高中物理必修一全套学案

新人教高中物理必修一全套精品学案

质点参考系和坐标系

学习目标:

1. 理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是

一种常用的研究方法。

2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。

学习重点:质点的概念、参考系。

学习难点:质点概念的理解。

自主学习：

（一）、物体与质点

１、观看鸽子飞行的录像。

思考：

(1)要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？

(2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信，需要了解它各部分运动的区别吗？

(3)如何才能较准确地描述它的运动呢？

提示：有些时候为了便于分析，常常把物体简化为一个点。

观看“神舟”５号运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。

在某些情况下，我们可以把物体简化为一个有质量的点。

物体变化，叫机械运动，简称运动。

用来代替物体的叫质点。

提示：在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。

质点是理想化的物理模型，如果在研究的问题中，物体的、以及物体上各部分运动的差别是次要因素或无关因素，就可以把物体看着质点。

２、思考：

(1) 观看太阳系运行的模拟动画：研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？

(2) 观看火车运行模拟动画：一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个点？

(3)观看地球公转和四季变化的模拟动画：研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？。

(4)观看火车过桥的图片。研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？

3、讨论：

(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点？

(2)物体看作质点的条件是什么？

(3)物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？

(4)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？

归纳：①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。

②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。

③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要

具体问题具体分析。

（二）、参考系

1、观看太空站的图片。设想一下，你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。在“地球人”看来，你

们随太空站以很大的速度绕地球运动。

思考：你和你的同桌能感到自己在高速运动吗？为什么？

物体的运动和静止是的。

为描述物体的运动，需要另外选取一个物体作为标准，否则无法判断。这个

叫做参考系.

思考：有一首唐代流传下来的诗词：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动——是船行。”作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉？

２、观看飞机空投的模拟动画。思考：

选择不同的参考系观察结果如何？从中你有什么发现呢？

参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢？

观看地月系、太阳系运行的模拟动画（几何画板制作），思考：月球的运动选什么参考系较好？由此你得出的结论如何？

参考系的选择应以为原则。

若无特别说明，通常是以为参考系．

（三）、坐标系

1、观看学校平面图，思考：

假设你在学校攀登楼前广场上，沿东西方向笔直地奔跑，如果要问你到了哪里，我们会怎样表示呢？

对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考，说明你的位置，那么能否借助数学方法呢？

一般说来，为了定量地描述物体的位置变化,需要在参考系上，用来表示物体的位置。

思考：

如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？如何确定坐标轴上的刻度值？

如果我们以广场上旗杆作为坐标原点，x=5m,x=-10m表示什么意思？正负号表示什么意思？

如果你在学校里从前校门到后校门，对于这种平面运动，要描述你的位置或位置的变化，应该建立怎样的坐标系？

如果我们要研究“神舟”５号这种三维运行呢？

2、阅读课本第１３页“科学漫步”，并回答：

此GPS定位器此刻处于我国哪个城市？从显示屏中你还能获得哪些信息？

例题

1．下列情况中的物体，哪些可以看成质点（）

A．研究绕地球飞行时的航天飞机。B．研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。

C．研究从北京开往上海的一列火车。

D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。

2．对于参考系，下列说法正确的是（）

A．参考系必须选择地面。

B．研究物体的运动，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。

3．人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的。以车厢为参考系，人是__________的。

4．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 ( )

A．1 m, 0.5 m B．1.9 m,0.4 m C．1 m,-0.5 m D．0.9 m ,-0.5 m

作业

1．下列关于质点的说法中，正确的是（）

A．体积很小的物体都可看成质点

B．质量很小的物体都可看成质点

C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计，就可以看成质点

D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

2．在下列物体的运动中，可视作质点的物体有( )

A．从北京开往广州的一列火车B．研究转动的汽车轮胎

C．研究绕地球运动时的航天飞机D．表演精彩芭蕾舞的演员

E．参加百米跑竞赛的运动员

F．在斜下推力的作用下，沿水平面运动的箱子

3．关于人造地球通讯卫星的运动，下列说法正确的是（）

A．以地面卫星接收站为参考系，卫星是静止的。

B．以太阳为参考系，卫星是运动的。

C．以地面卫星接收站为参考系，卫星的轨迹是圆周。

D．以太阳为参考系，卫星的轨迹是圆周。

4．判断下列说法正确的是（）

A．质点一定是体积、质量都极小的物体

B．当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点

C．研究自行车运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视为质点

D．地球虽大，且有自转和公转，但有时可被视为质点

5．甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况是（）

A．甲向上、乙向下、丙不动B．甲向上、乙向上、丙不动

C．甲向上、乙向上、丙向下D．甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢

6．课本P12的图1.1-4说明飞机上的人和地面上的人观察跳伞的人的运动情况，却得出不同的结果。请你根据此图，列举两个以上和此图有关的问题，最好能作简要回答。