模式3：物理必修1人教版：精品預習案和導學案-物理：1.1《質(zhì)點 參考系和坐標系》精品學案

第一章運動的描述第1節(jié)質(zhì)點參考系和坐標系我們坐在飛速行駛的“和諧號”動車組里會看到旁邊的樹木迅速向后退去，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢在群星閃爍的夜晚，有時我們會看到流星劃過星空；當“神州七號”飛船升空之后將圍繞地球做圓周運動從我們身邊一直到宇宙，萬物都在運動，我們?nèi)绾蝸砻枋龈鞣N物體的運動呢為此，本節(jié)就要學習描述運動的一些物理量要點一、對理想化物理模型和質(zhì)點的理解1理想化模型1“理想化模型”是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進行的一種科學的抽象，實際并不存在2“理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”3“理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對客觀存在的復雜事物的一種近似反映，是物理學中經(jīng)常采用的一種研究方法2質(zhì)點引入質(zhì)點的意義質(zhì)點是一個理想化的物理模型，盡管不是實際存在的物體，但它是實際物體的一種近似，是為了研究問題的方便而進行的科學抽象，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，使所研究的復雜問題得到了簡化要點二、對參考系的理解1定義要描述某一個物體的位置及其隨時間的變化，首先要選定某個其他物體作為參考，假定這個“其他物體”不動，觀察研究對象相對于這個“其他物體”的位置是否隨時間變化，這個被用來作參考的物體，叫做參考系2引入?yún)⒖枷档囊饬x1有了參考系，才能確定物體的位置2選定了參考系后，才能知道和研究物體的運動試設想，在茫茫的大海里，水天一色，如果沒有太陽或星辰作參考，水手根本無法確定自己船艦的位置和航向3參考系的選取原則1選取參考系一般應根據(jù)研究對象和研究對象所在的系統(tǒng)來決定例如研究火車上物體的運動情況，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運動時，常選取地面或相對地面靜止的物體作為參考系選擇地面為參考系時，參考系?？梢月匀ゲ惶?，如“汽車運動了”，就不必說成“汽車相對地面運動了”2參考系的選取可以是任意的在實際問題中，參考系的選取以研究問題方便、對運動的描述盡可能簡單為基本原則4參考系對運動的影響對于同一個物體的運動，如果選取不同的物體作參考系，所得到的結(jié)果可能不同例如有一輛載有乘客的客車，在京福高速公路上由北向南行駛，若以客車為參考系，乘客是靜止的；若以路邊的樹木為參考系，乘客向南運動；若以也向南行駛但比客車運動的快的另外一輛轎車為參考系時，客車及乘客又是向北運動的要點三、建立坐標系的意義和特點1建立坐標系的意義物體做機械運動時，其位置會隨時間發(fā)生變化，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?坐標系的種類及特點1直線坐標系以某一點為原點，規(guī)定單位有時是長度，有時是時間，也可能是其他物理量、正方向或變化方向的意義2平面坐標系物體在某一平面內(nèi)運動時需建立平面坐標系如圖111所示在圖甲中，A、B、C三點有相同的橫坐標，在圖乙中，A、B、C三點有相同的縱坐標，由此可以發(fā)現(xiàn)如果僅僅確定某點的橫坐標或縱坐標，該點的位置并不能惟一確定，如果同時確定某點的橫坐標和縱坐標，則該點的位置惟一確定圖1113多維坐標系如三維立體空間坐標系物體的運動不在同一平面內(nèi)時，可以建立多維坐標系3建立坐標系的原則要能方便簡潔地確定物體的位置一、對質(zhì)點的理解例1下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是A質(zhì)點是一個理想化的模型，實際并不存在B因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別C凡是輕小的物體，都可看作質(zhì)點D如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點解析質(zhì)點是一個理想化的物理模型，實際上不存在物體能否看成質(zhì)點要滿足D項的條件，A、D正確；質(zhì)點是有質(zhì)量的，它是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而抽象出來的點，與物體大小沒有直接關(guān)系，B、C項錯答案AD如果物體的大小和形狀對所研究的問題不起主要作用，其影響可以忽略不計，就可把它看成質(zhì)點二、對參考系的理解例2某校高一的新同學分別乘兩輛汽車去市公園游玩當兩輛汽車在平直公路上運動時，甲車內(nèi)一同學看見乙車沒有運動，而乙車內(nèi)一同學看見路旁的樹木向西移動如果以地面為參考系，那么，根據(jù)上述觀察到的現(xiàn)象可說明A甲車不動，乙車向東運動B乙車不動，甲車向東運動C甲車向西運動，乙車向東運動D甲、乙兩車以相同的速度都向東運動解析正確分析“乙車內(nèi)一同學看見路旁的樹木向西移動”是解決本題的關(guān)鍵樹木相對地面本是靜止的，由此判斷乙車相對地面一定是向東運動“甲車內(nèi)一同學看見乙車沒有運動”則說明甲、乙兩車相對靜止，速度一定是相同的答案D三、坐標系的應用例3一質(zhì)點在X軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表T/S012345X/M0541711請在圖112中的X軸上標出質(zhì)點在各時刻的位置圖1122哪個時刻離開坐標原點最遠有多遠解析1以運動路徑所在的直線為X軸，標出各時刻質(zhì)點的位置坐標如下圖所示2由圖可知第4S末質(zhì)點離開坐標原點最遠，有7M答案1見解析圖24S末7M1畫坐標系時，必須標上原點、正方向和單位長度2位置坐標的意義正負表示方向，數(shù)值表示距坐標原點的距離3坐標軸的方向不一定非得在水平方向或豎直方向上，同時不能忽略“”、“”號1下列關(guān)于運動的說法中，正確的是A物體的位置沒有變化就是不運動B兩物體間的距離沒有變化，兩物體一定都是靜止的C自然界中沒有不運動的物體，運動是絕對的，靜止是相對的D為了研究物體的運動，必須先選擇參考系，平常說的運動或靜止是相對于地球而言的答案CD解析物體的位置對某一參考系不變但對另一參考系可能變化了，所以物體可能在運動，故A錯誤；兩物體間的距離沒有變化，二者可能靜止，也可能以相同的速度運動，故B錯誤；由于參考系的選擇是任意的，對于不同的參考系，同一物體可能靜止，也可能運動，故C、D正確2歌詞“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”所描寫的運動的參考系分別是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”是以江岸為參考系；“巍巍青山兩岸走”是以竹排為參考系3下列說法中正確的是A被選作參考系的物體是假定不動的B一乘客在車廂內(nèi)走動的時候，他說車是運動的C研究地面上物體的運動，必須選取地面為參考系D質(zhì)點運動的軌跡是直線還是曲線，與參考系的選取有關(guān)答案A解析宇宙間的一切物體都處在永恒的運動中，被選作參考系的物體只是被假定不動，所以選項A正確；物體是運動的還是靜止的是相對于參考系而言的，在車廂內(nèi)走動的人，在沒有明確參考系之前就說車是運動的是錯誤的，所以選項B錯誤；研究物體的運動時，參考系是可以任意選取的，所以選項C錯；運動質(zhì)點通過的路線是質(zhì)點運動的軌跡，它與觀察者以哪一物體作參考系看到的情況無關(guān)，所以選項D是錯誤的4下列情形中，不可以把物體看作質(zhì)點的是A研究高速旋轉(zhuǎn)的砂輪的運動B研究芭蕾舞演員的動作C研究花樣滑冰中的運動員D研究飛行中直升機上的螺旋槳答案ABCD5在研究下列問題時，可以把汽車看作質(zhì)點的是A研究汽車在行駛時車輪的轉(zhuǎn)動情況B研究人在汽車上的位置C研究汽車在上坡時有無翻車的危險D計算汽車從北京開往大連的時間答案D解析A、B、C三項的物體均需要考慮汽車的形狀6關(guān)于坐標系，下列說法正確的是A建立坐標系是為了定量描述物體的位置和位置的變化B坐標系都是建立在參考系上的C坐標系的建立與參考系無關(guān)D物體在平面內(nèi)做曲線運動，需要用平面直角坐標系才能確定其位置答案ABD7一個小球從距地面4M高處豎直向下拋出，被地面彈回，在距地面1M高處被接住坐標原點定在拋出點正下方2M處，向下方向為坐標軸的正方向則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標分別是A2M，2M，1MB2M,2M,1MC4M,0M,1MD2M,0M，1M答案B題型1物體看成質(zhì)點的條件理解例1在以下哪些情況下可將物體看成質(zhì)點A研究某學生騎車回校的速度B對某學生騎車姿勢進行生理學分析C研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡D研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面答案AC解析研究學生的騎車速度或探測器的飛行軌跡時，其大小和形狀的影響可忽略不計，故它們可以看成質(zhì)點；但當研究學生的騎車姿勢時，學生的身軀和四肢就構(gòu)成了研究的對象，故不能把學生看成質(zhì)點，B錯；當火星探測器在火星表面探測時，探測器的動作直接影響探測的效果，所以探測器不能看成質(zhì)點，故D錯能否把一個物體看作質(zhì)點，并不是由物體的形狀和大小來決定的，而是由它的形狀和大小對所研究問題的影響程度決定的一般說來，如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的因素時，物體就可看作質(zhì)點題型二機械運動和參考系例2甲、乙兩輛汽車均以相同的速度行駛，下列有關(guān)參考系的說法正確的是A如果兩輛汽車均向東行駛，若以甲車為參考系，乙車是靜止的B如果觀察的結(jié)果是兩輛車均靜止，參考系可以是第三輛車C如果以在甲車中一走動的人為參考系，乙車仍是靜止的D如甲車突然剎車停下，乙車仍向東行駛，以乙車為參考系，甲車往西行駛答案ABD解析兩車的速度相同時，其相對位置不變，以其中任一輛車為參考系，另一輛車一定靜止，故A正確；若有第三輛車丙與甲、乙兩車同向同速行駛，以丙車為參考系時，甲、乙兩車均靜止，故B正確；若一人在甲車中走動時，他與乙車的相對位置是變化的，則乙車是運動的，故C錯；甲車剎車停下，乙車向東行駛，甲車與乙車間的距離增大，甲車相對乙車向西運動，故D正確拓展探究上例中，若甲、乙兩車都向南行駛，甲車的速度為10M/S，乙車的速度為5M/S，那么1若以甲車為參考系，乙車向什么方向運動2若以乙車為參考系，甲車向什么方向運動答案1向北2向南解析由于甲車的車速快，所以甲、乙兩車的距離增大，所以乙車相對于甲車向北運動，甲車相對于乙車向南運動1參考系的選取是任意的，但一般在選取參考系時要能方便簡潔的描述物體的運動2在無特別說明的情況下，一般取地面或相對地面靜止的物體為參考系3同一個運動，選取不同的參考系，對運動的描述可能不同題型3直角坐標系的應用例3為了確定平面上物體的位置，我們建立了平面直角坐標系，如圖111所示以O點為坐標原點，沿東西方向為X軸，向東為正；沿南北方向為Y軸，向北為正圖中A點的坐標如何表示其含義是什么圖111答案A點的橫坐標X2M，A點的縱坐標Y3M，坐標值的含義為A點在坐標原點東2M、偏北3M處解析在平面直角坐標系中，要想準確描述某物體的位置，必須找準其橫坐標與縱坐標拓展探究若某同學在操場上從A點開始先向南走了15M到B點，接著又向東走了20M到C點，請你建立合適的坐標系描述該同學的位置及位置的變化答案見解析解析建立如下圖所示的坐標系設A點為坐標原點，則B點坐標為0,15，C點坐標為20,15XABXBXA0YABYBYA15MXBCXCXB20M020MYBCYCYB15M15M0MXACXCXA20M020MYACYCYA15M015M1某人坐在甲船中看到乙船在運動，那么相對河岸不可能的運動情況是A甲船不動，乙船運動B甲船運動，乙船不動C甲、乙兩船都在運動D甲、乙兩船以相同速度同向運動答案D解析乙船相對于甲船在運動，故兩者不可能以相同的速度同向運動，D選項錯誤；兩船都在運動時，若運動的速度不相同，則兩者依然有相對運動，故A、B、C三種說法都可能存在本題的正確答案是D2下列各物體中，能被視為質(zhì)點的有A停泊在港灣中隨風搖擺的小船B滿載戰(zhàn)機遠征伊拉克的“小鷹號”航空母艦C馬拉松比賽的運動員D表演精彩動作的芭蕾舞者答案BC3在有云的夜晚，抬頭望月，發(fā)現(xiàn)“月亮在白蓮花般的云朵里穿行”，這時取的參考系是A月亮B云C地面D觀察者答案B4地面觀察者看雨滴豎直下落時，坐在勻速前進的列車車廂中的乘客看雨滴是A向前運動B向后運動C傾斜落向前下方D傾斜落向后下方答案D解析勻速前進的列車車廂中的乘客以列車為參考系，看雨滴應是落向后下方52008年的奧運圣火經(jīng)珠穆朗瑪峰傳至北京，觀察圖112中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰，關(guān)于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況，下列說法正確的是旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū)圖112A甲、乙兩火炬手一定向左運動B甲、乙兩火炬手一定向右運動C甲火炬手可能運動，乙火炬手向右運動D甲火炬手可能靜止，乙火炬手向左運動答案D6如圖113所示，甲、乙、丙3人各乘不同的熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，那么，從地面上看甲、乙、丙的運動可能是圖113A甲、乙勻速下降，且V乙V甲，丙停在空中B甲、乙勻速下降，且V乙V甲，丙勻速上升C甲、乙勻速下降，且V乙V甲，丙勻速下降，且V丙V甲，丙勻速下降，且V丙V甲答案ABC解析甲看到樓房勻速上升，則甲相對樓房是向下運動的，以地面為參考系，甲是向下運動的；乙看到甲勻速上升，說明乙相對甲向下運動，以地面為參考系，乙是向下運動的，而且速度比甲大；甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，則丙的情況稍微復雜些，以地面為參考系可能是向下運動，但速度比甲和乙都要小，也可能是靜止的，也可能是向上運動的7指出以下所描述的各運動的參考系是什么1太陽從東方升起、西方落下，參考系為_2月亮在云中穿行，參考系為_3車外的樹木向后倒退，參考系為_4騎摩托車的人從觀后鏡中看到身后的一輛汽車駛來，參考系為_答案1地面2云3車4騎車人自己或摩托車8天安門廣場上的國旗桿臨長安街而立，長安街為東西