D.研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况解析 研究“嫦娥三号”“奔月”的过程,其形状、大小可以忽略不计,可以把它看成质点.对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析,不能把她看做质点.从斜面上滑下的木块,其各部分的运

8、动情况都相同,故可把木块看做质点.弧旋乒乓球在转动,其各点的运动情况不同,研究其旋转情况时不能把它看做质点.答案 AC二、参考系与相对运动例2 下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是(  )A.诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的B.“钱塘江观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮水作为参考系的C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山作为参考系的D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗作为参考系的解析 选项A中的研究对象是“水”,故是以地面为参考系

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