1.1质点参考系和坐标系

第一章运动的描述运动：物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动。

第一节质点参考系和坐标系一、教学目标：1、理解质点的概念，知道物体在什么情况下可以看成质点。

2、理解参考系的概念，体验不同的参考系中运动的相对性。

3、会用坐标系描述物体的位置。

二、教学重点、难点重点：1、质点的概念及物体视为质点的条件。

2、运用坐标系描述物体的位置。

难点：质点的概念及物体视为质点的条件。

三、教学过程：运动（机械运动）：物体相对于其它物体的位置变化。

研究对象参考系运动一、物体和质点：1、质点：用来替代物体的有质量的点。

2、意义：为了研究问题的方便（简化问题）而提出的理想化模型。

（科学抽象，事实上不存在）3、条件：研究问题时，其形状和大小对于所研究的问题没有影响或影响很小可以忽略时，物体就可以视为质点。

物体忽略形状和大小质点4、具体情况：⑴无关因素：平动物体⑵次要因素：轨迹问题、行程问题地球公转（自转）⑶实际问题：不涉及转动（具体问题具体分析）5、形状和大小不是视为质点的决定因素，而形状和大小对于我们所研究的问题是否可以忽略才是关键。

二、参考系（运动是绝对的，而静止是相对的）1、定义：为了研究物体的运动而事先假定为不动的物体，叫参考系。

2、选取规则：原则上是任意的，实际选取时以简洁方便为依据。

通常以地面或大地为参考系（举例说明）3、同一物体选取不同的参考系，其运动情况往往不同。

（举例）4、比较两物体的运动情况时，选取同一参考系才有意义。

（举例）5、运动是绝对的，静止是相对，通常所说的运动和静止都是相对于地球/地面。

三、坐标系（参考系的具体表现形式）建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度（标度/比例尺）1、描述物体的直线运动———坐标轴（一维坐标系）2、描述物体在平面上的运动———平面直角坐标系（二维坐标系）3、描述物体在空间中的运动———立体空间坐标系（三维坐标系）。

第一章、运动的描述1、质点、参考系和坐标系班级：姓名：小组：【学习目标】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；【学习重点】1、质点模型的建立；2、参考系的重要性。

【学习难点】。

、把实际物体抽象成质点，体会这种研究方法【自主学习】1．机械运动：物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动，简称为运动。

2．质点：我们在研究物体的运动时，在某些情况下，可以不考虑物体的和，而突出“物体具有_______”这一要素，把它简化为一个______ ，称为质点。

一个物体能否看成质点是由___决定的。

3．参考系：在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随时间变化，以及怎样变化。

这种用来做的物体称为参考系。

为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的。

【学习探究】本章章首语中有一句最核心的话：“物体．．的空间位置．．随时间的变化……，称为机械运动”。

“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型；而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。

一、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．“质点”是一种科学的抽象，是一种理想化模型，是在研究物体运动时，抓住了物体的主要因素，忽略了次要因素，它是实际物体的近似，是一种最简单的模型（以后还会遇到更多的模型）。

2．一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的，一般在以下两种情况下能把物体抽象成质点（1）物体上各部分的运动情况都相同时。

如沿斜面下滑的木块可看成质点。

（2）物体本身的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时。

如研究地球绕太阳公转时，地球大小相对于地球到太阳的距离可忽略，可把地球视为质点。

例1．在研究火车从上海站到北京站的运行时间（通常只须精确到“分”），能不能把火车看成质点？在研究整列火车经过一个隧道的时间（通常精确到“秒”），能不能把火车看成质点？由此你得出什么看法？二、参考系为了研究物体的运动，被选来作参考．．的其他物体称为“参考系”。

第一章知识点整理1.1质点参考系和坐标系1.质点：（1）定义：研究中用来代替物体的“有质量的点”。

（2）质点的简化条件：①物体的大小和形状对所研究的问题影响可以忽略不计；②物体做平动时，各点运动情况完全相同时。

2.参考系（1）定义：观察物体的位置及其随时间变化时用来作参考（假定为不动）的“其他物体”。

描述一个物体的运动，必须选择参考系。

（2）特点：①参考系的选择是任意的，以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则。

研究地面上物体的运动，常常选择地面为参考系。

②参考系本身可以是运动的，也可以是静止的，一旦选定后，便假设为不动的。

(化身参考系)③选择不同的参考系研究同一物体的运动，结果往往是不同的。

3.坐标系几个要素：原点、单位长度、正方向、数字、物理量的符号和单位。

1.2时间和位移1.时间（1）时刻t：是指某一瞬间，没有长短意义。

例如：第3秒末、第1秒初。

（2）时间间隔△t：是指两时刻间的一段间隔，有长短意义。

例如：前3s、3s内、第3s内、最后1s。

➢在时间轴上，时刻对应时间轴上的点，时间间隔对应时间轴上的线段。

2.位移（1）定义：从初位置指向末位置的有向线段。

表示物体位置的变化。

（2）三要素：方向、直线、长度。

3.矢量和标量（1）矢量：既有大小又有方向的物理量。

如：位移,速度，力。

（2）标量：只有大小，没有方向的物理量。

如：路程，时间、温度、质量。

4.直线运动的位置和位移位置x: 初位置x1 ,末位置x2位移（位置的变化量）：末位置-初位置x: x =x1 - x2x绝对值：位移的大小；x正负：位移的方向。

1.3运动快慢的描述——速度1.速度（1）定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。

（2）定义式：txv ∆∆=单位：m/s km/h cm/s 1m/s=3.6km/h （3）速度是矢量。

（4）速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小；速度的方向与物体位移的方向相同，即物体运动的方向。

2.平均速度（1）定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。

1.1 质点参考系和坐标系教材讲解+习题练习1、质点：（1）定义：用来代替物体的有质量的点。

质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。

质点的基本属性：只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量。

（2）物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。

且物体能否看成质点，要具体问题具体分析。

（3）物体可被看做质点的几种情况:●平动的物体通常可视为质点．●有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点．●同一物体，有时可看成质点，有时不能．当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以．注：一般来说，当物体上各个点的运动情况都相同时，可用物体上的一个点的运动代替整个物体的运动，研究其运动性质时，可将它视为质点：当研究其细微特征时，不能将其视为质点；但当物体又转动，且因转动而引起的差异对研究问题的影响可忽略时，物体可视为质点。

说明：物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据；质点不同于只表示空间位置的几何点；尽管质点并不存在，但研究质点得到的结论可应用于实际物体。

例：下列物体或人可以看作质点的是（）A．跳水冠军伏明霞在跳水比赛中B．奥运会冠军王军霞在万米长跑中C．研究一列火车通过某一路标所用的时间时D．我国科学考察船去南极途中答案BD解：A、在跳水比赛中的伏明霞动作、造型、姿态对比赛成绩和观赏影响很大，不能忽略，不能看作质点．故A错误．B、王军霞在万米长跑中，她的身高、体形可忽略不计，可以看作质点．故B正确．C、研究一列火车通过某一路标所用的时间时，火车的长度不能忽略，火车不能看作质点．故C错误．D、我国科学考察船去南极途中，考察船的大小和形状可以忽略不计，可以把它看作质点．故D正确．故选BD2、参考系：（1）定义：在描述一个物体的相对运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫做参考系。

（2）运动是绝对的，静止是相对的。

一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。

1.1 质点参考系和坐标系1．物体的随时间的变化，称为机械运动．2．我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的和，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型．3．研究地球的自转时看做质点，研究地球的公转时看做质点．4．在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这种用来做参考的物体称为．为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的．参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则；研究地面上运动的物体，一般选取为参考系．5．选择不同的参考系描述同一物体的运动，其结果．6．为了定量地描述物体的及，需要在参考系上建立适当的坐标系．一、质点[问题情境]①研究一只雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔的高度时；②研究2010年温哥华冬奥会我国优秀运动员夫妻搭档申雪、赵宏博在双人滑中的溜冰动作时；③研究“嫦娥二号”近月卫星绕月球转动一圈的时间时．1．以上问题中哪些可以看做质点？2．把物体看做质点的条件是什么？[要点提炼]1．看成质点的条件：一个物体能否看成质点，取决于它的和在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积、质量和的大小无关．即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看做质点，而有的情况下不可以看做质点．2．理想化模型：(1)“理想化模型”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，实际不存在．(2)质点是一种“理想化模型”．[问题延伸]我们是否可以这样认为：很大的物体不能看成质点，很小的物体一定可以看成质点呢？二、参考系[问题情境]1．当我们坐在“和谐号”动车组里从北京到上海看世博会时，会看到窗外的树木和高山飞速向后奔去，但是我们看车厢的时候，车厢并未动，为什么会出现这样两种不同现象呢？2．在我国东南部的一个大城市，某天下午，天空飘着朵朵白云，中心广场上人来人往．当一大片白云飘至一座高楼上方时，突然听到有人大喊：“大楼要倒了！”其他人猛然抬头观看，也发现大楼正在慢慢倾倒，便纷纷狂奔逃生，造成交通堵塞等混乱局面．但过了好久，高楼并没有倒塌，再仔细观望，大楼依然矗立．请你探究这一现象背后的原因是什么？2．描述一个物体的运动，总是相对于其他物体而言的，这就是运动的相对性．以地面为参考系，大楼是不动的；可是抬头望高楼时是以天空为背景的，天空中的白云在移动，但人们抬头时误以为白云是固定不动的，所以产生了大楼在运动的错觉．由此可见，在以不同的物体为参考系的情况下，对同一个物体的运动，其观察结果是不同的．[要点提炼]1．研究物体的运动时 的那个物体，叫参考系．同一个运动物体由于选择的参考系不同，观察的结果常常是 的．2．在处理实际问题中，如果题目不做特殊说明，都是选 为参考系对物体的运动进行描述的．3．参考系的选取原则是：使物体运动的描述以及问题的研究简洁、方便．[问题延伸]在发生重大自然灾害时经常用飞机空投物资．地面上的人看到从匀速飞行的飞机上空投的物资做曲线运动，而飞行员却看到物资始终在飞机下方．为什么会出现两种不同的结果呢？三、坐标系的选取及应用所谓位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。

§1.1质点参考系和坐标系一．物体和质点1．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：物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。

③例1：地球绕太阳公转时，可以把地球当作质点看待；在研究地球自转时，就不能把地球看成质点了。

例2：研究火车从北京到上海的运动时可以把火车视为质点，研究火车过桥的时间时不能把火车看成质点2．注意：①物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据．如地球有时可看作质点，电子有时不能看作质点②同一个物体有时可看作质点，有时不能看作质点③质点是一个理想模型，要区别于几何学中的点．3．质点的物理意义质点是一个理想的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。

【例1】2007年5月25日大阪田径赛上，“飞人”刘翔以13秒14勇夺110m栏世界冠军，取得了四连冠的好成绩，伴随着雄壮的国歌，世界各地的华人留下了激动的泪水．下列说法正确的是( )A．刘翔在飞奔的110m中可以看做质点B．教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点C．无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点D．能否将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题二．参考系1．定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫参考系。

2．同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能．．不同例1：坐船在河中旅行的人观看两岸的风景时，常有“看山恰是走来迎（以船为参考系），仔细看山山不动（以河岸为参考系）”；“坐地日行八万里”是以地心为参考系。

例2．路边的树木，若以地面为参考系是静止的，若以行驶的汽车为参考系，树木是运动的。

3．参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。

研究地面上运动的物体，常选地面为参考系。

(3)．相对运动与参考系判断有关参考系和相对运动的问题，应注意跳出日常生活中以地面为参考系的思维习惯．乘火车时以自己所乘火车为参考系，通过观察路边物体、迎面而来的火车、同向而行的火车的运动，可较好地体会以运动物体为参考系和以地面为参考系的不同之处．【例2】地面观察者看到雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的列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【例3】甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲机匀速上升，丙看到乙机匀速下降，甲看到丙机匀速上升，则甲、乙、丙三人相对于地面的运动情况可能是( )A．甲、乙均下降，丙停在空中B．甲、乙均下降，丙上升C．甲、乙、丙均下降D．甲、乙、丙均上升三．坐标系要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系。