高中物理课件质点参考系和坐标系.ppt

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1、第第一一章章第第1 1节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础要点三要点三关键语句归纳关键语句归纳返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回1 1理解质点的概念和理想模型的建立的理解质点的概念和理想模型的建立的意义。意义。2 2知道参考系的概念及其与运动的关系。知道参考系的概念及其与运动的关系。3 3会用一维坐标系定量描述物体的位置会用一维坐标系定量描述物体的位置及位置的变化。及位置的变化。返回返回返回

2、返回返回返回返回返回读教材读教材填要点填要点 1 1质点质点 (1)(1)定义：在某些情况下，可以忽略物体的定义：在某些情况下，可以忽略物体的 和和 ，而突出，而突出“物体具有物体具有 ”这个要素，把它简这个要素，把它简化为一个有化为一个有 的物质点，这样的点称为质点。的物质点，这样的点称为质点。大小大小形状形状质量质量质量质量返回返回返回返回 (2)(2)物体可以看做质点的条件：物体可以看做质点的条件：如果在研究的问题中，物体的如果在研究的问题中，物体的 、对所对所研究的问题的影响可以忽略不计时，就可以把物体当作研究的问题的影响可以忽略不计时，就可以把物体当作质点。质点。有些情况下，虽然物体

3、的大小和形状不能忽略，有些情况下，虽然物体的大小和形状不能忽略，但是可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动，但是可以用其上任意一点的运动来代替整个物体的运动，此时整个物体的运动就可以简化为一个点的运动，即把此时整个物体的运动就可以简化为一个点的运动，即把这个物体视为一个质点。这个物体视为一个质点。大小大小形状形状返回返回返回返回 关键一点关键一点 质点是对物体的一种科学抽象，是一质点是对物体的一种科学抽象，是一个理想化模型，实际中并不存在。个理想化模型，实际中并不存在。返回返回返回返回2 2参考系参考系(1)(1)定义：在描述物体的运动时，用来做定义：在描述物体的运动时，用来做 的物体。

4、的物体。(2)(2)参考系的选取：参考系的选取：参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来描述同参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时，结果往往一物体的运动时，结果往往 。参考系选取的基本原则是使问题的研究变得参考系选取的基本原则是使问题的研究变得 、。参考参考不同不同简洁简洁方便方便返回返回返回返回 关键一点关键一点 在描述物体的运动时，若无在描述物体的运动时，若无特殊说明，一般选地面作为参考系。特殊说明，一般选地面作为参考系。返回返回返回返回3 3坐标系坐标系(1)(1)建立目的：为了定量地描述物体的建立目的：为了定量地描述物体的 及及 ，在，在 上建立适当的坐标系。上

5、建立适当的坐标系。(2)(2)建立方法：当物体做直线运动时，往往以这条直建立方法：当物体做直线运动时，往往以这条直线为线为x x轴，在直线上规定轴，在直线上规定 、和和 ，建，建立直线坐标系。立直线坐标系。位置位置位置位置变化变化参考系参考系原点原点正方向正方向单位长度单位长度返回返回返回返回试身手试身手夯基础夯基础1 1下列关于质点的说法中，正确的是下列关于质点的说法中，正确的是 ()A A质点是一个理想化的模型，实际并不存在质点是一个理想化的模型，实际并不存在B B因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别C C凡是轻小的物体，都可看做质点凡是

6、轻小的物体，都可看做质点D D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看做质点或次要因素，就可以把物体看做质点返回返回返回返回解析：解析：质点是一个理想化的物理模型，实际上并不质点是一个理想化的物理模型，实际上并不存在，物体能否看成质点要满足存在，物体能否看成质点要满足D D项的条件，项的条件，A A、D D正确。质点是人们为了研究问题的方便而抽象出来正确。质点是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点，与几何中心、物体大小没有直接关系，的点，与几何中心、物体大小没有直接关系，B B、C C项错。项错。答案：答案：ADAD返回

7、返回返回返回2 2指出以下所描述的各运动的参考系是什么。指出以下所描述的各运动的参考系是什么。(1)(1)太阳从东方升起到西方落下，参考系为太阳从东方升起到西方落下，参考系为_。(2)(2)月亮在云中穿行，参考系为月亮在云中穿行，参考系为_。(3)(3)车外的树木向后倒退，参考系为车外的树木向后倒退，参考系为_。(4)(4)骑摩托车的人从观后镜看到身后的一辆汽车迎面而骑摩托车的人从观后镜看到身后的一辆汽车迎面而来，参考系为来，参考系为_。答案：答案：(1)(1)地面地面(2)(2)云云(3)(3)车车(4)(4)骑车人自己骑车人自己返回返回返回返回3 3田径场上，要描述百米赛跑运动员在运动中的

8、田径场上，要描述百米赛跑运动员在运动中的位置，需建立位置，需建立_坐标系；要描述坐标系；要描述800800米赛米赛跑运动员在运动中的位置，需建立跑运动员在运动中的位置，需建立_坐坐标系；在足球场，要描述足球的位置需建立标系；在足球场，要描述足球的位置需建立_坐标系。坐标系。答案：答案：直线直线(一维一维)平面直角平面直角(二维二维)三维三维返回返回返回返回返回返回返回返回1 1理想化模型理想化模型(1)(1)“理想化模型理想化模型”是为了使研究的问题得以是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在。际并不存在。(2)(

9、2)“理想化模型理想化模型”是以研究目的为出发点，是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物物理模型理模型”。返回返回返回返回(3)(3)“理想化模型理想化模型”是在一定程度和范围内对是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法。中经常采用的一种研究方法。返回返回返回返回2.2.对质点的进一步理解对质点的进一步理解(1)(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是的特点是“具有质量具有质量”和和“占有

10、位置占有位置”，但是质点没，但是质点没有大小、体积、形状，但它与几何中的有大小、体积、形状，但它与几何中的“点点”有本质有本质区别。区别。(2)(2)物体能被看成质点的条件：能否把一个物体物体能被看成质点的条件：能否把一个物体看成质点，关键是看物体的大小、形状在所研究的问看成质点，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。在以下两种情况中，可以把物题中是否为次要因素。在以下两种情况中，可以把物体看成质点：体看成质点：返回返回返回返回运动物体的大小跟所研究的问题有关的距运动物体的大小跟所研究的问题有关的距离相比可忽略不计时，可将该物体看成质点。如：离相比可忽略不计时，可将该物体看成

11、质点。如：火车长度远小于武汉到北京的距离，故研究火车火车长度远小于武汉到北京的距离，故研究火车从武汉到北京的时间时，将火车看成质点。从武汉到北京的时间时，将火车看成质点。物体上各点运动情况都相同，物体上任一物体上各点运动情况都相同，物体上任一点的运动都能代表整个物体的运动，物体可以看点的运动都能代表整个物体的运动，物体可以看成质点。成质点。返回返回返回返回 名师点睛名师点睛(1)(1)物体能否看成质点，与物体本身的大小没物体能否看成质点，与物体本身的大小没有必然的关系。很大的物体可能被看成质点，而很有必然的关系。很大的物体可能被看成质点，而很小的物体却不一定能够被看成质点。小的物体却不一定能够

12、被看成质点。(2)(2)同一个物体在不同的问题中，有时可以看同一个物体在不同的问题中，有时可以看成质点，有时不能。成质点，有时不能。返回返回返回返回1关于质点，下列说法正确的是关于质点，下列说法正确的是()A地球自转时不能把地球看成质点，而原子核可以看地球自转时不能把地球看成质点，而原子核可以看成质点成质点B研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可看成质点研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可看成质点C研究女单冠军刘诗雯打出的乒乓球的旋转情况时，研究女单冠军刘诗雯打出的乒乓球的旋转情况时，不能把乒乓球看成质点不能把乒乓球看成质点D研究奥运会研究奥运会3 m 跳板冠军伏明霞的跳水动作时，不跳板冠军伏明

13、霞的跳水动作时，不能把她看成质点能把她看成质点返回返回返回返回 审题指导审题指导 解答本题时需要把握以下两点：解答本题时需要把握以下两点：(1)(1)质点是一种理想化的模型，是对实际物体的质点是一种理想化的模型，是对实际物体的近似。近似。(2)(2)判断一个物体能否被看成质点，不取决于物判断一个物体能否被看成质点，不取决于物体自身的大小，而取决于物体自身大小对所研究的体自身的大小，而取决于物体自身大小对所研究的问题的影响是否可以忽略。问题的影响是否可以忽略。返回返回返回返回 解析解析 当研究地球的公转时，由于地球直径当研究地球的公转时，由于地球直径远小于地球与太阳之间的距离，故可以把地球看成远

14、小于地球与太阳之间的距离，故可以把地球看成质点；当研究地球自转时，就不能把地球看成质点。质点；当研究地球自转时，就不能把地球看成质点。研究电子绕原子核运动情况时，由于原子核的半径研究电子绕原子核运动情况时，由于原子核的半径仅相当于原子半径的万分之一，所以可将原子核看仅相当于原子半径的万分之一，所以可将原子核看成质点；但若研究有关原子核结构的问题，就不能成质点；但若研究有关原子核结构的问题，就不能把原子核看成质点。研究火车通过路旁的电线把原子核看成质点。研究火车通过路旁的电线返回返回返回返回杆的杆的时间时，火车的长度不能忽略，火车不能看成时间时，火车的长度不能忽略，火车不能看成质点。研究乒乓球的

15、旋转情况时，乒乓球的大小不质点。研究乒乓球的旋转情况时，乒乓球的大小不能忽略，乒乓球不能看成质点。跳水时，运动员在能忽略，乒乓球不能看成质点。跳水时，运动员在很短的时间内完成转体和翻滚等高难度动作，运动很短的时间内完成转体和翻滚等高难度动作，运动员也不能看成质点。员也不能看成质点。答案答案 CDCD返回返回返回返回一个物体能否看成质点，一定要对具体情况一个物体能否看成质点，一定要对具体情况进行具体分析，要就其形状、大小在所研究的问进行具体分析，要就其形状、大小在所研究的问题中起的作用而定。题中起的作用而定。返回返回返回返回1 1选取参考系的意义选取参考系的意义(1)(1)有了参考系，才能确定物

16、体的位置。有了参考系，才能确定物体的位置。(2)(2)选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有太阳或试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和航向。星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和航向。返回返回返回返回2 2参考系的四性参考系的四性(1)(1)标准性：选作参考系的物体不论原来运动情况如何标准性：选作参考系的物体不论原来运动情况如何都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准。都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准。(2)(2)任意性：参考系的选取原则

17、上是任意的。任意性：参考系的选取原则上是任意的。(3)(3)统一性：比较不同物体的运动应选择同一参考系。统一性：比较不同物体的运动应选择同一参考系。(4)(4)差异性：对于同一物体选择不同的参考系结果一般差异性：对于同一物体选择不同的参考系结果一般不同。不同。返回返回返回返回3 3参考系的选取原则参考系的选取原则(1)(1)参考系的选取一般以观察方便和使运动的参考系的选取一般以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。描述尽可能简单为原则。(2)(2)通常在研究地面上物体的运动时，如果不通常在研究地面上物体的运动时，如果不加说明，则默认以地面为参考系。加说明，则默认以地面为参考系。(3)(3)在

18、同一个问题当中，若要研究多个物体的在同一个问题当中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时，必须选取运动或同一个物体在不同阶段的运动时，必须选取同一个参考系。同一个参考系。返回返回返回返回4 4判断物体运动或静止的方法判断物体运动或静止的方法(1)(1)确定研究对象；确定研究对象；(2)(2)根据题意确定参考系，并假定参考系是不动的；根据题意确定参考系，并假定参考系是不动的；(3)(3)分析被研究的物体相对于参考系有没有发生位置的分析被研究的物体相对于参考系有没有发生位置的变化。变化。返回返回返回返回 2 2甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机，甲看到楼甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机，

19、甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到乙匀速下降，房匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到乙匀速下降，甲看到丙匀速上升，则甲、乙、丙三人相对于地面的甲看到丙匀速上升，则甲、乙、丙三人相对于地面的运动情况可能是运动情况可能是 ()A A甲、乙均下降，丙停在空中甲、乙均下降，丙停在空中B B甲、乙均下降，丙上升甲、乙均下降，丙上升C C甲、乙、丙均下降甲、乙、丙均下降D D甲、乙、丙均上升甲、乙、丙均上升返回返回返回返回 审题指导审题指导 解答本题需要注意以下两点：解答本题需要注意以下两点：(1)(1)选择不同的参考系，物体运动情况的描述不同。选择不同的参考系，物体运动情况的描述不同。(2)(2

20、)要比较物体运动的快慢，必须选择同一参考系。要比较物体运动的快慢，必须选择同一参考系。返回返回返回返回 解析解析 以静止的楼房为参考系，甲是下降的；以静止的楼房为参考系，甲是下降的；以甲为参考系，乙下降，故甲、乙相对于地面均下降，以甲为参考系，乙下降，故甲、乙相对于地面均下降，乙下降得更快；以甲和乙为参考系，丙是上升的，但乙下降得更快；以甲和乙为参考系，丙是上升的，但丙相对于地面可能静止，可能上升，也可能下降，只丙相对于地面可能静止，可能上升，也可能下降，只不过下降时比甲、乙都慢些。正确答案为不过下降时比甲、乙都慢些。正确答案为A A、B B、C C。答案答案 ABCABC返回返回返回返回由于

21、运动描述的相对性，凡是提到物体的运动由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动时，都应该明确它是相对哪一个参考系而言的。时，都应该明确它是相对哪一个参考系而言的。返回返回返回返回1 1坐标系的意义坐标系的意义(1)(1)物体做机械运动时，其位置会随时间发生变物体做机械运动时，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坐标系。要在参考系上建立适当的坐标系。(2)(2)物体的位置可认为就是质点在某时刻所在的物体的位置可认为就是质点在某时刻所在的空间的一点。空间的一点。返回返回返回返回2 2坐标系的分类坐标系的分类

22、(1)(1)直线坐标系：直线坐标系：如果物体沿直线运动，即做一维运动，可以以该直如果物体沿直线运动，即做一维运动，可以以该直线为线为x x轴，以其上的某一点为原点，规定单位长度、正轴，以其上的某一点为原点，规定单位长度、正方向方向(或变化方向或变化方向)，这样就建立了直线坐标系。，这样就建立了直线坐标系。(2)(2)平面坐标系：平面坐标系：研究物体在某一平面内的运动时需建立平面坐标系，研究物体在某一平面内的运动时需建立平面坐标系，即此时可用两个相互垂直的坐标确定物体的位置。即此时可用两个相互垂直的坐标确定物体的位置。返回返回返回返回(3)(3)三维坐标系：三维坐标系：当物体在空间内运动时，需要

23、用三个坐标来确当物体在空间内运动时，需要用三个坐标来确定它的位置，即建立三维坐标系定它的位置，即建立三维坐标系(空间坐标系空间坐标系)。返回返回返回返回 名师点睛名师点睛(1)(1)建立坐标系时，必须标上坐标原点、正方建立坐标系时，必须标上坐标原点、正方向和单位长度。向和单位长度。(2)(2)在坐标系上，位置坐标的正负表示方向，在坐标系上，位置坐标的正负表示方向，数据表示距坐标原点的距离。数据表示距坐标原点的距离。返回返回返回返回3一个小球从距地面一个小球从距地面4 m高高处处落下，被地面落下，被地面弹弹回，回，在距地面在距地面1 m高高处处被接住。坐被接住。坐标标原点定在抛出点正下方原点定在

24、抛出点正下方2 m处处，向下方向，向下方向为为坐坐标轴标轴的正方向。的正方向。则则小球的抛出点、小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐落地点、接住点的位置坐标标分分别别是是 ()A2 m，2 m，1 mB2 m,2 m,1 mC4 m,0,1 m D4 m,0，1 m返回返回返回返回 解析解析根据根据题题意建立如意建立如图图所示的所示的坐坐标标系，系，A点点为为抛出点，坐抛出点，坐标为标为2 m，B点点为为坐坐标标原点，原点，D点点为为地面，地面，坐坐标为标为2 m，C点点为为接住点，坐接住点，坐标为标为1 m，所以，所以选项选项B正确。正确。答案答案B返回返回返回返回建立坐建立坐标标系确定物体

25、的位置，首先要确定原系确定物体的位置，首先要确定原点的位置及正方向，然后确定研究点的位置及正方向，然后确定研究对对象所象所处处的坐的坐标标即可。即可。返回返回返回返回返回返回返回返回点点点 击击击 下下下 图图图 进进进 入入入返回返回返回返回1物体能否看做物体能否看做质质点，不是由其大小和形状决点，不是由其大小和形状决定的，而是看其大小和形状定的，而是看其大小和形状对对所研究的所研究的问题问题的影响是的影响是否可以忽略。否可以忽略。2描述物体运描述物体运动时动时，必，必须选须选取参考系，被取参考系，被选选定定作作为为参考系的物体，都假定其不参考系的物体，都假定其不动动。返回返回返回返回3比比较较不同物体的运不同物体的运动时动时，必，必须选须选取同一物取同一物体作体作为为参考系。参考系。4要确切地描述物体的位置及其要确切地描述物体的位置及其变变化必化必须须建建立适当的坐立适当的坐标标系。系。返回返回返回返回点点点 击击击 下下下 图图图 进进进 入入入