第01章第01节对质点、参考系和坐标系的理解
质点
(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点．
(2)研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．
(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在．
【例1】下列关于质点的说法中，正确的是()
A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在
B．因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别
C．凡是轻小的物体，都可看作质点
D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于次要因素，就可以把物
体看作质点
解析质点是一个理想化的物理模型，实际上不存在．物体能否看成质点要满足D项的条件，A、D正确；质点是有质量的，它是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点，与物体大小没有直接关系，B、C项错．
答案AD
【变式题组】
1.下列关于运动的说法中，正确的是()
A．物体的位置没有变化就是不运动B．两物体间的距离没有变化，两物体一定都是静止的
C．自然界中没有不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的
D．为了研究物体的运动，必须先选择参考系，平常说的运动或静止是相
对于地球而言的．
答案CD
解析物体的位置对某一参考系不变．但对另一参考系可能变化了，所以物体可能在运动，故A错误；两物体间的距离没有变化，二者可能静止，也可能以相同的速度运动，故B错误；由于参考系的选择是任意的，对于不同的参考系，同一物体可能静止，也可能运动，故C、D正确．
2.下列情形中，不可以把物体看作质点的是()
A．研究高速旋转的砂轮的运动
B．研究芭蕾舞演员的动作
C．研究花样滑冰中的运动员
D．研究飞行中直升机上的螺旋桨
答案ABCD
3.在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是()
A．研究汽车在行驶时车轮的转动情况
B．研究人在汽车上的位置
C．研究汽车在上坡时有无翻车的危险
D．计算汽车从北京开往大连的时间
答案 D
解析A、B、C三项的物体均需要考虑汽车的形状
参考系
(1)参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的．
(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．
(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同．通常以地球为参考系．
【例2】某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩．当两辆汽车在平直公路上运动时，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树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，根据上述观察到的现象可说明()
A．甲车不动，乙车向东运动
B．乙车不动，甲车向东运动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动
解析正确分析“乙车内一同学看见路旁的树木向西移动”是解决本题的关键．树木相对地面本是静止的，由此判断乙车(相对地面)一定是向东运动．“甲车内一同学看见乙车没有运动”则说明甲、乙两车相对静止，速度一定是相同的．
答案 D
【变式题组】
4.歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是()
A．竹排上的人、江岸B．江岸、竹排
C．竹排上的人、竹排D．江岸、江岸
答案 B
解析“小小竹排江中游”是以江岸为参考系；“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系．
5.下列说法中正确的是()
A．被选作参考系的物体是假定不动的
B．一乘客在车厢内走动的时候，他说车是运动的
C．研究地面上物体的运动，必须选取地面为参考系
D．质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取有关
答案 A
解析宇宙间的一切物体都处在永恒的运动中，被选作参考系的物体只是被假定不动，所以选项A正确；物体是运动的还是静止的是相对于参考系而言的，在车厢内走动的人，在没有明确参考系之前就说车是运动的是错误的，所以选项B错误；研究物体的运动时，参考系是可以任意选取的，所以选项C错；运动质点通过的路线是质点运动的轨迹，它与观察者以哪一物体作参考系看到的情况无关，所以选项D是错误的．
坐标系
1．建立坐标系的意义
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，需要在参考系上建立适当的坐标系．
2．坐标系的种类及特点
(1)直线坐标系：以某一点为原点，规定单位(有时是长度，有时是时间，也可能是其他物理量)、正方向或变化方向的意义．
(2)平面坐标系：物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系．如图1－1－1所示：在图甲中，a 、b 、c 三点有相同的横坐标，在图乙中，A 、B 、C 三点有相同的纵坐标，由此可以发现：如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能惟一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点的位置惟一确定．
(3)多维坐标系(如三维立体空间坐标系)：物体的运动不在同一平面内时，可以建立多维坐标系． 3．建立坐标系的原则
要能方便简洁地确定物体的位置
【例3】 一质点在x 轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表： (2)哪个时刻离开坐标原点最远？有
多
远？
解析
(1)以运动路径所在的直线为x 轴，标出各时刻质点的位置坐标如下图所示．
(2)由图可知第4 s 末质点离开坐标原点最远，有7 m. 答案 (1)见解析图 (2)4 s 末 7 m
(1)画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度．
(2)位置坐标的意义：正负表示方向，数值表示距坐标原点的距离． (3)坐标轴的方向不一定非得在水平方向或竖直方向上，同时不能忽略“＋”、“－”号. 【变式题组】
1. [对质点和参考系的理解]2013年8月15日消息，科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星．这颗可能存在的
行星是太阳系现有的质量最大的行星——木星质量的4倍，它的轨道半径是地球轨道的几千倍．根据以上信息，下列说法正确的是( ) A ．幸神星质量太大，不能看做质点
B ．研究幸神星绕太阳运动，可以将其看做质点
C ．比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系，可以选择太阳为参考系
D ．幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大
解析 物体能否看做质点与质量无关，A 错；幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素，因此可以看做质点，B 对；比较两个物体运动速度的大小，要选择同一参考系，C 对；幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零，D 错． 答案 BC
2. [对质点的理解]在研究下述运动时，能把物体看做质点的是( )
A ．研究短跑运动员的起跑动作时
B ．研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道时
C ．将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时
D ．研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时 答案 B
3. [对质点和参考系的理解]美国宇航局科学家宣布，1977年9月5日发射升空的“旅行者1号”探测器经过36年的长途跋涉，终于飞出了太阳系，进入星际空间，则以下说法正确的是( )
A ．在分析探测器36年的运动时，不能将其视为质点
B ．研究探测器的姿态控制问题时，能将其视为质点
C ．研究探测器的运动时，可选太阳为参考系
D ．研究探测器的位移时，可将其看作质点 答案 CD
4. [对坐标系的理解]一个小球从距地面4 m 高处竖直向下抛出，被地面弹回，在距地面1 m 高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m 处，向下
方向为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分
别是( )
A ．2 m ，－2 m ，－1 m
B ．－2 m,2 m,1 m
C ．4 m,0 m,1 m
D ．－2 m,0 m ，－1 m 答案 B
对“理想化模型”的理解
(1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化．
(2)物理学中理想化的模型有很多，如“质点”、“轻杆”、“光滑平面”、“自由落体运动”、“点电荷”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的
1．下列关于质点的说法中，正确的是( ) A ．质点是一个理想化模型，实际上并不存在 B ．只有体积很小的物体才能被看成质点 C ．凡轻小的物体，皆可被看成质点
D ．如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素，可把物
体看成质点
解析：选AD.质点是由实际物体抽象而得到的，只有质量，没有大小，不
占据空间，是一个理想化模型，实际上并不存在．A 对；体积很小的物体
不一定都能看成质点．体积较大的物体有时也能看成质点，例如，研究地球公转时，地球可看成质点．B 错；轻小的物体在很多情况下不能看成质点，例如在研究乒乓球的旋转时，乒乓球不能看成质点．C 错；当物体的形状、大小与所研究的问题无关或属于次要因素时，可忽略其形状、
大小，
物体可看成质点．D 对．
2．(原创题)下列说法不正确的是( )
A ．研究“神舟”八号绕地球飞行时，飞船可看做质点
B ．研究“神舟”八号与“天宫”一号对接时，“天宫”一号可看做质点
C ．研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，火车可看做质点
D ．研究电子绕原子核的运动情况时，电子可看做质点
解析：选BC.“神舟”八号的尺寸比飞船到地球的距离小的多，可以把飞船抽象为一个点；对接时，要研究“天宫”一号的形状、姿态等，不能看做质点；火车的长度比一根电线杆的直径大得多，因此不可抽象为一个点；电子的大小比电子到原子核的距离小几千倍，故可把电子抽象成一个点． 3．宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾写下了一首诗，其中两句是“卧看漫天云不动，不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解，诗中这两句中涉及的参考系分别是( ) A ．岸和船 B ．船和岸 C ．都是岸 D ．都是船
解析：选B.“卧看漫天云不动”的原因是诗人乘坐的小船与云以相同的速度运动，这里的“云不动”是以船为参考系的；“云与我俱东”意思是云和诗人都向东运动，这里是以河岸为参考系的，故B 正确．
4．(2012·衡水中学高一检测)甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房
匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降．那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是( ) A ．甲、乙匀速下降，v 乙>v 甲，丙停在空中 B ．甲、乙匀速下降，v 乙>v 甲，丙匀速上升
C ．甲、乙匀速下降，v 乙>v 甲，丙匀速下降，且v 丙>v 甲
D ．以上说法均不对
解析：选AB.甲看到楼房匀速上升，说明甲匀速下降，乙看到甲匀速上升，说明乙也匀速下降，且v 乙>v 甲；丙看到乙匀速下降，说明丙可能在匀速上升或停在空中，也可能在匀速下降，而v 丙 5．如图1－1－3所示，质点由西向东运动，从A 点出发到达C 点再返回B 点静止．若AC ＝100 m ，BC ＝30 m ，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______m ，B 点位置为______m ，C 点的位置为______m ，A 到B 位置变化为______m ，方向______，C 到B 的位置变化为______m ，方向______． 解析： 以B 点为原点，建立坐标系，如下图所示，A(－70 m)，B(0 m)，C(＋30 m)，A 到B 的位置变化为＋70 m ，方向向东；C 到B 的位置变化为－30 m ，方向向西． 答案：－70 0 ＋30 ＋70 向东 －30 向西 高中物理--质点参考系和坐标系教案 一、学习目标： 1．知识与技能 （1）理解质点的概念,知道物体可以看作质点的条件 （2）理解参考系的概念,会根据实际情况选定参考系。 （3）会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 2．过程与方法 体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。3．情感态度与价值观 体验物理学研究问题的一种方法——建立模型法,养成正确处理问题的方法,学会在研究 问题总突出主要矛盾的哲学价值观。 二、重点难点： 1．对质点、参考系、坐标系概念的理解。 2．掌握物体在什么情况下可以看作质点,如何灵活选择参考系。 三、学法指导： 通过对实际物体的运动情况的分析建立质点的概念 四、讲述要点： 物体看作质点的条件；参考系的选择 五、学讲过程： （一）、自主学习： 请同学们阅读教材8~10页,完成以下问题。 1.机械运动 （1）定义：物体的___ 随_______的变化,叫做机械运动。 （2）运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是,静止是。 （3）力学：在物理学中,研究物体___________________的分支。 2. 物体和质点 （1）定义：用来代替物体的有的点。 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,不占空间,质点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物体能否看作质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不 计,而跟物体自身体积的大小,质量的多少无关。 ④一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质,即使同一个物体在研究问题 不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况下不可以看作质点。 （2）物体可以看成质点的条件： ①物体的和对所研究的问题可以忽略时,不论物体大小如何,都可将物体看做质点。 ②平动的物体一般可以看作质点 做平动的物体,由于物体上各点的运动情况相同,可以用一个点代表整个物体的运动,在这种情况下,物体的大小、形状就无关紧要了,可以把整个物体当质点。 ③有转动,但转动对所研究的问题可忽略。 （3）理想化的“物理模型” 质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化的“物理模型”。引入理想化模型,突出问题的__________,忽略__________,尽可能把复杂问题简单化,是物理学上经常用到的一种研究问题的方法——建立模型法。 请同学们阅读教材第10页,完成以下问题。 3．参考系 （1）定义：在描述一个物体的运动时,选来作的别的物体,叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。 （2）参考系的选择 ①选择的任意性 ②一般选择地面和相对于地面静止的物体 ③选取不同参考系,同一物体的运动情况可能不同 （3）判断一个物体是否运动的方法： 判断一个物体是运动的还是静止的, 先要选取一个参考系,看被研究的物体相对于所选参考系的位置是否改变来判断被研究的物体是否运动. 若被研究的物体相对于所选的参考系的位置改变了,则被研究的物体是_____的; 若被研究的物体相对于所选的参考系的位置没有改变,则被研究的物体是______的。 请同学们阅读教材第11页,完成以下问题。 4．坐标系 （1）坐标系：为了定量地描述物体的______及__________,需要在______上建立适当的坐标系 （2）坐标系的构成要素：原点、正方向、标度、物理量、单位 （3）坐标系的建立原则及分类： ①研究在一条直线上运动的物体,建立直线（一维）坐标系。 ②研究在一平面内运动的物体,建立平面直角（二维）坐标系。 ③研究在一空间内运动的物体,建立空间直角（三维）坐标系。 1.质点（A） （1）没有形状、大小，而具有质量的点。 （2）质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。 （3）一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。 2.参考系（A） （1）物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。 （2）在描述一个物体运动时，选来作为标准的（即假定为不动的）另外的物体，叫做 参考系。 对参考系应明确以下几点： ①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。 ②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。 ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系 3.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。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。 （1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有： ①一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为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。如图1—1—1所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标X A＝3m，若它运动到B点，则此时它的坐标X B＝-2m（“-”表示沿X轴负方向）。 ②二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置③三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。 (2)GPS定位仪——确定地球物体的具体方位，提供准确时间。 要注意以下几点： （a）坐标系相对参考系是静止的。 （b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。 （c）用坐标表示质点的位置。 （d）用坐标的变化描述质点的位置改变 坐标系与GPS全球定位系统 最常用的地理坐标系是经纬度坐标系，这个坐标系可以确定地球上任何一点的位置，如果我们将地球看作一个球体，而经纬网就是加在地球表面的地理坐标参照系格网，经度和纬度是从地球中心对地球表面给定点量测得到的角度，经度是东西方向，而纬度是南北方向，经线从地球南北极穿过，而纬线是平行于赤道的环线，需要说明的是经纬度坐标系不是一种平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其量测面积长度；平面坐标系(又称笛卡儿坐标系)，因其具有以下特性：可量测水平X方向和竖直Y方向的距离，可进行长度、角度和面积的量测，可用不同的数学公式将地球球体表面投影到二维平面上而得到广泛的应用。 质点、参考系和坐标系教学设计 襄阳四中高一物理组沈冬 整体设计 质点模型是高中物理提出的第一个物理模型，也是最简单的模型，对质点概念的形成以及质点模型的建立过程，教学要求是初步的.由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系，为了准确、定量地描述质点的运动，又要建立坐标系.质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，所以本教学设计是逐步展开的. 本课程的教学设计要解决两个问题：一是通过在教学中创设多样的问题情景，引导学生讨论并总结质点的概念；二是合作探究引入参考系和坐标系的意义，以及如何建立合适的参考系和坐标系，然后介绍全球卫星定位系统，让学生了解信息，拓展视野. 一、教学目标 1．知识与技能： (1)理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点． (2)知道参考系的概念．知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单． (3)知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化． 2．过程与方法： (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法 (3)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用 3．情感态度与价值观： (1)通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理 (2)通过小组讨论，培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会合作与交流，逐步形成严谨求实的科学态度 (3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1．教学重点及其教学策略： 重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 教学策略：通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： 难点：理想化模型——质点的建立，及相应的思想方法 教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点 三、教学资源 1．演示器材：铁环,竹蜻蜓，纸飞机 2．课件：PPT 3. 图片资料 4．多媒体教学设备一套。 四、课时安排 1课时 五、教学过程 ［新课导入］ 第一节质点参考系和坐标系 一、教学目标 1．知识与技能： (1)理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点． (2)知道参考系的概念．知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单． (3)知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化． 2．过程与方法： (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法 (3)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用 3．情感态度与价值观： (1)通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常 生活中的物理学道理 (2)通过小组讨论，培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会 合作与交流，逐步形成严谨求实的科学态度 (3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问 题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1．教学重点及其教学策略： 重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 教学策略：通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： 难点：理想化模型——质点的建立，及相应的思想方法 教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点 三、教学资源 1．演示器材：乒乓拍、乒乓球 2．课件：飞机空投，地月系、太阳系运行，地球公转和四季变化，火车运行的模拟动画 3．音像文件：“神舟”５号发射、运行、返回过程；鸽子飞行；28届雅典奥运会上张怡宁发球 4. 图片资料：学校平面图，神州五号发射控制中心，GPS定位器，汽车、火车过桥、火 箭等图片。 5．多媒体教学设备一套。 四．教学过程 引入新课 呈现“神舟”５号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。 播放神州五号发射升空过程的录像。 讲述：飞船在茫茫太空遨游，如何描述它的运动呢？文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”，短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。 世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同的人（如文学家、艺术家等）有不同的描述，请举例说明。 那么科学家怎样描述物体的运动呢？ 著名物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。” 本章我们首先引入描述运动的一些基本概念，进而研究最简单最基本的运动形式：直线运动。 讲授新课 （一）、物体与质点 １、播放鸽子飞行的录像。 提问： 1.1 质点参考系和坐标系教案 一、知识与技能： （1）理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 （2）理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。 （3）会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 二、过程与方法： （1）体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。 （2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。 三、情感态度与价值观：热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。 四、教学内容： 要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性，描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动，还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材中逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。 本节介绍质点、参考系和坐标系，不仅是这一章学习的基础知识，也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。 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 物理学的研究对象受许多因素的影响，如果同时考虑这诸多因素，那就无法使用数学知识达到定量研究的目的。物理学及其他许多学科，都是把非本质的次要因素找出来，加以剔除，而把本质的起主要作用的因素突出出来，在此基础上进行概括抽象，把十分复杂的问题归结为比较简单的问题进行研究，这就是物理学研究中的理想化方法。用这种方法建立起来的为代替研究对象而想象出的模型就叫做理想化模型，如“质点”就是一个典型的理想化模型。研究问题时用质点代替物体，可不考虑物体上各点之间运动状态的差别。 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．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。 3．物体能简化为质点的条件： 高中物理质点、参考系和坐标系的知识点 1质点 1.定义：用来代替物体的有质量的点，是一个理想化的模型。 2.原则：物体的大小和形状对研究问题没有影响或影响很小可以忽略不计。 3.内容： (1)没有形状、大小，而具有质量的点。 (2)质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。 (3)一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。 1参考系、坐标系 1、参考系定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。 2、注意点：运动的描述是相对的，因参考系的选取的不同而不同。参考系的选择以研究问题的方便为原则。 3、坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系。 (1)物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。 (2)在描述一个物体运动时，选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体，叫做参考系。 对参考系应明确以下几点： ①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。 ②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。 ③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系? 1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。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。 (1)坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。 具体有： ①一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为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。如图1—1—1所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA=3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。 ②二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置③三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。 (2)GPS定位仪——确定地球物体的具体方位，提供准确时间。 要注意以下几点： (a)坐标系相对参考系是静止的。 (b)坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。 (c)用坐标表示质点的位置。 (d)用坐标的变化描述质点的位置改变 1机械运动1、定义：一个物体相对于另一个物体位置发生变化(注意机械运动是相对的)。 2、运动形式:平动(物体上各点运动形式相同)、转动、振动(围绕某点往复运动)等。 1 天球坐标系、地球坐标系和卫星测量中常用的坐标系的建立方法。天球直角坐标系 天球坐标系 天球球面坐标系 坐标系 地球直角坐标系 地球坐标系 地球大地坐标系 常用的天球坐标系：天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。在天球坐标系中，天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述。 1 天球空间直角坐标系的定义 地球质心O为坐标原点，Z轴指向天球北极，X轴指向春分点，Y轴垂直于XOZ平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系。则在此坐标系下，空间点的位置由坐标（X，Y，Z）来描述。 春分点：当太阳在地球的黄道上由天球南半球进入北半球，黄道与赤道的交 点）． 2 天球球面坐标系的定义 地球质心O为坐标原点，春分点轴与天轴（天轴：地球自转的轴）所在平面为天球经度（赤经）测量基准——基准子午面，赤道为天球纬度测量基准而建立球面坐标。空间点的位置在天球坐标系下的表述为（r，α，δ）。 表示：2-1天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图 岁差和章动的影响 岁差：地球实际上不是一个理想的球体，地球自转轴方向不再保持不变，这 使春分点在黄道上产生缓慢的西移，这种现象在天文学中称为岁差。章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极旋转，大致呈椭圆，这种现象称为章动。 极移：地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，因而，地极点在地球表面上的位置，是随时间而变化的，这种现象称为极移。地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化，而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。前者导致岁差和章动，后者导致极移。 协议天球坐标系：为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系，人们通常选择某一时刻，作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过瞬时的岁差和章动改正后，分别作为X轴和Z轴的指向，。协议天球坐标系由此建立的坐标系称为 3 地球坐标系 第一节质点参考系和坐标系 …………石家庄五中闫会波一、教学目标 1．知识与技能： (1)理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点． (2)知道参考系的概念．知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单． (3)知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化． 2．过程与方法： (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)物理模型的特点。 (3)数学工具是物理研究的帮手。 3．情感态度与价值观： (1)通过提问，观看ppt使学生保持对科学的求知欲。 (2)形成严谨求实的科学态度 (3)研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1．教学重点 重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 2．教学难点及其教学策略： 难点：理想化模型——质点的建立。 三．教学过程 引入新课 呈现“神舟”6号从发射到返回舱成功回收的主要阶段。 讲述：飞船在茫茫太空遨游，如何描述它的运动呢？文学家、艺术家采用形象的手法。“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空”，短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿。 世界万物都在运动，对于不同物体的运动，不同的人（如文学家、艺术家等）有不同的描述，请举例说明。 那么科学家怎样描述物体的机械运动？ 著名物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。” 讲授新课 （一）、物体与质点 １、观看雄鹰展翅的图片。 (1)要准确描述雄鹰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)如果我们研究雄鹰从石家庄出发到飞往北京所需要的时间，需要了解它身体各部分运动的区别吗？ 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。 教师结论：在某些情况下，根据所要研究问题的性质，可以忽略某些物体的大小和形状。２、提问： (1)研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢？ (2)一列沿京石铁路运动的火车，若研究它从石家庄到北京的运动能否把它简化为一个点？ (3)研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？ (4)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、通过以上几个问题请同学们进一步讨论： (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？ 物体看做质点的条件：由问题的性质决定。 (1)物体的各部分的运动情况都相同，此物体可以当作质点。 (2)物体的形状大小远远小于所研究的距离，此物可当作质点。 1天球坐标系、地球坐标系和卫星测量中常用的坐标系的建立方法。 L天球直角坐标系 厂天球坐标系 天球球面坐标系 地球直角坐标系地球大地坐标系 常用的天球坐标系：天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。 在天球坐标系中，天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述。 1天球空间直角坐标系的定义 地球质心0为坐标原点，Z轴指向天球北极，X轴指向春分点，丫轴垂直于XOZ 平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系。则在此坐标系下，空间点的位置由坐标（X，丫Z）来描述。 春分点：当太阳在地球的黄道上由天球南半球进入北半球，黄道与赤道的交点） A ＜空闵直笥坐瑟厂K V ： z 丿的楚辽” 2天球球面坐标系的定义 地球质心0为坐标原点，春分点轴与天轴（天轴：地球自转的轴）所在平面为天 球经度（赤经）测量基准一一基准子午面，赤道为天球纬度测量基准而建立球面 坐标。空间点的位置在天球坐标系下的表述为（r ,a,S ）。 天欢申诗与地球质?M 重合T 赤礙刊为舍天黏 和感分点的天球子牛面 与过天体$的天球子牛面 之间的夾角，未纬 S 为 原点Mi 天体￡的连規与 天球击道面之间的夹角, 旬題丫为展点Mi 天体S 球球】?坐抚1就，S 1 r ）的C 义： 天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图 2-1表示: 感鼻—地I 球质心M 一孑塾一指向天球北奴Pn 、 ￥菇'一垂直于XMZ 平面, 与X 抽和Z 抽枸成右 手坐 标系统。 Pn A Z y X 1 \y X 奋 My\5 Ps / / 对同一空间点，直角坐标糸与其著效的球面坐标糸参教间有如下转换关务: C X - /cos a cos S < Y= / sin cos -Z = ysin 5 Y V a = arctan —— L Xz d -arctail . 岁差和章动的影响 岁差：地球实际上不是一个理想的球体，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移，这种现象在天文学中称为岁差。 章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极旋转，大致呈椭圆，这种现象称为章动。 极移：地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，因而，地极点在地球表面上的位置，是随时间而变化的，这种现象称为极移。地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化，而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。 前者导致岁差和章动，后者导致极移。 协议天球坐标系：为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系，人们通常选择某一时刻，作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬 时春分点的方向，经过瞬时的岁差和章动改正后，分别作为 X轴和Z轴的指向, 由此建立的坐标系称为协议天球坐标系。天味奋 5 y X X Ps 第一章运动的描述 1.1 质点参考系和坐标系教案 1、教材分析 本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。 要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。 “科学漫步”栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容，其后附有进一步研究的问题，例如“这个定位器处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？”。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。 2、教学目标 1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。 2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 3、教学重点 1、在研究问题时，如何选取参考系。 2、质点概念的理解。 4、教学难点 在什么情况下可把物体看出质点 5、学情分析 我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。 6、教学方法 1．学案导学：见后面的学案。 2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 7、课前准备 《质点参考系和坐标系》教学设计 一、教材分析 本教学设计选自人教版新课标高中物理教材第一章第一节《质点参考系和坐标系》，要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性，描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动，还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材中逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。本节介绍质点、参考系和坐标系，不仅是这一章学习的基础知识，也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。 二、三维目标 1．知识与技能 （1）理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 （2）理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。 （3）会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 2．过程与方法 （1）体会物理模型在探索自然规律中的作用，让学生将生活实际与物理概念相联系，通过几个具体的例子让学生自主讨论，在讨论与交流中，自主升华为物理概念。 （2）通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发，体验不同参考系中运动的相对性，提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。 3．情感态度与价值观 热爱自然，关心科技，正确方法，科学态度。 三、教学重、难点 （1）重点 1．理解质点的概念； 2．从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。 （2）难点 1．理解质点的概念 四、教学突破 课前师生收集丰富的图片、视频、文字等资料，联系学生日常生活中身边熟悉的实例，激发学生学习的兴趣，通过老师引导，学生得出有关物理概念，从而使学生乐于探究和思考。 五、教学流程设计 （一）引入课题 （二）物体和质点 1．知识与技能： (1)理解质点的概念．能明确物体在什么情况下可以看作质点． (2)知道参考系的概念．知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单． (3)知道坐标系的概念．能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化． 2．过程与方法： (1)领悟质点概念的提出和分析、建立的过程 (2)了解物理学研究中物理模型的特点，初步掌握科学抽象这种研究方法 (3)通过数形结合的学习，认识数学工具在物理学中的作用 3．情感态度与价值观： (1)通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理 (2)通过小组讨论，培养学生相互合作、共同探索的团队精神，并使学生学会合作与交流，逐步形成严谨求实的科学态度 (3)体验物理学研究问题的方法——科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观 二、教学重点、难点 1．教学重点及其教学策略： 重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立 教学策略：通过观察、思考、讨论和实例分析来加深理解。 2．教学难点及其教学策略： 难点：理想化模型——质点的建立，及相应的思想方法 教学策略：通过问题的讨论，在原有认知水平上进一步深化拓宽，达到认知的螺旋上升，攻克难点。 三、设计思路 本节课以“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流—互动”的探究模式进行教学． 充分开发和利用新课程资源，创设大量贴近实际学生生活的问题情景，激发出学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲望，产生思维的积极活动与共鸣。同时，体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的密切联系。 充分运用发挥多媒体教学功能，如音乐、图片、视频素材等，为学生提供了一个更具趣味性和启发性的学习情境。 营造宽松、自主、合作的课堂氛围，帮助学生形成健康人格的。除了让学生关注概念的静态结果，更关注学生对概念的主动建构，强调在问题中实现知识的意义建构。 四、教学资源 1．演示器材：乒乓拍、乒乓球 2．课件：飞机空投，地月系、太阳系运行，地球公转和四季变化，火车运行的模拟动画 3．音像文件：“神舟”５号发射、运行、返回过程；鸽子飞行；28届雅典奥运会上张怡宁发球 4.图片资料：学校平面图，神州五号发射控制中心，GPS定位器，汽车、火车过桥、火箭等图片。 5．多媒体教学设备一套。 五、教学设计 11,质点,参考系和坐标系练习题及答案解析 1、质点参考系和坐标系练习题(含答案) 1．下列关于质点的概念叙述正确的是（） A、只要是细小的物体都可以看作质点。 B、只要是静止的物体都可以看作质点。 C、在研究某个问题时，一物体可以看做质点，那么在研究另一个问题时，该物体也一定可看做质点。 D、一个物体可否可以看做质点，要看所研究问题的具体情况而定。 2．下列关于质点的说法中正确的是（） A、只有体积很小的物体才能看作质点 B、在研究足球旋转的问题时，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 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（） 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 考系,刮雨器一定是静止的 5．下面关于质点的正确说法有（） A、研究和观察日食时可把太阳当做质点 B、研究地球的公转时可把地球看做质点 C、研究地球的自转时可把地球看做质点 D、原子核很小，可把原子核看做质点 6．一辆汽车在平直公路上匀速行驶，车上的人看到车上的木箱保持静止不动，这是选取_____为参考系的；若选取汽车为参考系，则路边的电线杆是_______的. 参考答案 1、D 2、D 3、B 4、C 5、B 6、汽车、运动 1．下列现象是机械运动的是( ) A．上海的磁悬浮列车正在高速行驶 B．中国的综合国力正在飞速发展 C．煤炭正在熊熊燃烧 D．奥运冠军刘翔在110米栏决赛中 2．下列各物体中，能被视为质点的有( ) … 质点参考系和坐标系同步练习 1、甲、乙两辆汽车均以相同速度行驶．有关参考系，下列说法正确的是（） A．如两辆汽车均向东行驶，若以甲为参考系，乙是静止的 B．如观察结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车 C．如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的 D．如甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，以乙车为参考系，甲车向西行驶 2、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 3、下列情况中的运动物体，不能被看成质点的是（） 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桨的转动情况 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 4、“坐地日行八万里，巡天遥看一千河．”这一句诗表明（） ^ 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 5、地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是（） A．向前运动B．向后运动 C．倾斜落向前下方D．倾斜落向后下方 6、下列关于质点的说法中，正确的是（） ' A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在 B．因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别 C．凡是轻小的物体，都可看作质点 D．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 7、如图1－1－1所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点．由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程． 图1―1―1 ! 8、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（） A．地面、地面 B．地面、列车C．列车、列车 D．列车、地面 9、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．游乐场中，坐在翻滚过山车中的小孩 B．确定太空中的宇宙飞船位置 C．研究门的转动 D．研究正在将货物吊起的起重机的受力情况 10、在平直的公路上，甲乘汽车以10m／s的速度运动，乙骑自行车以5 m／s的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则（） A．甲观察到乙以5m／s的速度靠近 B．乙观察到甲以5 m／s的速度远离C．甲观察到乙以15 m／s的速度远离 D．乙观察到甲以15 m／s的速度远离 【 11、两辆汽车在平直的公路上行驶，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移动，如果以大地为参考系，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．甲车向西运动，乙车向东运动 D．甲乙两车以相同的速度向东运动12、在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（） 2021年高中物理 1.1《质点参考系和坐标系》教案2 新人教版必修1 导入新课 打开“1.1质点参考系和坐标系.ppt”文件，点击目录中的“引入”，切换到如图所示： 根据所给问题让学生思考，分析出当只考虑足球飞越的距离和蝴蝶上升的高度时，可以把足球和蝴蝶当作一个点来研究，这种点在物理上就是一个理想化的模型——质点（引入下面的课题） 推进新课 一、物体和质点 1.定义：用来代替物体的有质量的点. 2.将物体看成质点的条件: 点击目录中的“质点”，切换到下图： 先让学生思考其中的问题，然后再给出结论. 点击“下一页”进入练习题部分： 先让学生自己思考解答，然后再给出解析过程. 二、参考系 点击目录中的“参考系”，进入下图所示内容 先让学生观察两个视频，并分别说出各自的结论，然后老师总结并分别给出下面的内容. 点击“下一页”，切换到情景模拟部分： 可以改变其中的各种参数改变小车的速度，让学生充分理解各种运动情况. 继续点击“下一页”，进入练习部分： 同样先让学生自己完成两题，然后再给出解析内容. 三、坐标系 点击目录中的“坐标系”，出现以下内容: 先让学生根据图中提出的问题，说出自己确定物体位置的办法，然后老师再给出参考答案.在此问题中实际涉及了三种不同的坐标系，它们都是以人的位置为坐标起点.1.是一维坐标系，2.是二维坐标系，3.是三维坐标系. 点击“下一页”给出坐标系的有关内容： 点击其中的“下一页”给出坐标系的知识拓展部分： 继续点击其中的“下一页”给出坐标系的练习题部分： 对于此题，也是先让学生思考、解答，然后再给出解析和最后的归纳总结. 课堂小结 点击目录中的“小结”，出现以下内容： 提问学生本节主要学习了哪些内容，然后展示本节所学内容以及本节的学习目标，以供学生掌握本节的重点和难点. 第一章运动的描述 1.1质点参考系和坐标系 教学目标 一：知识与技能 （1）理解质点的概念； （2）知道参考系的概念及与运动的关系； （3）能正确个分析和建立参考系。 二：过程与方法 （1）能联系实际体会质点模型 （2）能结合具体环境建立合适的坐标系 三：情感态度与价值观 体会理想模型在处理物理问题中的价值 教学重点:质点的概念、参考系的选取、坐标系的建立。 教学难点: 实际物体可以看作质点的条件。 课时安排：1课时 教学过程: 第一节质点参考系坐标系 （一）主要内容 1、机械运动 （1）定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。 （2）运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。 2、物体和质点 （1）定义：用来代替物体的有质量的点。 第一、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。 第二、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。 第三、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。 （2）物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。 （3）突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。 问题： （1）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？ （2）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？ （3）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？ 例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。 质点参考系和坐标系（B）卷 1．在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是（） A．马拉松 B．跳水C．击剑D．体操 2．(多选)下列情况的物体，哪些可看做质点（） A．放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动B．放在地面上的木箱，在其箱高的中点处用水平推力推它，木箱在地面上滑动C．研究地球公转一周所需时间是多少 D．研究钟表时针的转动情况 3．(多选)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，地球不可作为质点 D．研究跳水运动员转体动作时，运动员不可作为质点 4．据新华社消息，6月12日23时30分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第二十三颗北斗导航卫星，它是地球静止轨道卫星，可以定点在赤道上空的某一点．则关于该颗卫星下列说法正确的是（） 图1-1-6 A．以地面为参考系，北斗导航卫星静止 B．以太阳为参考系，北斗导航卫星静止 C．北斗导航卫星在高空一定是运动的 D．北斗导航卫星相对地面上静止的物体是运动的 5．“坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一火车启动了，此时他感到自己坐的火车在后退，实际上，他坐的火车并没有动．”这句话的描述中，所选择的参考系有几个（） A．1个B．2个 C．3个D．4个 6．如图1-1-7所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标系(x轴)，在画该坐标系时规定原点在一长直公路上某交通亭中心，公路为南北走向，规定向北为正方向．坐标系上有A、B两点，A的位置坐标为x A＝50 m，B的位置坐标为x B＝－30 m．下列说法中正确的是（） 图1-1-7 ①A点位于交通亭中心南边50 m处 ②A点位于交通亭中心北边50 m处 ③B点位于交通亭中心南边30 m处 ④B点位于交通亭中心北边30 m处 A．①③ B．②④ C．①④D．②③ 7．下列运动的物体，可以看做质点的是（） A．质量小于1 g的物体 B．研究“悟空号”暗物质粒子探测器在太空中的运行时间 C．研究乒乓球的旋转效应 D．在空中做翻滚动作的跳伞运动员 8．某运动物体在平面内由点(3 m，1 m)出发，沿直线运动到点(1 m,4 m)；然后又由点(1 m,4 m)沿直线运动到点(5 m,5 m)．试在图中完成坐标系的建立并画出物体 高中物理--参考系和坐标系教案 科目：物理 课题第一节参考系和坐标系课时1课时 教学目标1．掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。 2．知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3．认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 4、培养学生主动思考、团结协作的精神，增强学生的研究意识、问题意识。 教学过程学案内容备注 一、自主学习一．物体和质点： 1．阅读教材P9页，思考什么是机械运动。 机械运动：物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最基 本 、最简单的运动形态． 2．思考并判断下列问题 （1）军舰的雷达发现敌舰时，我们在显示屏上看到的是什么？ （一个点） （2）描述公交车从甲车站到乙车站所用的时间时，通常把公交 车看成什么呢？ （3）．下列几种情况我们是否仍能将这些物体看成点呢？ 研究火车过一个路标的时间，火车能看成点吗？不能 研究火车从嘉兴到北京的运行时间，火车能看成点吗？能 研究火车车轮的转动，车轮能看成点吗？不能 研究花样滑冰运动员的肢体动作时，运动员能看成点吗？ 不能 研究刘翔在110米跨栏中的运动时间时，刘翔能看成点吗？能 （4）在物理学上我们如何来定义这个点呢？ 质点：我们在研究物体的运动时，在某些情况下，可以不考虑物 学生自 学填表 体的形状和大小，把它简化为一个有质量的点，称为质点．质点是一个理想化的物理模型． 二．参考系 阅读教材“参考系”一节内容，思考下列问题 1．看P10图 1.1-3，车中小孩是运动的还是静止的？说出你的理由。 （相对火车是静止的，相对铁轨是运动 的） 2．如右图所示，重物相对大地做曲线运 动，相对飞机做直线运动，为什么会有不 同的描述呢？（因为选择了不同的物体作 为参考系） 参考系：在描述物体的运动时，要选定某个其他物体作参考，观察物体相对于它的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这种用来作参考的物体称为参考系．参考系的选取是任意的，应以运动的描述尽可能简单为原则． 3．在下述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的？ 小小竹排江中游，巍巍青山两岸走：（河岸、竹排） 月亮在白莲花般的云朵里穿行：（云朵） 坐地日行八万里，巡天遥看一千河：（太阳）三．坐标系 为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。 一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如右表： （1）请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置．高中物理--质点 参考系和坐标系教案(1)
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