2023年物理必修一第一章第一节质点参考系和坐标系精品讲义.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 必修 1 第一章 运动的描述 课程：第 1 节 质点、参考系和坐标系 一、【学习目标】1、理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。2、理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的。3、理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。二、【重点】质点概念的理解；在研究问题时，如何选取参考系，坐标系描述位置及其变化的思想方法。三、【难点】什么情况下把物体看做质点。四、【知识点】质点的定义、参考系的概念；坐标系的概念。如何选取参考系描述物体位置的变化。五、【教学过程】导入 我们知道宇宙中的一

2、切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。（一）过程 1：质点 学习必备 欢迎下载 问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？引导学生分析：描述起来有什么困难？我们能不能把它当作一个点来处理？在什么条件下可以把物体当作质点来处理？小结 只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。一个物体能否看成质点，取决于它的

3、形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。5.物理中的“质点”和几何中的点有的相同和不同之处 （1）、相同点：都是没有形状和大小的点。（2）、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体

4、与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载（二）过程 2：参考系 导入 坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？学生活动 学生观察图 1.1-1和 1.1-2，阅读图中文字，回答以下问题 图 1.1-1 图 1.1-2 得出什么结论？运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 就图 1.1-2能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）目的

5、是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。小结 参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。运动和静止都是相对的。参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。学生讨论：。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走 月亮在莲花般的云朵里穿行 坐地日行八万里，巡天遥看一千河 在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。（三）过程 3：坐标系 创设实例：从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的 110m 栏。提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之

6、间的距离等因素。学生讨论 教师总结 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。位置的表示方法，例：x=3m。(如下图 A 点)学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），

7、我们应如何建立坐标系？小结 可以建立一个直角坐标系，此时可以用（x，y）表示物体的位置。（四）过程 4：例题详解 考点：质点的概念【例 1】关于质点的以下说法正确的是()A.只有体积很小质量很小的物体才可以看成质点 B.只要物体运动不是很快,就可以看成质点 C.物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点 D.质点是一种特殊的实际物体 解析:质点的概念是一种理想化模型,不以物体的质量大小和体积大小而论,而是运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间

8、或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 视具体问题具体分析,当物体的形状和几何尺度,在研究物体运动中起到的作用很小时,可忽略不计,这时该物体可视为质点,故 C 选项正确.答案:C 考点：物体是否可以看成质点【例 2】下列情形中的物体可以看作质点的是()A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D.花样滑冰运动员在比赛中 解析:跳水运动花样滑冰运动要注意运动员的动作,掷硬币落地时是正面朝上还是反面朝上,情况是不同的,故不能看做质点,而万米长跑运动员的动作是次要因素,可视为质点,故此题 C 选项正确.

9、答案:C 考点：参考系的概念【例 3】下列说法正确的是()A.参考系必须是地面 B.研究物体的运动时,参考系选择任意物体其运动情况是一样的 C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同 D.研究物体的运动,必须选定参考系 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 解析:同一个物体的运动,选择不同的参考系,运动形式往往是不同的,研究物体的运动一定要明确参考系.故此题 CD 选项正确.答案:CD 考点：参考系的选取【例 4】我们描述物体

10、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.月亮在云中穿行,是以月球为参考系的 解析:“太阳东升西落”是相对我们居住的地球而言,是以地球为参考系的,故 A 选项正确;“地球绕太阳转”是以太阳为参考系的,故 B 选项错误;“同步卫星在高空静止不动”是相对地球而言,即以地球为参考系,故 C 选项错误;月亮在云中穿行,认为云层静止不动,即是以云为参考系的,故 D 选项错误.答案:A【例 5】观察下图中烟囱冒出的烟和车上的小旗,关于甲乙两车相对

11、于房子的运动情况,下列说法正确的是()运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 A.甲乙两车一定向左运动 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 解析:烟向左偏,说明有向左吹的风,由于甲车小旗向左偏,无法确定甲车运动的情况,由于乙车小旗向右偏,所以小车乙一定向左运动,且速度大于风速,故 D 选项正确.答案:D 考点：坐标系的确定【例 6】10.一物体从 O 点出发,沿向东的方向运动

12、10 m 至 A 点,然后又向正南方向运动 5 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 AB 两点的坐标.解析:(1)以 O 点为坐标原点,以向东为 x 轴的正方向,以向南为 y 轴的正方向,如图所示,运动轨迹如图中实线所示.运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 (2)A 点的坐标(10 m,0)B 点的坐标(10 m,5 m)（五）过程 5：课堂练习（1）：夯实基础 1关

13、于质点，下列说法中正确的是（）A、只有体积很小的物体才能看作质点 B、研究旋转效应的足球，可把足球看作质点 C、在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船，可把飞船看作质点 D、从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船，可把飞船看作质点 答案：D 2关于质点，下列说法正确的是（）A研究刘翔在 110m 栏比赛中的过杆技术是否合理时，可以将刘翔看作质点 B陈中和主教练在奥运会女排决赛中，在战术板上布置队员怎样跑位时，不能把女排队员看成质点 C研究奥运会跳水冠军田亮的跳水动作时，不能把他看成质点 D研究乒乓球比赛中打的弧圈球时，不能把乒乓球看作质点 答案：C 3有关参考系的说法中，正确的是 （

14、）运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 A运动的物体不能做参考系 B只有固定在地面上的物体才能做参考系 C参考系可以不同，但对于同一个物体，但对物体运动的描述一定是相同的 D要研究某一个物体的运动情况，必须先选定参考系 答案：D 4汽车在平直的公路上向东冒雨行驶,下列说法中正确的是()A、选择汽车为参考系,雨滴是静止的 B、选择地面为参考系,坐在汽车里的乘客是静止的 C、选择汽车为参考系,路旁的树木在向西运动 D、选择乘客为参考

15、系,刮雨器一定是静止的 答案：C 5两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动如果以大地为参考系上述事实说明（）A、甲车向西运动，乙车不动 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、甲，乙两车以相同的速度都向西运动 答案：D 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 6.某人在 t=0 时刻在位置 A 开始向 x 正方向运动，经 3s运动到 B 位置并立即返回，又经 2

16、s 回到 A 位置，再经 2s 到达 C 位置。此人在上述各段时间内的路程是多少？整个时间内的路程是多少？答案：AB=3 BA=3 AC=3 S=9 （六）过程 6：课堂练习（2）：提升能力 1关于质点，下列说法正确的是()A质点是指一个很小的物体 B物体抽象成质点后，物体自身的大小和质量均可忽略 C无论物体的大小，在机械运动中都可以看做质点 D质点是对物体的科学抽象 答案：D 2关于参照系，下述说法中正确的是（）A参照系必须选择静止不动的物体 B参照系必须是和地面连在一起的物体 C选择不同的参照系观察同一物体的运动，观察的结果一定不同 D任何物体都可以被选作参照系 答案：D 5 4 3 2

17、1 0-1-2 C A B x/m 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 3 在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云中穿行，这是选取的参考系是（）A、月亮 B、云 C、地面 D、星 答案：B 4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、三个中总有一人或两人是讲错的 C、如果选择同一参照系，那么三人的说法就都对

18、了 D、如果各自选择自己的参照系，那么三人的说法就都对了 答案：D 5.甲、乙、丙三人各乘一只热气球，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，甲看到丙匀速上升，那么，甲、乙、丙对地可能是（）A、甲、乙匀速下降，且甲乙vv，丙停在空中 B、甲、乙匀速下降，且甲乙vv，丙匀速上升 C、甲、乙匀速下降，且甲乙vv，丙匀速下降 D、上述结论均不正确 答案：AB 6在第一次世界大战中，一个法国飞行员驾驶飞机在高空执行任务，发现脸颊附近浮动着一个小物体飞行员以为是一只小虫子，就伸手去抓了一下，哪知运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概

19、念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 抓到手中一看，原来是一颗德国人的子弹你能从物理的角度解释这件事吗？答：由于一切物体都在运动，我们在研究物体的运动时，就必须假定某个物体是不动的，这样才能进行研究，参照这个物体来确定其他物体的运动情况。参照物是可以任意选取的，同一个运动，由于选取的参照物不同，观察的结果是不同的，可能是静止的，可能是运动的。驾机飞行的法国飞行员和飞行的子弹相对与地面来讲是运动的，这是选取地球为参照物，而如果选取飞行员为参照物，则子弹是静止的。六、课堂小结 1.机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫机械

20、运动，简称运动。2.参考系：描述物体运动时,用来作参考的(假定为静止)另外的物体。3.质点：用来代替物体的有质量的点。(关键是要搞清什么时候可以看作质点!)4.坐标系: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。七、课后作业 一、选择题（有一个或多个答案）1、关于质点,下列说法中正确的是()A只要体积小就可以视为质点 B若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体当作质点 C质点是一个理想化模型，实际上并不存在 D因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的

21、概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 2、研究下列运动物体,哪些可看作质点()A研究地球的自转效应 B研究地球绕太阳的公转 C研究火车从南京到上海运行需要的时间 D研究一列火车通过长江大桥所需的时间 3、下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理()A比较两辆汽车运动的快慢 B确定太空中的宇宙飞船位置 C研究车轮边缘某点如何运动时的车轮 D研究门的转动 4、关于参考系的选择，说法错误的是()A描述一个物体的运动,参考系可以任意选取 B选择不同的参考系，同一运动，观察的结果可能不同 C观察或研究物体的运动，必须

22、选定参考系 D参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体 5、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”则下列说法中正确的是()A在任何情况下都不可能出现这种情况 运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 B三人中总有一人或两人讲错了 C如果选同一参考系，那么三人的说法都对 D如果各自选择不同的参考系，那么三人说法可能都对 6、“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”这

23、一句诗表明()A坐在地上的人是绝对静止的 B坐在地上的人相对地球以外的其他星体是运动的 C人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的 D以上说法都错误 7、第一次世界大战期间，一名法国飞行员在 2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为()A飞行员的反应快 B子弹相对于飞行员是静止的 C子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了 D飞行员的手有劲 8、如图 1-1所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是 ()运动的描述可能是不同的理解坐标系的概

24、念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 AA船肯定是向左运动的 BA船肯定是静止的 CB船肯定是向右运动的 DB船可能是静止的 9、两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明()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，乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动 10、桌面离地面的高度是 0.9 m，坐标系的原点定在桌面上，向上方向为坐标轴的正方向，有

25、A、B两点离地面的距离分别为 1.9 m 和 0.4 m。那么A、B的坐标分别是()A1 m,0.5 m B1.9 m,0.4 m C1 m,-0.5 m D0.9 m,-0.5 m 二、填空题 11、坐在行驶列车里的乘客，看到铁轨两旁树木迅速后退，“行驶着的列车”和“树木迅速后退”的参考系分别是 和 12、如图 12 所示，物体沿x轴做单向直线运动，从A点运动到B点由图判运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时学习必备 欢迎下载 断A点坐标 B点坐

26、标 物体走过的路程 。图 1 13、为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图 13 所示 以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正 图中A点的坐标可以表示为 其含义是 14、在平直的公路上，甲乘汽车以 10ms 的速度运动，乙骑自行车以 5 ms的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则 甲观察到乙以 ms 的速度 ；乙观察到甲以 ms 的速度 。（请判断 靠近或者远离）图 1运动的描述可能是不同的理解坐标系的概念会用一维坐标系定量描述物质点的定义参考系的概念坐标系的概念如何选取参考系描述物体位置的动简称运动指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时